一种可调节的隧道支护定位及初支内轮廓线监测装置

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种可调节的隧道支护定位及初支内轮廓线监测装置。

背景技术

隧道工程施工是在一个相对封闭的空间里进行作业，它对测量技术要求极高，而且在开挖前后以及安装拱架时都需要对断面进行测量。目前，隧道测量采用测量员配全站仪放样，专业程度较高；隧道掌子面开挖(爆破或机械开挖)后，标注的测量点丢失，初支立架需重新放样，测量时间长，影响施工进度；对初支断面进行复测时，测量人员采用以点测面法，测量时间长，易遗漏部分超欠挖点，存在后期衬砌欠挖或脱空等质量隐患。

发明内容

本发明提供一种可调节的隧道开挖支护定位和初支内轮廓线监测装置，解决隧道开挖时需标注测量点及开挖后测量点的丢失，指导隧道开挖和初支立架作业。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种可调节的隧道支护定位及初支内轮廓线监测装置，包括固定装置和红外线发射装置；所述固定装置包括固定支架、滑动件以及第一固定件，沿初支拱架的内壁设置有所述固定支架，所述固定支架内设置有滑动槽，所述滑动槽内设置有所述滑动件，所述第一固定件设置在所述滑动件上；所述红外线发射装置设置在所述第一固定件上。

进一步的，所述固定支架两端设置有第一通孔，所述第一通孔内设置有固定卡，所述固定支架和初支拱架通过所述固定卡固定。

进一步的，所述红外线发射装置包括纵向调节螺栓、横向调节螺栓、托架以及第二固定件；所述纵向调节螺栓设置在所述托架的上端，所述横向调节螺栓设置在所述托架的下端，所述第二固定件设置在所述横向调节螺栓的一侧。

进一步的，所述托架呈“L”型，所述第二固定件上设有第一紧固件，所述纵向调节螺栓、横向调节螺栓以及第二固定件通过所述托架连接。

进一步的，所述横向调节螺栓的外径大于所述纵向调节螺栓的外径。

进一步的，所述红外线发射装置套在所述第一固定件上通过所述第二固定件和所述第一紧固件固定。

进一步的，还包括卡接件和固定块，所述卡接件的两侧设有第二通孔，所述第二通孔内设置有第二紧固件；所述固定块设置在所述滑动件两端的外侧壁上；所述卡接件和固定支架通过所述第二紧固件和固定块固定。

进一步的，所述卡接件与固定支架相配合，所述卡接件两端设置有第三通孔，所述第一固定件可穿过所述第三通孔。

本发明设计的可调节的隧道支护定位及初支内轮廓线监测装置，通过布设在掌子面上的红外线发射装置指导开挖、立架作业，可极大的缩短隧道初期的支护时间，节省作业时间，提高测量、施工的效率，节约人力资源。通过沿环向滑动槽滑动红外线发射装置，监测已完成的初支喷射混凝土是否存在严重超挖或欠挖，减小质量隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为固定装置结构示意图；

图2为隧道掌子面结构示意图；

图3为硬质金属卡停固定装置时的结构示意图；

图4为软质金属卡停固定装置时的结构示意图；

图5为红外线发射装置结构示意图；

图6为红外线发射装置纵向调节螺栓结构示意图；

图7为红外线发射装置横向调节螺栓结构示意图。

图中，1、初支拱架，2、固定支架，3、滑动件，4、第一固定件，5、固定卡，6、开挖断面，7、初支断面，8、红外线发射装置，9、纵向调节螺栓，10、横向调节螺栓，11、供电线路，12、托架，13、第二固定件，14、第一紧固件，15、卡接件，16、第二紧固件，17、固定块，18、滑动槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和2所示为可调节的隧道支护定位及初支内轮廓线监测装置，包括固定装置和红外线发射装置8；所述固定装置包括固定支架2、滑动件3以及第一固定件4，沿初支拱架1的内壁设置有所述固定支架2，所述固定支架2内设置有滑动槽18，所述滑动槽18内设置有所述滑动件3，所述第一固定件4设置在所述滑动件3上；所述红外线发射装置8设置在所述第一固定件4上。进一步的，所述红外线发射装置8套在所述第一固定件4上通过所述第二固定件13和所述第一紧固件14固定。在本实施例中，优选的，所述固定卡5采用螺栓进行固定，所述固定支架2采用环向固定支架2与初支断面7的结构吻合，所述固定支架2设有5个，分布在初支断面拱门的顶部一个，拱门两侧环向均设有一个，拱门底部两侧均设有一个；滑动件3为矩形，顺滑动方向宽度3～5cm，可起到在滑动槽内滑动的作用，其截面尺度小，在初支拱部滑动件内不影响其滑动。第一固定件4为直径10mm圆钢，与红外线发射装置8进行连接，第一紧固件14为螺丝，其中第一固定件4穿过所述第二固定件13，并通过旋转所述第一紧固件14达到紧固效果。

如图1所示，进一步的，所述固定支架2两端设置有第一通孔，所述第一通孔内设置有固定卡5，所述固定支架2和初支拱架1通过所述固定卡5固定。在本实施例中，优选的，在隧道已完成的初支断面7上通过预埋固定卡5将固定支架2精准牢固的固定在初支断面7上。

如图5-7所示，进一步的，所述红外线发射装置8包括纵向调节螺栓9、横向调节螺栓10、托架12以及第二固定件13；所述纵向调节螺栓9设置在所述托架12的上端，所述横向调节螺栓10设置在所述托架12的下端，所述第二固定件13设置在所述横向调节螺栓10的一侧。进一步的，所述托架12呈“L”型，所述第二固定件13上设有第一紧固件14，所述纵向调节螺栓9、横向调节螺栓10以及第二固定件13通过所述托架12连接。进一步的，所述横向调节螺栓10的外径大于所述纵向调节螺栓9的外径。在本实施例中，所述纵向调节螺栓9和横向调节螺栓10可调节红外线发射装置8的角度和位置，其中，当操作工人同时调节纵向调节螺栓9左右两端的调节螺栓使其均逆时针方向旋转时，此时红外线发射装置可调节向下的摆动角度和位置，当操作工人同时调节纵向调节螺栓9左右两端的调节螺栓使其均向顺时针方向旋转时，红外线发射装置可调节向上的摆动角度和位置；当操作工人同时调节横向调节螺栓10上下两端的调节螺栓使其均逆时针旋转时或均顺时针旋转时，可调节红外线发射装置向左或向右摆动的角度和位置。

如图3所示，进一步的，还包括卡接件15和固定块17，所述卡接件15的两侧设有第二通孔，所述第二通孔内设置有第二紧固件16；所述固定块17设置在所述滑动件3两端的外侧壁上；所述卡接件15和固定支架2通过所述第二紧固件16和固定块17固定。进一步的，所述卡接件15与固定支架2相配合，所述卡接件15两端设置有第三通孔，所述第一固定件4可穿过所述第三通孔。在本实施例中，非施工时间时，红外线发射装置及固定装置均停留在固定支架2的最底部。在本实施例中，红外线装置在非人工驱动时，不会出现滑移的问题；假若出现滑移时，本监测装置还设置了卡接件15和固定块17，所述卡接件15和固定块17与固定支架2相配合，优选的，所述固定支架2为铝合金等软质金属或不锈钢等硬质金属，所述第二紧固件16为旋转钢螺丝，所述固定块17为橡胶块；当固定支架2为不锈钢等硬质金属，出现红外线装置滑移时，将卡接件15卡接固定在固定支架2的外侧，通过两端的第二紧固件16与固定块17紧固使固定支架2卡停，阻止其出现滑移；如图4所示，当固定支架2为铝合金等软质金属时，出现红外线装置滑移时，将卡接件15卡接固定在固定支架2的外侧，通过两端的第二紧固件16与固定支架2卡停拧紧固定达到卡停固定支架2的目的，固定支架2外侧的固定块16可以去掉同样可以达到卡停的目的，阻止其出现滑移。

标注开挖测量点，首先在隧道开挖断面6上施工形成初支断面7，在初支断面7上固定初支拱架1，然后沿初支拱架1埋设固定卡5固定安装固定支架2，依次在固定支架2上安装固定装置的滑动件3和第一固定件4固定安装红外线发射装置，其中红外线发射装置8的供电线路11为其供电；各部件安装完成后，在施工前，固定支架2与滑动件3之间涂刷粘度较大的机油或硅脂油，可以起到保证滑动件在操作人员手动调节时可进行正常滑动；对滑动槽起到保护作用，避免因多次摩擦造成滑动槽槽道扩大和破损；因涂层粘度较大，在非外力状态下，滑动件3与红外线发射装置8在滑动槽内可保持基本不动。根据施工具体情况，首先，测量校正红外线发射装置的基准点，其次，通过调节纵向调节螺栓9和横向调节螺栓10调整红外线发射装置的上下和左右方向的位置和角度，确定隧道掌子面的开挖标注测量点，指导隧道掌子面的开挖放点和初支立架的施工。

监测初支超欠挖情况，在隧道开挖断面6上施工形成初支断面7，在初支断面7上固定初支拱架1，然后在初支拱架1上埋设固定卡5固定安装固定支架2，依次在固定支架2上安装固定装置的滑动件3和第一固定件4固定安装红外线发射装置；各部件安装完成后，在施工前，固定支架2与滑动件3之间涂刷粘度较大的机油或硅脂油，可以起到保证滑动件在操作人员手动调节时可进行正常滑动；对滑动槽起到保护作用，避免因多次摩擦造成滑动槽槽道扩大和破损；因涂层粘度较大，在非外力状态下，滑动件3与红外线发射装置8在滑动槽内可保持基本不动。根据施工具体情况，首先，测量校正红外线发射装置的基准点，其次，通过调节纵向调节螺栓9和横向调节螺栓10调整红外线发射装置的位置和角度，指导隧道初支断面7的开挖放点和初支立架的施工。在已完成的隧道初支断面7上，技术人员沿环向固定支架2滑动红外线发射装置检测已完成的初支断面是否存在初支超欠挖的情况。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。