一種隧道沉降的自動監測報警裝置及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種隧道、地鐵的拱頂沉降情況的監測，具體是針對沉降量過大或沉降速度過快的地段進行連續監測并報警，對事故地段進行準確定位，以掌握整個隧道的情況。
【背景技術】
[0002]現今，由于交通壓力的增大，開挖隧道、興建城市地鐵成為緩解交通壓力的重要方式。隧道和城市地鐵的隱蔽性比較大，施工過程地質情況復雜，對潛在的事故危險無法預測，而對于隧道和地鐵的突發事故主要表現為拱頂塌方，側壁突水突泥的情況。控制隧道拱頂的沉降如今也有很多方法，如申請號為CN201210455807的發明專利，特點是測點連續，測量時間短，但是測量的沉降速度與測量的時間間隔有直接影響，當隧道、地鐵的某段沉降速度過快時，又要縮短時間間隔連續測量，測量較為復雜。傳統的測量是根據國家規范的要求在規定時間內選擇隧道的某點或者某個隧道斷面進行觀測，對于沉降速度過大的地段要縮短測量時間間隔，還要控制好測量的連續性，造成測量工作量大，數據處理繁瑣，隧道沉降危險預見性滯后，對于隧道、地鐵事故地點的預測不及時、不準確。除此之外，對于精密儀器的購置一些單位難以購置。因此，提供一種使用簡便，成本低廉，可連續監測隧道、地鐵沉降的儀器是隧道沉降監測困難，施工過程中危險預測滯后，事故地點不準確所亟待解決的冋題。
【發明內容】
[0003]本發明專利的目的是:克服現有專利技術存在的不足以及測量的復雜性，提供一種監測連續性好，監測準確，預警及時的裝置。
[0004]本發明所采用的技術方案是:一種隧道沉降的自動監測報警裝置及其使用方法，包括支撐裝置，伸縮裝置，反應裝置，支撐裝置包括豎向支撐桿和斜向支撐桿，豎向支撐桿固定在隧道側壁上，斜向支撐桿通過隧道頂部的固定裝置與豎向支撐桿的頂部相連接，伸縮裝置安裝在斜向支撐桿的中間，兩端與斜向支撐桿通過螺紋套筒接頭相連接，下部的伸縮桿接頭中間為電阻棒，外面為固定套筒，電阻棒的下端連接穩定直流電流導線，固定套筒里面的下面為彈簧，上面為一個伸縮桿，伸縮桿端部有一個導電彈性觸頭裝置，反應裝置包含一個處理器，信號燈和電子喇叭兩個報警裝置，由觸頭裝置引出的導線和穩流直流電的正極引出的導線連接數顯電壓表，將電壓表與處理器相連，處理器連接計算機并作為控制隧道信號燈和聲音報警裝置的開關。
[0005]上述的一種隧道沉降的自動監測報警裝置及其使用方法，所述豎向支撐和斜向支撐包含多段一定長度的塑鋼細管，每段塑鋼細管的一端為螺栓型，另一端為與之相應的擴口螺母型，豎向支撐桿通過水平固定圈固定在隧道側壁上，斜向支撐桿的上部依靠隧道頂部的固定裝置連接，另一端分別與豎向支撐的頂部相連接。
[0006]上述的一種隧道沉降的自動監測報警裝置及其使用方法，所述水平固定圈由兩個半圓形的環狀塑鋼圈組成，半圓形固定圈兩端的垂直外伸各有一個螺孔，其中一個半圓形的中間有一個中空的細管，細管中間為一個入巖螺絲。
[0007]上述的一種隧道沉降的自動監測報警裝置及其使用方法，所述斜向支撐桿的頂部固定裝置是一個底部為圓形結構，上邊有兩個固定的接頭擋板，接頭擋板中間有一個銷栓孔，圓盤的邊緣有四個螺孔。
[0008]上述的一種隧道沉降的自動監測報警裝置及其使用方法，所述豎向支撐桿與斜向支撐桿之間為光滑鉸接，斜向支撐桿的上端通過光滑鉸接固定在頂部固定裝置的銷栓孔中，光滑鉸接由端部接頭和連接鉸芯組成，端部接頭的一端為一個六角帶螺母的孔，另一端為兩個端部半圓形的固定銜接片，每個銜接片的中間各有一個光滑螺孔，連接鉸芯包含一個鉸栓托，鉸栓桿，鉸栓蓋，鉸栓托與鉸栓桿固定連接，其下部鉸栓桿光滑，端部有一定長度的螺紋，鉸栓蓋中間帶有螺紋。
[0009]上述的一種隧道沉降的自動監測報警裝置及其使用方法，所述伸縮裝置包括伸縮桿接頭，固定套筒，伸縮桿，伸縮桿接頭的下部為一個內部帶螺紋的孔，連接斜向支撐桿，中部有兩個正負極插孔，上部外面為一個固定套筒槽，中間有一個電阻棒螺紋接孔，固定套筒的下部有與套筒固定槽相匹配的螺紋，上部有一個環狀的伸縮桿密封堵頭，伸縮桿由兩個管徑不同的套管組成，下部外管徑和固定套管內徑的大小一樣，上部外管徑和密封堵頭內徑的大小一樣，伸縮桿的下端有一個導電觸頭裝置，上端有一個導線出孔，在伸縮桿和伸縮桿接頭的中間有一個彈簧。
[0010]上述的一種隧道沉降的自動監測報警裝置及其使用方法，所述電阻棒螺孔的中間是一個內芯為導電體的螺桿，外部為柱形體的電阻，在螺桿的下部有螺紋，伸入負極接孔，上端和電阻棒的頂部相連，螺桿頂部有內六角孔，電阻棒的外芯下部伸入正極接孔，電阻棒的外面為耐磨材料。
[0011]上述的一種隧道沉降的自動監測報警裝置及其使用方法，所述導電觸頭裝置包括觸頭連接環和觸頭，觸頭連接環的大小和伸縮桿內徑的大小一樣，外壁有螺紋，環中有螺紋觸頭孔，觸頭的外面是一個下部密封的圓筒，底部有一個導線孔，里面有一個密封環，密封環的中間為一個T形的伸縮式觸桿，桿端為一個半球形，觸桿直徑和密封環內徑的大小一樣，觸桿的圓盤大小和密封環的外徑大小一樣，伸縮式觸桿和外部圓筒的底部之間有一個彈簧，彈簧底部連接導線。
[0012]上述的一種隧道沉降的自動監測報警裝置及其使用方法，所述反應裝置的導線接頭均有一個觸頭，觸頭外側與正負極接孔均有匹配螺紋，處理器的供電電源與伸縮裝置的正負極接口通過導線相連，電壓表與處理器相連。
[0013]本發明的優點:監測拱頂沉降連續，信息反饋及時，報警明顯快速，事故隧道段顯示準確，結構體積小，安裝方便，成本低廉，維護檢修方便，易于推廣。
【附圖說明】
[0014]圖1裝置安裝工作示意圖
[0015]圖2端部接頭示意圖
[0016]圖3水平固定圈示意圖
[0017]圖4連接鉸芯示意圖
[0018]圖5鉸接組裝圖
[0019]圖6伸縮桿裝置示意圖
[0020]圖7伸縮桿接頭示意圖
[0021]圖8連接環俯視圖A-A剖視圖
[0022]圖9觸頭裝置示意圖
[0023]圖10頂部固定裝置俯視圖側視圖正視圖
[0024]圖11裝置工作流程圖
[0025]圖中:1為豎向支撐桿，2為端部接頭，3為水平固定圈，4為連接鉸芯，5為伸縮裝置，6為頂部固定裝置，7為斜向支撐桿，21為銜接片，22為鉸接孔，23為撐桿接頭，24為撐桿孔，31為隧道入巖固定半圈，32為豎向支撐桿固定半圈，33為螺孔，34為鉚釘孔，35為六角緊固螺絲，41為鉸栓托，42為鉸栓桿43為鉸栓蓋，44為鉸栓蓋螺孔，51為伸縮桿接頭，52為固定套筒，53為伸縮桿，53a導線出孔，54為伸縮桿密封堵頭，55為電阻棒內芯，56為電阻棒外芯，57為觸頭裝置，58為彈簧，59為正極接孔，510為負極接孔，511為支撐桿螺孔，512為套筒螺孔槽，513為電阻棒螺孔，57a為觸頭連接環，57b為觸頭螺孔，57c為觸頭外殼，57d為伸縮式觸桿，57e為導線孔，57f為觸桿彈簧，57g為觸桿密封調節套61為洞頂固定盤，62為螺孔，63為接頭擋片，64為銷栓孔，
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明專利做進一步說明，本發明專利的保護范圍不局限于以下所述:參閱圖1-2，一種隧道沉降的自動監測報警裝置及其使用方法，包括豎向支撐桿1，端部接頭2，側壁水平固定圈3，豎向支撐桿I與端部接頭2通過螺紋連接在一起，由兩個水平固定圈3固定在隧道、地鐵的側壁上，斜向支撐桿7兩端通過螺紋連接端部接頭2，中間通過螺紋連接伸縮裝置5，斜向支撐桿2的下端端部接頭2通過連接鉸芯4與豎向支撐桿I的上部端部接頭2相連接，斜向支撐桿7的上部接頭由端部接頭2通過連接鉸芯4固定在頂部固定裝置6的銷栓孔64上。參閱圖3，水平固定圈3由隧道入巖固定半圈31和豎向支撐桿固定半圈32組成，其中，隧道入巖固定半圈31的入巖段中間有鉚釘孔34，兩個半圓圈的端部有螺孔33，由六角緊固螺絲35連接兩個半圈。參閱圖2，端部接頭2為方形，上部為撐桿接頭23，中間有帶螺紋的撐桿孔24，下部為兩個銜接片21，其端部各有一個鉸接孔22。參閱圖4-5，連接鉸芯4包括鉸栓托41，鉸栓桿42和鉸栓蓋43，鉸栓蓋43的中間有鉸栓桿42直徑一樣大小的鉸栓蓋螺孔44，豎向支撐桿I與斜向支撐桿7的兩個端部接頭2由鉸栓桿42穿過鉸接孔22，最后由鉸栓蓋43固定。參閱圖10，頂部固定裝置6由洞頂固定盤61和接頭擋板片63組成，洞頂固定盤61的邊上有四個螺孔62，接頭擋板63的中間各有一個鉸栓桿42直徑大小的銷栓孔64。參閱圖5，兩個斜向支撐桿7的端部接頭2由鉸栓桿42穿過鉸接孔22固定在頂部固定裝置6的銷栓孔64上，最后由鉸栓蓋43固定。參閱圖6_9，伸縮桿裝置5包括伸