CN115264330A - 下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路隧道施工技术领域，公开了下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法，其包括监测装置，所述监测装置包括安装板，所述安装板的两侧设有可横向调节的移动装置，安装板的底部设置有运动组件，安装板的两侧铰接有摆动杆一和摆动杆二，两个摆动杆一的顶部之间和两个摆动杆二的顶部之间均固定有连接板，连接板上设置有激光测距仪，还包括：角度调节装置，设置于安装板的顶部用于同时调节摆动杆一和摆动杆二的倾斜角度。本发明实现隧道形变情况的大范围的移动检测和隧道进行大范围的土壤湿度监测，监测均匀，提高监测的精度，无需设置许多检测仪器进行检测，极大地降低监测成本，提高监测的便利性。

Description

下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法

技术领域

本发明涉及铁路隧道施工技术领域，尤其涉及下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法。

背景技术

铁路隧道是专供火车运输行驶的通道。铁路穿越山岭地区时,由于牵引能力有限和最大限坡要求(小于24％),需要克服高程障碍。开挖隧道穿越山岭是一种合理的选择，其作用是缩短线路减小坡度改善运营条件、提高牵引能力。根据其所在位置可分为三大类：为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。

现有的隧道监测通过在隧道内设置激光测距仪和水分仪在监测隧道内的隧道数据变化，由于隧道长度较长，宽度较大，不能每个位置都设置激光测距仪和水分仪，只能间隔设置多个激光测距仪和水分仪，不能均匀的对隧道进行检测，这样监测存在一定的误差，同时需要布置许多个激光测距仪和水分仪在监测隧道内，成本较大，因此，我们提出下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法来解决以上问题。

发明内容

本发明提出的下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法,解决了背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法，包括监测装置，所述监测装置包括安装板，所述安装板的两侧设有可横向调节的移动装置，安装板的底部设置有运动组件，安装板的两侧铰接有摆动杆一和摆动杆二，两个摆动杆一的顶部之间和两个摆动杆二的顶部之间均固定有连接板，连接板上设置有激光测距仪，还包括：

角度调节装置，设置于安装板的顶部用于同时调节摆动杆一和摆动杆二的倾斜角度；

升降装置，设置于连接板上，升降装置连接有土壤水分仪，升降装置带动两个土壤水分仪分别沿摆动杆一和摆动杆二的长度方向移动；

具体检测方法包括以下步骤：

S1、移动装置在隧道两侧内壁移动，通过激光测距仪检测到隧道内壁之间的距离，两个激光测距仪相对于安装板的竖直中心面呈对称设置；

S2、启动角度调节装置调节摆动杆一和摆动杆二的倾斜角度，对隧道内壁端面不同位置进行测距；

S3、启动升降装置带动土壤水分仪移动插进隧道内壁进行土壤水分检测，配合调节摆动杆一和摆动杆二的倾斜角度，对隧道内壁端面不同位置进行水分检测。

作为本发明的一种优选技术方案，所述移动装置包括滑动安装于安装板两侧的活动板，所述安装板的一端转动安装有竖轴，所述活动板上设置有空腔，所述竖轴贯穿空腔，空腔内固定安装有减速电机一，减速电机一的输出轴与竖轴传动连接，所述竖轴的顶部和底部均固定有滚轮。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装板的两端设置有调节腔，调节腔内固定安装有推杆电机，所述活动板的一端延伸至调节腔内，推杆电机的推杆与活动板固定连接，安装板的两端与调节腔之间开设有安装孔，所述活动板的一端滑动贯穿安装孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述运动组件包括固定安装于安装板底部的两个箱体，箱体的底部滑动安装有升降板，升降板的底部转动安装有行驶轮，所述箱体内固定安装有气缸，气缸的活塞杆与升降板固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述角度调节装置，包括固定安装于安装板顶部的立柱，立柱的顶部固定有顶板，所述安装板的顶部与顶板之间转动安装有螺纹柱，所述螺纹柱上螺纹安装有调节板，调节板的两侧铰接有调节杆，调节杆的一端铰接有横轴，两个横轴分别固定于两个摆动杆一和两个摆动杆二之间，所述安装板底部的固定有动力箱，动力箱内固定安装有减速电机二，减速电机二的输出轴与螺纹柱传动连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述顶板的两侧固定安装有显示屏，所述激光测距仪和土壤水分仪与显示屏连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述升降装置包括固定安装于连接板上的轨道板，两个轨道板分别与摆动杆一和两个摆动杆二平行设置，所述轨道板的一侧开设有驱动槽，驱动槽内固定安装有电动伸缩杆，电动伸缩杆的活塞杆固定有滑动安装于驱动槽内的连接块，连接块固定有滑动安装于轨道板一侧的滑杆，所述土壤水分仪固定安装于滑杆的顶部。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装板的前后两侧固定安装有销轴，所述摆动杆一和两个摆动杆二均转动套设于销轴上。

本发明的有益效果是：

1、通过滚轮在隧道内壁滚动，调节摆动杆一和摆动杆二的倾斜角度改变，调节激光测距仪的检测方位，对隧道内壁端面任意位置进行测距，监测形变情况，配个移动装置移动，实现隧道形变情况的大范围的移动检测，提高监测的精度，无需设置许多激光测距仪，降低监测成本；

2、启动升降装置，电动伸缩杆带动连接块移动，使得滑杆移动，带动土壤水分仪移动插进隧道内壁进行土壤水分检测，配合调节摆动杆一和摆动杆二的倾斜角度，对隧道内壁端面不同位置进行水分检测，配合移动装置的移动，实现对隧道进行大范围的土壤湿度监测，提高监测的精度，无需设置许多土壤水分仪，降低监测成本；

本发明实现隧道形变情况的大范围的移动检测和隧道进行大范围的土壤湿度监测，监测均匀，提高监测的精度，无需设置许多检测仪器进行检测，极大地降低监测成本，提高监测的便利性。

附图说明

图1为本发明的在隧道监测的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为图2中A处的放大结构示意图。

图4为本发明的安装板结构示意图。

图5为图4中B处的放大结构示意图。

图6为本发明的轨道板结构示意图。

图中：1、安装板；2、活动板；3滚轮、；4、销轴；5、摆动杆一；6、摆动杆二；7、连接板；8、激光测距仪；9、立柱；10、顶板；11、显示屏；12、螺纹柱；13、调节板；14、调节杆；15、动力箱；16、减速电机二；17、轨道板；18、滑杆；19、土壤水分仪；20、箱体；21、升降板；22、行驶轮；23、气缸；24、调节腔；25、推杆电机；26、空腔；27、减速电机一；28、竖轴；29、电动伸缩杆；30、连接块；31、横轴。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-6，下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法，包括监测装置，监测装置包括安装板1，安装板1的两侧设有可横向调节的移动装置，安装板1的两端设置有调节腔24，调节腔24内固定安装有推杆电机25，活动板2的一端延伸至调节腔24内，推杆电机25的推杆与活动板2固定连接，安装板1的两端与调节腔24之间开设有安装孔，活动板2的一端滑动贯穿安装孔。启动推杆电机25带动活动板2水平移动，使得滚轮3抵靠在隧道的两侧内壁。移动装置包括滑动安装于安装板1两侧的活动板2，安装板1的一端转动安装有竖轴28，活动板2上设置有空腔26，竖轴28贯穿空腔26，空腔26内固定安装有减速电机一27，减速电机一27的输出轴与竖轴28传动连接，竖轴28的顶部和底部均固定有滚轮3。启动减速电机一27带动竖轴28转动，带动滚轮3在隧道内壁滚动，带动整个装置移动。

安装板1的底部设置有运动组件，运动组件包括固定安装于安装板1底部的两个箱体20，箱体20的底部滑动安装有升降板21，升降板21的底部转动安装有行驶轮22，箱体20内固定安装有气缸23，气缸23的活塞杆与升降板21固定连接，启动气缸23带动升降板21下降，使得行驶轮22下降到地面，对整个装置进行支撑，方便装置移动。

安装板1的两侧铰接有摆动杆一5和摆动杆二6，安装板1的前后两侧固定安装有销轴4，摆动杆一5和两个摆动杆二6均转动套设于销轴4上，两个摆动杆一5的顶部之间和两个摆动杆二6的顶部之间均固定有连接板7，连接板7上设置有激光测距仪8，还包括：

角度调节装置，设置于安装板1的顶部用于同时调节摆动杆一5和摆动杆二6的倾斜角度；角度调节装置，包括固定安装于安装板1顶部的立柱9，立柱9的顶部固定有顶板10，安装板1的顶部与顶板10之间转动安装有螺纹柱12，螺纹柱12上螺纹安装有调节板13，调节板13的两侧铰接有调节杆14，调节杆14的一端铰接有横轴31，两个横轴31分别固定于两个摆动杆一5和两个摆动杆二6之间，安装板1底部的固定有动力箱15，动力箱15内固定安装有减速电机二16，减速电机二16的输出轴与螺纹柱12传动连接。启动减速电机二16带动螺纹柱12转动，带动调节板13升降调节，使得调节杆14倾斜角度改变，带动横轴31运动使得摆动杆一5和摆动杆二6的倾斜角度改变，调节激光测距仪8的检测方位，对隧道内壁端面任意位置进行测距，监测形变情况，配个移动装置移动，实现隧道形变情况的大范围的移动检测，提高监测的精度，无需设置许多激光测距仪8，降低监测成本。

升降装置，升降装置包括固定安装于连接板7上的轨道板17，两个轨道板17分别与摆动杆一5和两个摆动杆二6平行设置，轨道板17的一侧开设有驱动槽，驱动槽内固定安装有电动伸缩杆29，电动伸缩杆29的活塞杆固定有滑动安装于驱动槽内的连接块30，连接块30固定有滑动安装于轨道板17一侧的滑杆18，土壤水分仪19固定安装于滑杆18的顶部。电动伸缩杆29带动连接块30移动，使得滑杆18移动，带动土壤水分仪19移动插进隧道内壁进行土壤水分检测，配合调节摆动杆一5和摆动杆二6的倾斜角度，对隧道内壁端面不同位置进行水分检测，配合移动装置的移动，实现对隧道进行大范围的土壤湿度监测，提高监测的精度，无需设置许多土壤水分仪，降低监测成本。

在本实施例中，顶板10的两侧固定安装有显示屏11，激光测距仪8和土壤水分仪19与显示屏11连接，激光测距仪8和土壤水分仪19检测的数据通过显示屏11显示出来。

具体检测方法包括以下步骤：

S1、移动装置在隧道两侧内壁移动，通过激光测距仪8检测到隧道内壁之间的距离，两个激光测距仪8相对于安装板1的竖直中心面呈对称设置；

S2、启动角度调节装置调节摆动杆一5和摆动杆二6的倾斜角度，对隧道内壁端面不同位置进行测距；

S3、启动升降装置带动土壤水分仪19移动插进隧道内壁进行土壤水分检测，配合调节摆动杆一5和摆动杆二6的倾斜角度，对隧道内壁端面不同位置进行水分检测。

工作原理：启动推杆电机25带动活动板2水平移动，使得滚轮3抵靠在隧道的两侧内壁，启动减速电机一27带动竖轴28转动，带动滚轮3在隧道内壁滚动，带动整个装置移动，通过激光测距仪8检测到隧道内壁之间的距离，两个激光测距仪8相对于安装板1的竖直中心面呈对称设置，两个激光测距仪8在隧道的端面竖轴中心面也是呈对称设置的，因此两个激光测距仪8检测的数据应该是相同的，如果不相同，表示隧道内部不对称，发生形变；

启动角度调节装置调节，启动减速电机二16带动螺纹柱12转动，带动调节板13升降调节，使得调节杆14倾斜角度改变，带动横轴31运动使得摆动杆一5和摆动杆二6的倾斜角度改变，调节激光测距仪8的检测方位，对隧道内壁端面任意位置进行测距，监测形变情况，配个移动装置移动，实现隧道形变情况的大范围的移动检测，提高监测的精度，无需设置许多激光测距仪8，降低监测成本；

启动升降装置，电动伸缩杆29带动连接块30移动，使得滑杆18移动，带动土壤水分仪19移动插进隧道内壁进行土壤水分检测，配合调节摆动杆一5和摆动杆二6的倾斜角度，对隧道内壁端面不同位置进行水分检测，配合移动装置的移动，实现对隧道进行大范围的土壤湿度监测，提高监测的精度，无需设置许多土壤水分仪，降低监测成本。

最后应说明的是：在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法，其特征在于，包括监测装置，所述监测装置包括安装板(1)，所述安装板(1)的两侧设有可横向调节的移动装置，安装板(1)的底部设置有运动组件，安装板(1)的两侧铰接有摆动杆一(5)和摆动杆二(6)，两个摆动杆一(5)的顶部之间和两个摆动杆二(6)的顶部之间均固定有连接板(7)，连接板(7)上设置有激光测距仪(8)，还包括：

角度调节装置，设置于安装板(1)的顶部用于同时调节摆动杆一(5)和摆动杆二(6)的倾斜角度；

升降装置，设置于连接板(7)上，升降装置连接有土壤水分仪(19)，升降装置带动两个土壤水分仪(19)分别沿摆动杆一(5)和摆动杆二(6)的长度方向移动；

具体检测方法包括以下步骤：

S1、移动装置在隧道两侧内壁移动，通过激光测距仪(8)检测到隧道内壁之间的距离，两个激光测距仪(8)相对于安装板(1)的竖直中心面呈对称设置；

S2、启动角度调节装置调节摆动杆一(5)和摆动杆二(6)的倾斜角度，对隧道内壁端面不同位置进行测距；

S3、启动升降装置带动土壤水分仪(19)移动插进隧道内壁进行土壤水分检测，配合调节摆动杆一(5)和摆动杆二(6)的倾斜角度，对隧道内壁端面不同位置进行水分检测。

2.根据权利要求1所述的下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法，其特征在于，所述移动装置包括滑动安装于安装板(1)两侧的活动板(2)，所述安装板(1)的一端转动安装有竖轴(28)，所述活动板(2)上设置有空腔(26)，所述竖轴(28)贯穿空腔(26)，空腔(26)内固定安装有减速电机一(27)，减速电机一(27)的输出轴与竖轴(28)传动连接，所述竖轴(28)的顶部和底部均固定有滚轮(3)。

3.根据权利要求2所述的下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法，其特征在于，所述安装板(1)的两端设置有调节腔(24)，调节腔(24)内固定安装有推杆电机(25)，所述活动板(2)的一端延伸至调节腔(24)内，推杆电机(25)的推杆与活动板(2)固定连接，安装板(1)的两端与调节腔(24)之间开设有安装孔，所述活动板(2)的一端滑动贯穿安装孔。

4.根据权利要求1所述的下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法，其特征在于，所述运动组件包括固定安装于安装板(1)底部的两个箱体(20)，箱体(20)的底部滑动安装有升降板(21)，升降板(21)的底部转动安装有行驶轮(22)，所述箱体(20)内固定安装有气缸(23)，气缸(23)的活塞杆与升降板(21)固定连接。

5.根据权利要求1所述的下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法，其特征在于，所述角度调节装置，包括固定安装于安装板(1)顶部的立柱(9)，立柱(9)的顶部固定有顶板(10)，所述安装板(1)的顶部与顶板(10)之间转动安装有螺纹柱(12)，所述螺纹柱(12)上螺纹安装有调节板(13)，调节板(13)的两侧铰接有调节杆(14)，调节杆(14)的一端铰接有横轴(31)，两个横轴(31)分别固定于两个摆动杆一(5)和两个摆动杆二(6)之间，所述安装板(1)底部的固定有动力箱(15)，动力箱(15)内固定安装有减速电机二(16)，减速电机二(16)的输出轴与螺纹柱(12)传动连接。

6.根据权利要5所述的下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法，其特征在于，所述顶板(10)的两侧固定安装有显示屏(11)，所述激光测距仪(8)和土壤水分仪(19)与显示屏(11)连接。

7.根据权利要求1所述的下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法，其特征在于，所述升降装置包括固定安装于连接板(7)上的轨道板(17)，两个轨道板(17)分别与摆动杆一(5)和两个摆动杆二(6)平行设置，所述轨道板(17)的一侧开设有驱动槽，驱动槽内固定安装有电动伸缩杆(29)，电动伸缩杆(29)的活塞杆固定有滑动安装于驱动槽内的连接块(30)，连接块(30)固定有滑动安装于轨道板(17)一侧的滑杆(18)，所述土壤水分仪(19)固定安装于滑杆(18)的顶部。

8.根据权利要求1所述的下穿高速铁路隧道施工时对既有隧道的安全集成监测方法，其特征在于，所述安装板(1)的前后两侧固定安装有销轴(4)，所述摆动杆一(5)和两个摆动杆二(6)均转动套设于销轴(4)上。

Images