[发明专利]一种隧道开挖变形智能预警装置及预警方法

权利要求书

1.一种隧道开挖变形智能预警装置，其特征在于，包括沿隧道轴线方向布置在隧道洞室(1)的若干并联在一起的单体预警装置，其中，

每个单体预警装置均包括报警器(10)、沉降监测装置(4)和伸缩杆，沉降监测装置(4)包括标尺(5)、第一调节器(6)、第二调节器(8)、上触头和下触头，上触头通过固定截面(7)与伸缩杆的上端连接，下触头与伸缩杆的下端连接；上触头与下触头组成电路开关的两个触头，电路开关、报警器(10)以及报警灯组成闭合电路；

工作时，隧道洞室(1)变形时带动伸缩杆缩短，随之带动上触头向下触头移动，当上触头与下触头接触时，电路开关闭合，使得报警器(10)、报警灯通电，报警灯亮，报警器(10)工作。

2.根据权利要求1所述的一种隧道开挖变形智能预警装置，其特征在于，若干单体预警装置等间距布置在隧道洞室(1)。

3.根据权利要求1所述的一种隧道开挖变形智能预警装置，其特征在于，所述伸缩杆包括上滑杆(2)和下滑杆(3)，上触头通过固定截面(7)与伸缩杆的上滑杆(2)连接，下触头与伸缩杆的下滑杆(3)连接。

4.根据权利要求3所述的一种隧道开挖变形智能预警装置，其特征在于，所述上滑杆(2)的一端为空心结构，所述下滑杆(3)的一端套装在上滑杆(2)的空心结构中。

5.根据权利要求4所述的一种隧道开挖变形智能预警装置，其特征在于，所述空心结构中安装有弹簧(9)，所述下滑杆(3)与弹簧(9)连接。

6.根据权利要求1所述的一种隧道开挖变形智能预警装置，其特征在于，所述上滑杆(2)外部为长方形可打开式结构，沉降监测装置设置在其内部。

7.根据权利要求6所述的一种隧道开挖变形智能预警装置，其特征在于，所述上滑杆(2)上设置有两个刻度尺(5)，用于辅助设置初始沉降预警值。

8.根据权利要求7所述的一种隧道开挖变形智能预警装置，其特征在于，所述第一调节器(6)和第二调节器(8)均由依次外啮合的四个齿轮组成，中间两个齿轮中一个是固定齿轮，另一个是调节齿轮，两边的两个齿轮均为转动齿轮，第一调节器(6)的两个转动齿轮分别与上滑杆(2)内侧设置的齿条外啮合，第二调节器(8)的两个转动齿轮分别两个刻度尺(5)内侧设置的齿条外啮合。

9.根据权利要求8所述的一种隧道开挖变形智能预警装置，其特征在于，第一调节器(6)和第二调节器(8)的调节齿轮上还均设置有用于转动调节齿轮的手柄。

10.一种隧道开挖变形智能预警方法，其特征在于，该预警方法基于权利要求1至9中任一项所述的预警装置，包括以下步骤：

首先，在隧道拱顶位置钻孔，钻孔成型后喷射混凝土，待混凝土填满后，将伸缩杆的上端插入孔内，封闭孔并固定，其中伸缩杆的上端中间有两个金属片瓣膜，瓣膜处固定有弹簧(9)；

然后，在隧道仰拱上已确定的位置钻孔，钻孔成型后开始注浆，待水泥浆溢出钻孔后，将伸缩杆的下端插入孔内，并调整伸缩杆的下端插入深度，使其另一端插入伸缩杆的上端空腔内并挤压弹簧(9)；

最后，安装完毕后，打开伸缩杆外部窗口，对初始沉降预警值进行设置：转动第一调节器(6)使标尺(5)上端0cm刻度线与上触头下端处平齐，然后转动第二调节器(8)，设置沉降预警值；正常状态下，上触头与下触头处于分离状态，电路处于断开状态，隧道发生拱顶沉降时，拱顶和仰拱之间的相对距离变小，弹簧(9)被压缩，上触头向下触头方向移动，当超过沉降预警值时，上触头与下触头接触，从而使电路开关闭合，报警喇叭发出报警声，同时，对应报警灯亮起。