[发明专利]适应于围岩大变形的大量程激光位移测量仪

说明书

本发明公开了一种适应于围岩大变形的大量程激光位移测量仪，包括置于岩石钻孔内的外套筒，所述外套筒靠近钻孔内部的端面连接有固定件，所述固定件靠近外套筒筒内的端面连接有朝向钻孔外部延伸的拉杆；所述拉杆靠近固定件端穿套有导柱，所述导柱与外套筒内壁、拉杆均抵接，所述拉杆靠近钻孔外部端穿套有与拉杆垂直布置的测距挡板；所述导柱朝向钻孔外部的端面抵接有内套筒，所述测距挡板置于内套筒筒内，所述测距挡板朝向钻孔外侧间隔设置有激光传感器，且所述激光传感器置于内套筒筒内。本发明不仅能够实现1m的最大量程，适应于围岩地形大变形的实时监测，而且能够通过止逆爪的特殊结构将测量仪整体固定在钻孔内。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体地指一种适应于围岩大变形的大量程激光位移测量仪。

背景技术

地下工程建设与运营全生命周期中，必须要对围岩的安全状态实时监测和评价，其中，围岩变形是进行围岩安全稳定评价的关键指标。尤其是在具有围岩大变形的地层开挖地下隧道(或洞室)，经常会发生围岩大变形破坏，此时，围岩变形的实时监测显得尤为重要。

目前，常见的围岩变形监测手段主要包括围岩表面收敛监测和围岩内部位移监测。其中，安装于围岩内部的位移测量仪器一般需在构筑物整个寿命周期内使用，因此，这些仪器必须具有良好耐久性、较强抗腐蚀性，同时还需要易于安装、操作简单。

现有技术中一般采用振弦式多点位移计测量地下隧道(或洞室)围岩的内部变形，安装时首先将多点位移计放入钻孔中，然后在钻孔中浇筑混凝土将多点位移计固定在钻孔内，达到长期测量围岩变形的目的。

多点位移计测量精度较高，但是其存在如下缺点：第一，最大量程较小，一般不大于30cm，往往无法适用于隧道(或洞室)工程中出现的米级变形；第二，多点位移计在安装过程中需要在钻孔内灌浆将其固定，安装过程较繁琐。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明提出一种适应于围岩大变形的大量程激光位移测量仪，其最大量程可达到1m，适应于围岩地形大变形的实时监测，同时安装过程简单，无需在钻孔内通过灌浆方式将测量仪固定，减少工作人员的劳动强度。

为达到上述目的，本发明所设计的一种适应于围岩大变形的大量程激光位移测量仪，包括置于岩石钻孔内的外套筒，其特别之处在于：所述外套筒靠近钻孔内部的端面连接有固定件，所述固定件靠近外套筒筒内的端面连接有朝向钻孔外部延伸的拉杆；

所述拉杆靠近固定件端穿套有导柱，所述导柱与外套筒内壁、拉杆均抵接，所述拉杆靠近钻孔外部端穿套有与拉杆垂直布置的测距挡板；

所述导柱朝向钻孔外部的端面抵接有内套筒，所述内套筒贴合外套筒内壁延伸出外套筒且能够朝向钻孔外部自由运动，所述测距挡板置于内套筒筒内，所述测距挡板朝向钻孔外侧间隔设置有激光传感器，且所述激光传感器置于内套筒筒内；

所述固定件外周、所述内套筒延伸出外套筒外周分别套设有止逆爪，所述止逆爪包括呈圆周布置的若干个弹片，每个所述弹片均朝向钻孔外部发散延伸，且圆周布置的弹片构成的发散直径大于钻孔直径。

进一步地，所述内套筒靠近钻孔外部端面设置有筒盖，所述筒盖与内套筒之间通过螺纹连接，所述内套筒上的止逆爪设置在筒盖外周。

更进一步地，所述筒盖筒壁上开凿有用于穿过激光传感器导线的导线孔。

更进一步地，所述激光传感器导线外周包裹有密封材料，所述密封材料采用聚四氟乙烯制造。

更进一步地，所述止逆爪包括包裹在筒体外周、且呈对称布置的C型卡箍，所述弹片均匀固定在C型卡箍四周，每个所述C型卡箍端部均朝径向延伸有连接片，每个所述连接片上均开凿有连接孔，对称布置的C型卡箍之间通过连接孔内的螺栓连接。

进一步地，所述导柱朝向钻孔内侧间隔设置有拉杆支撑盖，所述拉杆支撑盖与外套筒内壁螺纹连接。