[實用新型]地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置

有效

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• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN202928559U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉傳新;康濤;范鵬舉;趙幫亞
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01C5/02
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于地下工程沉降變形觀測領(lǐng)域，特別是一種地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置。

背景技術(shù)

地鐵工程是改善大中型城市交通的重要基礎(chǔ)設(shè)施。我國地鐵建設(shè)晚于世界100年，已經(jīng)投入運營的有北京、天津、上海、廣州、南京、深圳等城市。據(jù)統(tǒng)計，近幾年來有將近30個城市已經(jīng)獲批建設(shè)地鐵工程。在城市交通日益緊張的背景下，市民對地鐵抱有極大的期待。渴望地鐵的建成能夠給出行帶來便利，同時也希望已經(jīng)運營的地鐵線路保持安全、舒適的良好狀態(tài)。

但是，地鐵工程多建于地下巖土體介質(zhì)中，工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件復(fù)雜，具有很多不確定性，隨著運營年限的增多或其它特定因素，會出現(xiàn)沉降變形過大及其次生病害。地鐵車站多采用樁基礎(chǔ)，沉降變形通常很小；而地鐵隧道區(qū)間采用天然地基，沉降變形相對較大，且歷時多年甚至幾十年，特別軟土地區(qū)。

地鐵隧道過量沉降變形是地鐵區(qū)間隧道工程的常見病癥，特別是沿海沿江軟土地區(qū)或軟硬地層交錯地帶。它會引發(fā)結(jié)構(gòu)開裂、管片嚴(yán)重錯臺、密封失效、地下水滲漏、螺栓銹蝕、道床脫空、鐵軌下凹（沉降槽）、軌頂上調(diào)超限等次生病害。如不及時發(fā)現(xiàn)或預(yù)警，很可能誘發(fā)運行搖晃撞擊、洞內(nèi)卡車、受電不良停車等安全事故。如建成于1995年的上海地鐵1號線在2012年春節(jié)期間就因區(qū)間隧道沉降變形達(dá)10～15cm甚至20cm等病害不得不封閉大修；廣州、南京、深圳也陸續(xù)出現(xiàn)區(qū)間隧道沉降過大等病害，不得不進行維修。

因此，隨著人們對地鐵工程認(rèn)識的深入，地鐵區(qū)間隧道的沉降觀測越來越受到管理者的重視。目前對地鐵區(qū)間隧道的沉降觀測還是用通常的工程測量手段，即沿隧道縱向每間隔幾十米設(shè)置一個觀測點，利用水準(zhǔn)儀或全站儀進行逐點觀測，經(jīng)計算分析得到各點的沉降量（單次沉降量及累計沉降量），判斷其是否超限，是否影響地鐵運營及其影響程度。

但是地鐵隧道不同于地面工程，采用通常的工程測量手段往往很難滿足目前地鐵隧道沉降的觀測工作。相對于地面沉降觀測，地鐵隧道沉降觀測通常面臨以下問題：（1）隧道內(nèi)通視條件差。即使在開燈條件下也是光線昏暗，不利于水準(zhǔn)儀或全站儀觀測。（2）洞內(nèi)觀測的“時間窗口”短暫。地鐵屬于“封閉空間”，非停運時段不得進入，一般只能在凌晨1點至4點才準(zhǔn)許進入。（3）洞內(nèi)觀測只能從一端到另一端延續(xù)進行。洞內(nèi)都屬于沉降變形區(qū)，不像地面可以沿線設(shè)置幾個基準(zhǔn)點，可以多段進行。（4）洞內(nèi)沉降觀測分點進行。沉降觀測點間距通常20-40米，特定條件下可加密至10米。同時觀測點未必能設(shè)置在沉降最大點處。（5）每次觀測時間持續(xù)較長。地鐵隧道區(qū)間多為1km左右，一次觀測需要2-3天。（6）即使目前的自動化監(jiān)測（“測量機器人”或靜力水準(zhǔn)觀測），也是對固定的觀測點（間距十幾米至幾十米）進行觀測，投資巨大，同時也是不能實行沿線連續(xù)性沉降觀測。鑒于上述特點，目前地鐵隧道沉降觀測多限于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)明顯沉降病害的區(qū)間段落，沉降觀測數(shù)據(jù)在縱向上不具備測點連續(xù)性（觀測點間距很小）特征，不利于沉降變形的全面了解和整體把握，容易導(dǎo)致險情遺漏。

綜上所述，研發(fā)探索一種技術(shù)可行、測點連續(xù)、經(jīng)濟合理、操作簡便的地鐵隧道觀測新技術(shù)，具有重要的現(xiàn)實意義和長遠(yuǎn)意義。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種測點連續(xù)，可在地鐵運營時間測量，且測量時間較短，成本較低的地鐵區(qū)間隧道沉降觀測方法及其裝置。

實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)解決方案為：

一種地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置，包括測斜管，水平測斜儀，其中，測斜管中設(shè)置有固定方向的導(dǎo)向槽，水平測斜儀安裝有導(dǎo)向輪，水平測斜儀的導(dǎo)向輪卡入測斜管的導(dǎo)向槽中。?

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點：

（1）常規(guī)沉降觀測需要每隔20-30米設(shè)置一個（對）觀測點，需要人員攜帶設(shè)備進洞內(nèi)觀測，而本實用新型不需要人員到洞內(nèi)移動觀測，且每隔0.5米測一數(shù)據(jù)，形成連續(xù)性的沉降數(shù)據(jù)。

（2）本實用新型所獲取的連續(xù)性觀測數(shù)據(jù)有利于沉降凹槽的發(fā)現(xiàn)，有利于整個區(qū)間的沉降分析，也有利于及時發(fā)現(xiàn)隱患（道床突沉或隆起）及時預(yù)警。

（3）本實用新型每次觀測需要的時間較短，便于在地鐵這個觀測“時間窗口”短暫的特定環(huán)境內(nèi)檢測，而且本實用新型不需要刻意限定于地鐵凌晨停運的時間窗口觀測，可選擇非上班高峰時段觀測，增強了觀測的靈活性。

（4）本實用新型可較大地降低工作強度（達(dá)2/3）及凌晨易于疲困易于出差錯的局面，提高了項目投資效益。

（5）本實用新型的裝置簡單，使用方便，且設(shè)備成本低廉。

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)描述。

附圖說明