[發(fā)明專(zhuān)利]一種多維度盾構(gòu)隧道上方地表沉降的監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710090185.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106949877A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉茂;陳鑫超;盛蕊;錢(qián)思名;曾思萌;楊濘琿;吳愛(ài)民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C5/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C5/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心32203
• 代理人: 馬魯晉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種盾構(gòu)隧道上方地表沉降的監(jiān)測(cè)方法，特別是一種多維度盾構(gòu)隧道上方地表沉降的監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)由于我國(guó)城市人口不斷增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的增加，城市交通量迅猛增長(zhǎng)，我國(guó)城市交通設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施已不能滿(mǎn)足現(xiàn)階段的交通需求，因此在中大型城市通過(guò)修建地鐵來(lái)解決這一問(wèn)題。地鐵盾構(gòu)施工法由于其機(jī)械化程度高、土層適用廣、施工進(jìn)度快、對(duì)周?chē)h(huán)境的影響小等優(yōu)勢(shì)而被廣泛運(yùn)用于城市地鐵建設(shè)中。

雖然盾構(gòu)法有諸多優(yōu)越性，但是在施工的過(guò)程中由于地層物質(zhì)被挖出，地層深處的應(yīng)力狀態(tài)隨之發(fā)生改變，總會(huì)不可避免地產(chǎn)生地面沉降，引起一系列的環(huán)境巖土問(wèn)題。例如：導(dǎo)致地面建筑物的傾斜或開(kāi)裂，道路路面的沉降或破損等等。無(wú)論是不均勻的沉降還是過(guò)大的沉降都會(huì)對(duì)隧道施工的安全、地表建筑物和道路產(chǎn)生影響。因此在施工的過(guò)程對(duì)地表沉降進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)，能夠使工程人員及時(shí)了解到施工對(duì)地面的影響，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果的反饋在施工過(guò)程中對(duì)施工方法進(jìn)行不斷優(yōu)化以保證施工過(guò)程中周?chē)h(huán)境和設(shè)施的安全。

利用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，將各個(gè)數(shù)據(jù)采集器采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)中，工程人員通過(guò)信息化平臺(tái)能實(shí)時(shí)了解到盾構(gòu)過(guò)程中地表沉降的情況，便于其采取相應(yīng)的措施減少地面沉降，保障施工過(guò)程中的安全。

現(xiàn)有技術(shù)有如下幾點(diǎn)缺陷：其一，使用高精度的儀器，單價(jià)昂貴，安裝復(fù)雜，不適用于地鐵建設(shè)這類(lèi)需要大范圍監(jiān)測(cè)的大型工程；其二，缺乏對(duì)地面建筑物和道路的監(jiān)測(cè)，尤其是對(duì)于歷史城區(qū)中的古老建筑物，需要對(duì)古老建筑物的結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證施工中的安全；其三，缺乏對(duì)土體自身變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因?yàn)橥馏w自身的變形才能真正反映施工對(duì)地層的直接影響，對(duì)于隧道結(jié)構(gòu)等的測(cè)量會(huì)受到周?chē)h(huán)境的影響，不能給工程人員提供最準(zhǔn)確直觀的沉降情況。因而，急需一種合理、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、施工方便、效果好的監(jiān)測(cè)方法，能對(duì)盾構(gòu)隧道施工過(guò)程中的地表沉降進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，保證施工過(guò)程的安全可靠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種多維度盾構(gòu)隧道上方地表沉降的監(jiān)測(cè)方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種多維度盾構(gòu)隧道上方地表沉降的監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟1、確定隧道開(kāi)挖過(guò)程中地表沉降范圍；

步驟2、在地表沉降范圍內(nèi)確定監(jiān)測(cè)對(duì)象與對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)斷面；

步驟3、在建筑物表面安裝棱鏡，利用地表沉降范圍外的全站儀監(jiān)測(cè)棱鏡的位移，從而確定建筑物的位移；

步驟4、在隧道上方路面安裝螺釘，利用地表沉降范圍外的全站儀監(jiān)測(cè)螺釘?shù)奈灰疲瑥亩_定路面的位移；

步驟5、在隧道上方進(jìn)行鉆孔，安裝沉降儀和測(cè)斜儀，對(duì)土體自身的位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

步驟6、將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確定沉降的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)超過(guò)沉降警戒值的數(shù)據(jù)則發(fā)出報(bào)警信息。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：1)本發(fā)明利用棱鏡和全站儀對(duì)地表建筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以掌握建筑物的沉降，防止在施工過(guò)程中過(guò)大的沉降和不均勻沉降對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)造成破壞，尤其是對(duì)于保證高層、超高層及古老建筑物在整個(gè)施工過(guò)程中的安全具有非常重要的作用。2)本發(fā)明利用螺釘和全站儀對(duì)路面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以反映出土體的形變，為工程人員掌握施工過(guò)程中盾構(gòu)開(kāi)挖對(duì)土體擾動(dòng)的情況給以主觀的認(rèn)識(shí)，工程人員可以根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果采取相應(yīng)的措施減少即將開(kāi)挖隧道對(duì)土體的擾動(dòng)。3)本發(fā)明對(duì)建筑物和道路進(jìn)行監(jiān)測(cè)可已在一定程度上反映盾構(gòu)施工對(duì)土體的擾動(dòng)，本發(fā)明又采用沉降儀和測(cè)斜儀對(duì)土體自身的位移進(jìn)行探測(cè)，能夠?yàn)楣こ倘藛T提供更準(zhǔn)確的土體位移數(shù)據(jù)。對(duì)三種對(duì)象的監(jiān)控，可以為工程人員提供全方位的土體擾動(dòng)數(shù)據(jù)，極大地保證了施工的安全。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為建筑物位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖。

圖2為路面位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖。

圖3為土體自身位移監(jiān)測(cè)裝置埋設(shè)圖。

圖4為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理框圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，本發(fā)明的一種多維度盾構(gòu)隧道上方地表沉降的監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟1、確定隧道開(kāi)挖過(guò)程中地表沉降范圍；具體利用PLAXIS 3D軟件模擬隧道開(kāi)挖過(guò)程，確定地表沉降范圍。

步驟2、在地表沉降范圍內(nèi)確定監(jiān)測(cè)對(duì)象與對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)斷面；所述監(jiān)測(cè)對(duì)象包括：監(jiān)測(cè)地表沉降范圍內(nèi)的所有建筑物、隧道正上方的道路和土體自身。