[發明專利]一種地面沉降變形監測裝置及其施工方法

在審

• 申請號: 201910270320.1
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN110093912A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 年賓;張育寶;高大勇;劉正銀;于玉;黃康;劉佳佳;李道宇;王超;鐘聲遠;劉繼千;劉斌;周斌;楊金超;種其林
• 申請（專利權）人: 中勘資源勘探科技股份有限公司
• 主分類號: E02D1/02
• 分類號: E02D1/02
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 劉洪勛

本發明公開一種地面沉降變形監測裝置及其施工方法，包括標桿、水位監測機構、導正機構、水位遙測機構；標桿伸入待監測位置的深井內，標桿伸出深井所在地面的上部設置有支架，支架的頂部設置有導正機構，導正機構通過繩索與標桿頂部的標頭相連；標桿的外周向設置有套管，標桿與套管之間預留間隙；套管的底部設置有同徑的花管，且套管與花管之間通過止水機構連接，水位遙測機構包括檢測感應頭，檢測感應頭通過繩索伸入至套管所在的空心結構內。本發明采用的標桿和套管相對獨立，且采用導正機構代替扶正器，使得安裝方便而且導正效果好，當地面產生沉降變形時，對標桿的偏向無影響，提高了標桿的觀測精準度。

技術領域

本發明屬于地面沉降監測裝置領域，具體涉及一種地面沉降變形監測裝置及其施工方法。

背景技術

礦業開采后，其開采地區的地下為空心，導致巖層的沉降，影響周邊區域的安全，為更準確測定地面沉降量，需建立基巖標，主要是通過施工鉆孔穿過覆蓋層埋設在穩定基巖上的標桿直通地面，經過保護處理作為相對穩定的基巖水準點來觀測地表不均勻沉降。目前，基巖標廣泛應用在住建、水利、軌道交通以及橋梁建設等方面，取得了較好的效果。安徽兩淮礦區均被第三、第四系巨厚松散層覆蓋，松散層厚度70～500m，平均厚度約300m。隨著開采年限及開采強度的增加，‘底含’不斷向礦坑補給，地面沉降及井筒變形觀測難度不斷增加，傳統的基巖標施工工藝及結構很難滿足兩淮礦區井筒變形、沉降觀測需要。

如圖1所示，為現有傳統的基巖標測定結構，主要部件包括標桿61、扶正器62、保護管63、套管底托盤64，所述標桿61置于待監測位置的深井部位，并在標桿的側壁設置有若干組扶正器62，所述保護管63套接在標桿61的外部，并且所述扶正器62的端部與所述保護管63內壁貼合支撐，并在所述保護管63外壁與深井之間的間隙間填充水泥漿澆筑，并且保護管63的中部為滲水601，在滲水601的頂部覆蓋有重柴油602，所述標桿61頂部的標頭611伸出深井所在的地面。

上述現有的基巖標存在以下缺陷；

(1)傳統基巖標標桿埋設較淺，一般二、三級寶塔結構能滿足要求，但對覆巖厚度大，標桿埋設深造成標桿自重大，即使使用扶正器也會使標桿自重繞曲變形，對標底承載要求高。

(2)基巖標埋設到位后，一般情況下采用水泥漿將標桿和完整基巖固為一體，這樣對注漿量和注漿工藝要求較高，控制難度大，主要體現在注漿量小的話，標桿和完整基巖不能完全固結，量大的話可能造成保護管、標桿和基巖固為一體，觀測效果不佳。

(3)標桿采用扶正器和套管接觸融為一體，如果地面沉降會導致標桿和套管同步變形，影響觀測精度。

(4)礦井長期開采，含水層向礦坑補給或者目的含水層過度開采等因素，造成地面沉降或井筒變形的觀測較困難，因此，需要同步觀測含水層水位動態的情況下，傳統基巖標無法滿足需要，或者需要同時施工基巖標和水文觀測孔，投入工程量及費用較大。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種地面沉降變形監測裝置及其施工方法，解決了現有技術中存在的以上缺陷。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種地面沉降變形監測裝置，包括標桿、水位監測機構、導正機構、水位遙測機構；所述標桿伸入待監測位置的深井內，所述標桿伸出深井所在地面的上部設置有支架，所述支架的頂部設置有導正機構，所述導正機構通過繩索與所述標桿頂部的標頭相連；

所述標桿的外周向設置有套管，所述標桿與所述套管之間預留間隙；所述套管的底部設置有同徑的花管，且所述套管與所述花管之間通過止水機構連接；

所述水位遙測機構包括檢測感應頭，所述檢測感應頭通過繩索伸入至所述套管所在的空心結構內。

進一步的，所述標桿的中部為空心結構，并在標桿的空心結構內灌注隔離劑；所述隔離劑為重柴油。