[發(fā)明專利]一種用于深層地層變形量測(cè)簡(jiǎn)易裝置及其量測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910812872.0
• 申請(qǐng)日: 2019-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110514184B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫振川;孫飛祥;曹彬;李鳳遠(yuǎn);周建軍;張兵;楊振興;呂乾乾;陳瑞祥;馮歡歡;游永鋒;寇曉林;張宏達(dá);楊露偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵隧道局集團(tuán)有限公司;盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): G01C15/00
• 分類號(hào): G01C15/00;G01C5/00
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 靳錦;邊延松

1.一種用于深層地層變形量測(cè)簡(jiǎn)易裝置，包括全站儀，其特征在于，還包括設(shè)置在所述全站儀前端的地層埋設(shè)裝置，以及設(shè)置在穩(wěn)定地層上的量測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)；

所述地層埋設(shè)裝置包括錨固于地層中的錨固件、用于連接錨固件和地表測(cè)點(diǎn)的連接線，以及設(shè)置在所述連接線外側(cè)用于保護(hù)連接線的PVC管道；在所述PVC管道上的地上部分處設(shè)有可上下移動(dòng)的移動(dòng)測(cè)點(diǎn)，且在其頂端設(shè)置有固定的端頭測(cè)點(diǎn)；所述連接線的外部露出端穿過(guò)一個(gè)直徑等于所述PVC管道直徑的輕質(zhì)球體，且在連接線的末端設(shè)有線圈；

所述量測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)包括澆筑在穩(wěn)定地層中的混凝土塊體和底部嵌入所述混凝土塊體中的鋼筋，在所述鋼筋外露端頭處焊接有鐵片，在所述鐵片上粘貼有第一反光片；

該裝置的量測(cè)方法包括以下步驟：

（1）設(shè)置量測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)：在不受隧道開(kāi)挖作用影響的地面位置處設(shè)置量測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，在地層中澆筑混凝土塊體，在鋼筋的上端焊接鐵片，并將焊接有鐵片的鋼筋底部嵌入混凝土塊體中，在鐵片上粘貼第一反光片；

（2）安裝地層埋設(shè)裝置：避開(kāi)建筑物和地下管線，由地表選擇合適的方向鉆孔至目標(biāo)地層位置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，將與連接線牢固栓結(jié)的錨固件置于鉆孔底端，澆筑砂漿或者混凝土將錨固件錨固在目標(biāo)地層中；依次將PVC細(xì)管和PVC粗管穿過(guò)連接線至預(yù)定位置，并確保粗管和細(xì)管重合長(zhǎng)度為10~20cm，使其上端位于地面預(yù)定位置，然后將連接線穿過(guò)輕質(zhì)球體，并在連接線端頭處設(shè)置線圈；將移動(dòng)測(cè)點(diǎn)套在PVC管道外側(cè)，并將連接線端頭線圈掛在移動(dòng)測(cè)點(diǎn)上側(cè)掛鉤上，多余露出的連接線藏于PVC管道內(nèi)；在PVC管道露出地面端頭處粘貼反光片作為端頭測(cè)點(diǎn)；

（3）初始讀數(shù)：利用全站儀測(cè)取PVC管道端頭測(cè)點(diǎn)相對(duì)于量測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的高程差h₀；由于連接線的端頭線圈掛在移動(dòng)測(cè)點(diǎn)的掛鉤上，收緊連接線使移動(dòng)測(cè)點(diǎn)向下方移動(dòng)，直至管道內(nèi)連接線繃直，測(cè)取此時(shí)的移動(dòng)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于量測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的高程差H₀；

（4）目標(biāo)測(cè)點(diǎn)的變形量測(cè)取：按照要求制定監(jiān)測(cè)方案，進(jìn)行初始讀數(shù)后的第1次量測(cè)，PVC管道的端頭測(cè)點(diǎn)和移動(dòng)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于量測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的高程差分別為h₁和H₁；第n次測(cè)量，PVC管道的端頭測(cè)點(diǎn)和移動(dòng)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于量測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的高程差分別為h_n和H_n；

根據(jù)第i次量測(cè)結(jié)果可知，目標(biāo)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)所產(chǎn)生的變形大小μ為：

μ= H_i- H₀+h_i-h₀

目標(biāo)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于第（i-1）次測(cè)量結(jié)果所產(chǎn)生的變形大小△μ_i為：

△μ_i= H_i- H_i-1+h_i-h_i-1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于深層地層變形量測(cè)簡(jiǎn)易裝置，其特征在于，所述移動(dòng)測(cè)點(diǎn)包括套裝在所述PVC管道外部的弧形套筒、設(shè)置在所述弧形套筒上端的掛鉤和粘貼在所述弧形套筒外側(cè)的第二反光片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于深層地層變形量測(cè)簡(jiǎn)易裝置，其特征在于，所述端頭測(cè)點(diǎn)為粘貼在所述PVC管道頂端的第三反光片。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于深層地層變形量測(cè)簡(jiǎn)易裝置，其特征在于，在地層變形較大位置處，所述PVC管道由PVC粗管套裝PVC細(xì)管組成，且兩者之間的重合長(zhǎng)度為10-20cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于深層地層變形量測(cè)簡(jiǎn)易裝置，其特征在于，所述量測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在不受隧道開(kāi)挖作用影響的地層變形穩(wěn)定位置處。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于深層地層變形量測(cè)簡(jiǎn)易裝置，其特征在于，所述連接線為柔性線，所述柔性線為PE纖維。