[發(fā)明專利]一種大坡度隧道工作基點(diǎn)沉降的監(jiān)測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010574218.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111649720A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方錢寶;陳春雷;周忠德;王操;劉向遠(yuǎn);焦康杰;付守洪;逄迎生;張曉強(qiáng);牛國(guó)棟;劉國(guó)強(qiáng);王芳;洪習(xí)成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵二院貴陽(yáng)勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司;中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司;四川交奧智控防護(hù)科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C5/04
• 分類號(hào): G01C5/04;G01C15/00
• 代理公司: 成都禾創(chuàng)知家知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51284
• 代理人: 許宜生

本發(fā)明公開(kāi)了一種大坡度隧道工作基點(diǎn)沉降的監(jiān)測(cè)裝置及方法，包括一個(gè)方框狀固定框體，固定框體與橫向支桿固定連接；還包括調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)桿通過(guò)貫穿所述固定軸套的兩個(gè)緊固螺栓與固定軸套連接；調(diào)節(jié)桿末端還設(shè)有斜塊，斜塊的傾斜面上設(shè)有反光板；固定框體下方與伸縮桿連接，伸縮桿底部設(shè)有安裝支架，安裝支架上固定有與儲(chǔ)水罐連通的第一靜力水準(zhǔn)儀及設(shè)置于待觀測(cè)點(diǎn)并與儲(chǔ)水罐連通的第二靜力水準(zhǔn)儀，能夠通過(guò)一套儀器滿足對(duì)于不同種類待測(cè)點(diǎn)位如隧道基準(zhǔn)面沉降、隧道壁收斂、拱頂下沉、斷面收斂變形等類型的測(cè)量要求，同時(shí)一定程度上減少系統(tǒng)誤差，得到更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及沉降檢測(cè)裝置領(lǐng)域，特別是一種大坡度隧道工作基點(diǎn)沉降的監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著交通建設(shè)的大發(fā)展，隧道工程穿越軟弱地層及地質(zhì)惡劣的高應(yīng)力區(qū)段增多，經(jīng)常發(fā)生各種坍塌、涌水、底鼓、大變形現(xiàn)象，底鼓是其中較為常見(jiàn)的一種，一旦發(fā)生其變形持續(xù)不確定，對(duì)工程建設(shè)及后期運(yùn)營(yíng)留下重大隱患。當(dāng)隧道或隧洞中出現(xiàn)仰拱底鼓時(shí)，一般都是事后補(bǔ)救；若不良地質(zhì)段監(jiān)測(cè)不到位，處理不及時(shí)，施工中二襯施作后的隧道底板（仰拱）易出現(xiàn)開(kāi)裂而拆換；運(yùn)營(yíng)中仰拱底鼓嚴(yán)重易出現(xiàn)降速運(yùn)營(yíng)，以上均產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。

目前隧道仰拱沉降觀測(cè)，施工過(guò)程中大多使用全站儀和水準(zhǔn)儀，存在的主要問(wèn)題測(cè)點(diǎn)易遭破壞，每次測(cè)量需要3～4人，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。采用壓差式靜力水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量在運(yùn)營(yíng)中的隧道已比較常見(jiàn)，但在隧道施工中，尤其大坡度隧道中，目前難以采用壓差式靜力水準(zhǔn)儀，主要原因?yàn)榱砍檀蟆⒕雀撸邿o(wú)法兼得。

仰拱沉降自動(dòng)監(jiān)測(cè)通常采用的方法是首先在沉降范圍外的穩(wěn)定處設(shè)置適量的基準(zhǔn)點(diǎn)，為了縮短基準(zhǔn)點(diǎn)到觀測(cè)點(diǎn)的距離以減少觀測(cè)點(diǎn)的高程誤差，也可在沉降范圍內(nèi)選取相對(duì)穩(wěn)定點(diǎn)作為工作基點(diǎn)。其次在觀測(cè)區(qū)埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。不同日期兩次測(cè)得同一觀測(cè)點(diǎn)的高程之差，即代表地面觀測(cè)點(diǎn)在這兩次觀測(cè)期間的變化。自動(dòng)監(jiān)測(cè)，大多是監(jiān)測(cè)觀測(cè)點(diǎn)與工作基點(diǎn)之間的高程變化，由于工作基點(diǎn)本身存在著高程變化，因而造成不同日期兩次測(cè)得同一觀測(cè)點(diǎn)的高程之差可能不是其相對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的高程之差。現(xiàn)有市場(chǎng)普遍采用在工作基點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)上各裝一個(gè)靜力水準(zhǔn)儀，用連通管把靜力水準(zhǔn)儀與水箱連通，水面要高于靜力水準(zhǔn)儀中壓力檢測(cè)傳感器，分別檢測(cè)工作基點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)上對(duì)應(yīng)的靜力水準(zhǔn)儀的壓力，再把壓力換算成與水箱液面的高程值，再計(jì)算兩個(gè)高程值的差值，因基準(zhǔn)點(diǎn)高程是不變的，不同日期兩次測(cè)得兩個(gè)高程值的差值的變化值，即為工作基點(diǎn)高程的變化值。由于市場(chǎng)現(xiàn)有的靜力水準(zhǔn)儀精度為1‰FS，就是說(shuō)1m量程的靜力水準(zhǔn)儀精度是1mm，而大多隧道坡度較大，基準(zhǔn)點(diǎn)與工作基點(diǎn)之間距離遠(yuǎn)，如采用大量程的靜力水準(zhǔn)儀，測(cè)量精度自然不能滿足規(guī)范要求的1mm要求，采用基準(zhǔn)疊加（兩個(gè)靜力水準(zhǔn)儀上下剛性連接），又會(huì)造成累計(jì)誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是在大坡度隧道仰拱沉降自動(dòng)監(jiān)測(cè)中，如采用壓差式靜力水準(zhǔn)儀作為基準(zhǔn)點(diǎn)，由于基準(zhǔn)點(diǎn)與工作基點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，高差較大，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度無(wú)法滿足監(jiān)測(cè)規(guī)范中1mm以內(nèi)的要求，但如果中間增加工作基點(diǎn)，又會(huì)導(dǎo)致安裝過(guò)程繁瑣，且容易造成累計(jì)誤差較大及隧道施工中監(jiān)測(cè)斷面之間連接管路較長(zhǎng)，連通管安裝不便且容易發(fā)生破損的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供了一種大坡度隧道工作基點(diǎn)沉降的監(jiān)測(cè)裝置，包括一根水平置入隧道壁上的工作基點(diǎn)的固定桿，在所述固定桿的末端通過(guò)套設(shè)于所述固定桿外部的連接管連接全方位云臺(tái)，所述全方位云臺(tái)的活動(dòng)球體與橫截面有一個(gè)角為直角的三角柱連接，在所述三角柱的傾斜面上設(shè)有反光板，在所述三角柱的豎直面上設(shè)有水平氣泡；所述連接管與全方位云臺(tái)之間套接有連接件，在所述連接管的末端還設(shè)有兩個(gè)貫穿所述連接管的梅花手柄螺絲；所述連接件的下端通過(guò)伸縮桿連接位于斷面工作基點(diǎn)的安裝支架，在所述安裝支架上設(shè)有與安裝于隧道壁上的儲(chǔ)液罐連接的第一靜力水準(zhǔn)儀，還包括設(shè)置于觀測(cè)點(diǎn)的第二靜力水準(zhǔn)儀，且儲(chǔ)液罐液面高于第一靜力水準(zhǔn)儀及第二靜力水準(zhǔn)儀；還包括設(shè)置于基準(zhǔn)點(diǎn)的激光測(cè)距儀。

特別的，所述的三角柱的截面為等腰直角三角形。