[發(fā)明專利]基于靜力水準儀的隧道全縱向地表沉降監(jiān)測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110659823.5
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113375633B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 遲德超;孫春剛;田曉陽;郭瑞鵬;羅彥斌;高韜;牟江亭;陳輝;李光明;羅華;周長新;夏清
• 申請（專利權(quán)）人: 山東高速工程建設(shè)集團有限公司;長安大學
• 主分類號: G01C5/04
• 分類號: G01C5/04;G01C15/00
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 郭秉印

1.一種基于靜力水準儀的隧道全縱向地表沉降監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括起點靜力水準儀單元(10)、終點靜力水準儀單元(20)和從測量起始點至處理終止點依次級聯(lián)排布的m套中間靜力水準儀單元(11)；其中起點靜力水準儀單元(10)和終點靜力水準儀單元(20)分別沿隧道截面橫向分布在待測隧道進口和出口的上方地表，中間靜力水準儀單元(11)沿隧道長度方向縱向排布在待測隧道上方地表；

所述的起點靜力水準儀單元(10)包括通過連接管(3)連通的p只靜力水準儀測點(4)和一號水箱(1)、一號靜力水準儀基準點(2)，所述的一號水箱(1)和一號靜力水準儀基準點(2)設(shè)置在起點混凝土基座(6)上；

所述的終點靜力水準儀單元(20)包括通過連接管(3)連通的q只靜力水準儀測點(4)和二號水箱(8)、二號靜力水準儀基準點(7)；所述的二號水箱(8)和二號靜力水準儀基準點(7)設(shè)置在終點混凝土基座(6)上；

所述的一號水箱(1)、一號靜力水準儀基準點(2)、二號水箱(8)和二號靜力水準儀基準點(7)的絕對沉降量已知；

每套中間靜力水準儀單元(11)包括通過連接管(3)連通的n只靜力水準儀測點(4)和1個高位水箱(5)；

其中第1套中間靜力水準儀單元(11)的第1只靜力水準儀測點(4)與起點靜力水準儀單元(10)中的起始轉(zhuǎn)換測點處于第1混凝土基座(6)上，所述的起始轉(zhuǎn)換測點為起點靜力水準儀單元(10)中的任意一只靜力水準儀測點(4)；

第i套中間靜力水準儀單元(11)的第1只靜力水準儀測點(4)與第i-1套中間靜力水準儀單元(11)的第n只靜力水準儀測點(4)、水箱(5)處于第i混凝土基座(6)上；

第m套中間靜力水準儀單元(11)的第n只靜力水準儀測點(4)與終點靜力水準儀單元(20)中終止轉(zhuǎn)換測點處于第m混凝土基座(6)上，所述的終止轉(zhuǎn)換測點為終點靜力水準儀單元(10)中的任意一只靜力水準儀測點(4)；

其中m，n，p，q，i均為不小于3的正整數(shù)，i＝1～m。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于靜力水準儀的隧道全縱向地表沉降監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述起點靜力水準儀單元(10)、終點靜力水準儀單元(20)和中間靜力水準儀單元(11)均采用壓差式靜力水準儀，每套靜力水準儀單元布置時高差保持在儀器量程以內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于靜力水準儀的隧道全縱向地表沉降監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述一號靜力水準儀基準點(2)和二號靜力水準儀基準點(7)的絕對沉降量通過全站儀或水準儀測量獲取。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于靜力水準儀的隧道全縱向地表沉降監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述起點靜力水準儀單元(10)、終點靜力水準儀單元(20)和中間靜力水準儀單元(11)組裝完成后對水箱注水，排空內(nèi)部氣泡，并封堵尾部靜力水準儀測點(4)。

5.一種基于靜力水準儀的隧道全縱向地表沉降監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

【1】建立如權(quán)利要求1至4所述的基于靜力水準儀的隧道全縱向地表沉降監(jiān)測系統(tǒng)；

【2】采用全站儀或水準儀對一號靜力水準儀基準點和二號靜力水準儀基準點的絕對沉降量監(jiān)測；并通過讀取靜力水準儀監(jiān)測數(shù)據(jù)，計算得到起點靜力水準儀單元和終點靜力水準儀單元各測點的絕對沉降量；

【3】根據(jù)處于同一混凝土基座上的不同靜力水準儀測點的絕對沉降量相同的原則，分別計算得到第i套中間靜力水準儀單元中每個靜力水準儀測點的絕對沉降值；其中i＝1～m；

【4】將計算得到的第m套中間靜力水準儀單元最后一只靜力水準儀測點的絕對沉降量與終止轉(zhuǎn)換測點的監(jiān)測絕對沉降量進行對比，得到測量偏差，對m套中間靜力水準儀單元所有測點的絕對沉降值進行修正后，得到修正后的隧道全縱向地表沉降參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于靜力水準儀的隧道全縱向地表沉降監(jiān)測方法，其特征在于：步驟【4】中的偏差修正方法是：

假設(shè)第i套中間靜力水準儀單元中第j個測點的絕對沉降量為x_ij；第m套中間靜力水準儀單元第n只靜力水準儀測點測得的絕對沉降量為a，與所述第m套中間靜力水準儀單元第n只靜力水準儀測點處于同一只混凝土基座上的終止轉(zhuǎn)換測點測得的絕對沉降量為b，則計算總偏差為E＝a-b；將總偏差E平均到m套中間靜力水準儀單元后，得到修正后第i套中間靜力水準儀單元中第j個測點的絕對沉降量為x_ij+E/m；其中i＝1～m，j＝1～n。