[發明專利]一種大直徑公軌合建盾構隧道管片上浮及收斂監測系統

有效

• 申請號: 202110709868.9
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113432545B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 李明宇;余劉成;張啟瑞;田應飛;杜亞林;曾力;靳軍偉;劉云龍;李翔宇;陳允斌
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01C5/00;E21D11/08
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種大直徑公軌合建盾構隧道管片上浮及收斂監測系統，包括大直徑公軌合建盾構隧道、全站儀、起始點棱鏡組、側壁棱鏡組、L型小棱鏡、側壁支架、棱鏡對中桿、吊耳、拱頂支架及多個反射片；大直徑公軌合建盾構隧道包括管片和箱涵，所述起始點棱鏡組安置于箱涵底部，所述全站儀包括第一全站儀和第二全站儀，用于測量管片上浮及收斂，所述側壁支架定位于箱涵側壁，其上部用于安裝第一全站儀和側壁棱鏡組，所述拱頂支架底部安裝有第二全站儀，所述兩個L型小棱鏡之一安裝在變形穩定的管片頂部作為拱頂基準點，另一個安裝在新拼裝管片頂部作為拱頂測點。本發明能夠及時獲取大直徑公軌合建盾構隧道管片施工期上浮及收斂變形情況。

技術領域

本發明涉及隧道變形監測技術領域，具體涉及到一種大直徑公軌合建盾構隧道管片上浮及收斂監測系統。

背景技術

管片從拼裝成環至漿液凝固前，或多或少都會出現上浮現象。對于大直徑公軌合建盾構隧道，由于管片直徑過大、盾構機體后方箱涵的限制，目前監測單位對于大直徑公軌合建盾構隧道管片上浮的監測往往僅能在拱頂區域進行，考慮上覆土對管片的豎向荷載導致的豎向收斂，在管片拱頂所測的上浮量往往小于拱底區域實際上浮量，致使監測結果不僅不能反映管片的真實上浮特性，反而會對隧道精準施工帶來困擾。管片產生較大上浮將會進一步導致隧道偏離設計軸線，同時管片發生錯臺、滲漏水等的風險增大，進而極大地影響了工程安全質量。

同樣的，由于盾構機內部構造的影響，大直徑公軌合建盾構隧道管片自拼裝完畢直至變形穩定期間拱頂和拱底之間均無通視條件，既往關于管片收斂的監測方法并不適用，也即無法及時判定盾構隧道管片的穩定性。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種大直徑公軌合建盾構隧道管片上浮及收斂監測系統，可有效解決上述問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種大直徑公軌合建盾構隧道管片上浮及收斂監測系統，其特征在于，包括大直徑公軌合建盾構隧道、全站儀、起始點棱鏡組、L型小棱鏡、側壁支架、棱鏡對中桿、吊耳、拱頂支架及多個反射片，大直徑公軌合建盾構隧道包括多個通過管片螺栓沿前后方向首尾順次連接的管片環，每一個管片環均包括通過管片螺栓沿周向順次連接的砌塊，隧道下方拼裝有箱涵。所述起始點棱鏡組安置于隧道內箱涵底部的高程穩定區域，所述全站儀包括第一全站儀和第二全站儀，所述側壁支架用膨脹螺栓定位于箱涵側壁，其上部用于安裝第一全站儀和側壁棱鏡組，所述棱鏡對中桿架設在新拼裝管片周圍，所述拱頂支架通過螺栓、吊耳與管片螺栓相連，其底部安裝有第二全站儀，所述吊耳為一塊彎折鋼板，其上預留有多個安裝孔，所述兩個L型小棱鏡之一通過膨脹螺栓安裝于開挖面后方高程穩定區域的隧道頂部，另一個L型小棱鏡通過膨脹螺栓安裝于新拼裝管片的拱頂，所述反射片粘貼于新拼裝管片的拱底和拱腰測量點位上。

優選的，所述起始棱鏡組安裝位置與盾尾的距離為80m～100m，所述側壁支架與盾尾之間距離為40m～50m。

優選的，所述拱頂支架和側壁支架均由若干鋼板組成，所述拱頂支架底部和側壁支架頂部均焊有強制對中基座，所述側壁棱鏡組和第一全站儀通過強制對中基座的螺栓用于固定在側壁支架上，所述第二全站儀通過強制對中基座的螺栓與拱頂支架連接。

優選的，所述吊耳彎折角度根據管片拱頂區域預留的螺栓孔傾斜角度而定，以確保與其相連的拱頂支架保持垂直狀態。

優選的，所述拱頂支架通過吊耳固定于管片拱頂區域，通過調整拱頂支架頂部焊接的四個調節螺栓的伸縮長度使得拱頂支架底部水平。

優選的，所述一種大直徑公軌合建盾構隧道管片上浮及收斂監測系統對于管片上浮和管片收斂的監測功能，通過下述步驟實現：