用於地下深層土體位移的實時監測系統的製作方法
2023-10-18 18:09:04
專利名稱：用於地下深層土體位移的實時監測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及地下施工監測領域，具體涉及一種用於地下深層土體位移的實時監測系統。
背景技術：
地下施工穿越構築物時不可避免對土體產生擾動，採用天然地基的多層住宅或公用建築，其結構整體性較差，當地基變形尤其是差異變形較大時，易發生牆體開裂、傾斜等風險事件。因此研究施工比如盾構施工穿越建(構)築物的微擾動技術時進行相應的地下土體變化情況的監測很重要，是目前地下空間開發、軌道交通建設的熱點問題。對於沉降監測採用的各種方法，比如單樁沉降分析、群樁沉降分析等，這種方法容易導致誤差較大。也採用埋置測斜管測算沉降，比如在高速路施工時，在地基底部預先設計並埋置一直線型的測斜管監測沉降，但這種方法都是採用先埋置測斜管，再在測斜管上方施工建(構)築物。而在地表已有高大建(構)築物甚至建(構)築物長度跨度較大難以穿越時，樁柱的定位或測斜管的埋置就顯得極為困難，一般施工中就常以經驗法則逃避該處沉降監測問題。針對地表已有高大建(構)築物無法預先埋置測斜管的情況，本領域的技術人員通過鑽杆進行非開挖方式埋置測斜管，並在測斜管內設置一個探頭傳感器，該探頭傳感器通過滑輪與測斜管內的導槽配合，可在測斜管內自由滑動；在地面的操作人員分別通過在測斜管的入口端和出口端下放鋼絲繩和拉動鋼絲繩，以使探頭傳感器分別在測斜管內的不同監測點處測量土體沉降變化。此種動態測量方式不僅需要花費大量的人力去手動操作探頭傳感器，而且在操作的過程中，由於傳感器的偏差、滑輪的磨損以及探頭傳感器定位的偏差，很難監測出較為精準的數據，並且在該監測區域內通過人工操作測量沉降數據，效率較低，無法獲得實時以及同一時間內的全監測區域的土體沉降情況。因此，本領域技術人員急需一種可以連續實時高精度監測深層土體位移的解決方案。
發明內容本實用新型的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種用於地下深層土體位移的實時監測系統，該監測系統通過在測斜管內均勻間隔設置若干測斜儀探頭以達到靜態實時高精度監測深層土體位移的目的。本實用新型目的實現由以下技術方案完成:一種用於地下深層土體位移的實時監測系統，具體涉及測斜管、測斜儀探頭以及電纜，其特徵在於在已有建/構築物地表下方位置埋置測斜管，在所述測斜管內間隔設置有若干測斜儀探頭，所述測斜儀探頭通過電纜串聯在一起，並同設置在地面上的計算機相連接。所述測斜儀探頭上的導輪卡置於所述測斜管的導槽內。[0010]所述測斜管的導槽中設置有若干一側具有斜面的擋塊，相鄰的兩個所述擋塊的間隔距離等於所述測斜儀探頭的長度，用於單向限位固定所述測斜儀探頭。本實用新型的優點是，本監測系統可有效監測施工時建(構)築物下方深層土體在垂直方向上的位移，實時靜態監測區域大，測量數據精度高，減少了動態監測的人力支出，為施工的設計、進度安排與規避措施等打下堅實基礎。
圖1為本實用新型中施工現場測斜管埋置示意圖；圖2為本實用新型中施工現場監測點縱剖面圖；圖3為本實用新型中施工現場監測點橫剖面圖；圖4為本實用新型中監測系統的結構示意圖；圖5為本實用新型中測斜管與測斜儀探頭的局部放大圖；圖6為本實用新型中測斜管的剖面圖。
具體實施方式
以下結合附圖通過實施例對本實用新型的特徵及其它相關特徵作進一步詳細說明，以便於同行業技術人員的理解:如圖1-6，圖中標記1-16分別為:水平定向鑽1、鑽杆2、入鑽點3、套管4、出土點
5、滑行道6、測斜管7、盾構隧道8、入口端9、出口端10、計算機11、測斜儀探頭12、電纜13、導輪14、擋塊15、導槽16實施例:如圖4-6所示，本實施例中的監測系統用於監測隧道盾構時已有建(構)築物下方地表的沉降。施工現場以某隧道工程為例，擬選取滑行道6區間下方區域作為非開挖技術埋設測點微擾動試驗區。試驗的監測項目和內容是關於深層土體，即被監測地表在垂直方向上的沉降。本監測系統具體由測斜管7、測斜儀探頭12、電纜13以及計算機11組成，測斜管7埋置於已有建(構)築物地表正下方位置，測斜管7的埋置軌跡呈下凸曲線形狀，繞過滑行道6區域，測斜管7內均勻間隔設置有若干測斜儀探頭12，各測斜儀探頭12之間通過電纜13串聯在一起，電纜13延伸至地面並與計算機11相連接；測斜儀探頭12上的導輪14卡設於測斜管7的導槽內，在該導槽內設置有若干一側具有斜面的擋塊15，兩個相鄰的擋塊15之間的間隔正好等於測斜儀探頭12的長度，具體用以單向限位固定測斜儀探頭12，防止其就位後發生滑動錯位造成監測數據偏差。如圖1-6所示，以下具體為埋置測斜管的施工步驟以及監測系統的工作方法:(I)在盾構隧道8上方、被監測地表下方的設計軌跡上埋置測斜管7前，選擇確定入鑽點3和出土點5 ;採用水平定向鑽1，鑽機鑽杆2從入鑽點3沿下凸拋物線軌跡進直到出土點5位置；在設計時，根據施工時鑽杆2的曲率半徑以及施工要求精心設計測斜管7埋置軌跡，整條下凸曲線設計軌跡要做到平緩圓滑，便於之後測斜管7的就位以及有利於測斜管7與套管4之間的剝離。(2)安裝回擴器及分動器，分動器後接套管4，測斜管7設置在套管4內，通過回擴器將套管4拉出至出土點5 ;之後再孔壁與套管4之間、以及套管4與測斜管7之間的間隙內灌滿充填物，比如泥漿；其中測斜管7的埋設深度為滑行道6地表下約5m處，其埋設方向與盾構隧道8方向一致；(3)拆除分動器及回擴器，將套管4拉出，測斜管7就位；(4)待測斜管7就位後，在地面將若干測斜儀探頭12通過電纜13串聯在一起；(5)分別在測斜管7的入口端9和出口端10處安排施工人員，依次將測斜儀探頭12上的導輪14卡置於測斜管出口端9上的導槽16中，同時位於出口端10的施工人員拉動電纜13，使整串測斜儀探頭12從入口端9向出口端10滑動，直至各測斜儀探頭12間隔分布滿測斜管7，在地面設置有計算機11，各測斜儀探頭12所採集監測的數據通過電纜13發送至計算機11 ;在測斜管7內的導槽16中間隔設置有一側具有斜面的擋塊15，兩個相鄰的擋塊15之間的距離等於測斜儀探頭12的長度，擋塊15具體用以對就位後的測斜儀探頭12單向限位，以防其就位後發生滑動偏離預訂位置，同時擋塊15的坡度較小，並不會影響測斜儀探頭12在外力施加下的正常滑動，擋塊15也可以是一個半圓弧面；(6)待測斜管7以及測斜儀探頭12埋設安裝完成後，測斜管7周圍填充的漿液硬化、鑽孔時擾動的土體趨於穩定，經過一段時間後，測斜管-周圍介質系統由不穩定到穩定狀態，需要經歷一定時間，有特定發展規律。為判斷測斜管-周圍介質系統是否達到穩定狀態，並研究測斜管-周圍介質系統由不穩定到穩定狀態的發展規律，由於此時深層土體較不穩定，因此每隔6小時測讀一次數據並計算得出剖面上各測斜儀探頭12所處位置處的高程，比較本次與上次數據的高差，若高差保持在Imm左右，即可認為測斜管-周圍介質系統達到了穩定狀態；( 7 )待測斜管-周圍介質系統達到了穩定狀態後，由於下方盾構隧道8掘進施工將會對此區域內的深層土體產生較大的擾動影響，因此通過各測斜儀探頭12進行實時靜態監測土體位移情況，獲得各測斜儀探頭12所處位置處的高程數據，並通過電纜13向位於地面的計算機11發送，計算機11對所接收到的實時高程數據進行處理，以獲得單個測斜儀探頭12上的圖表(X軸時間t一Y軸高程h)、以及由所有測斜儀探頭12構成的實時沉降位移曲線。監測成果經分析處理後每個施工階段結束後提交，試驗工程結束後提供試驗總結報
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權利要求1.一種用於地下深層土體位移的實時監測系統，具體涉及測斜管、測斜儀探頭以及電纜，其特徵在於在已有建/構築物地表下方位置埋置測斜管，在所述測斜管內間隔設置有若干測斜儀探頭，所述測斜儀探頭通過電纜串聯在一起，並同設置在地面上的計算機相連接。
2.根據權利要求1所述的一種用於地下深層土體位移的實時監測系統，其特徵在於所述測斜儀探頭上的導輪卡置於所述測斜管的導槽內。
3.根據權利要求1或2所述的一種用於地下深層土體位移的實時監測系統，其特徵在於所述測斜管的導槽中設置有若干一側具有斜面的擋塊，相鄰的兩個所述擋塊的間隔距離等於所述測斜儀探頭的長度，用於單向限位固定所述測斜儀探頭。
專利摘要本實用新型涉及地下施工監測領域，具體涉及一種用於地下深層土體位移的實時監測系統。該監測系統具體由測斜管、測斜儀探頭、電纜以及計算機構成，測斜管埋置於已有建/構築物地表下方位置，在所述測斜管內間隔設置有若干測斜儀探頭，所述測斜儀探頭通過電纜串聯在一起，並同設置在地面上的計算機相連接。本實用新型的優點是，本監測系統可有效監測施工時建(構)築物下方深層土體在垂直方向上的位移，實時靜態監測區域大，測量數據精度高，減少了動態監測的人力支出，為施工的設計、進度安排與規避措施等打下堅實基礎。
文檔編號E02D1/00GK203021982SQ20122072276
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者陳立生, 趙國強, 榮建, 陳介華, 邵亮 申請人:上海城建市政工程(集團)有限公司