一种用于深层地层变形量测简易装置及其量测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于深层地层变形量测简易装置，包括全站仪，还包括设置在所述全站仪前端的地层埋设装置，以及设置在变形稳定地层上的量测基准点。还公开了该简易装置的量测方法，该方法包括设置量测基准点，安装地层埋设装置，初始读数和目标测点的变形量测取。本发明专利技术装置简单，成本低廉，操作简便，所需场地小，适应性广，可根据需要进行竖直、倾斜以及曲线形状布置，适用于测量城市地下空间开发过程中不同深度地层变形量的测量和建筑物正下方地层变形量的测量。

A simple device for measuring the deformation of deep strata and its measuring method

The invention discloses a simple device for measuring the deformation of deep stratum, including a total station, a stratum embedding device arranged at the front end of the total station, and a measurement reference point arranged on the deformation stable stratum. A measurement method of the simple device is also disclosed, which includes setting a measurement reference point, installing a layer embedding device, measuring the initial reading and the deformation of the target measurement point. The device has the advantages of simple device, low cost, simple operation, small site and wide adaptability, can be arranged vertically, obliquely and curvilinearly according to the needs, and is suitable for measuring the deformation of different depths of the stratum in the process of urban underground space development and the deformation of the stratum directly below the building.

【技术实现步骤摘要】
一种用于深层地层变形量测简易装置及其量测方法
本专利技术涉及地层变形监测
，具体涉及一种用于深层地层变形量测简易装置及其量测方法。
技术介绍
隧道的开挖、地下水下降等原因致使地层应力场发生改变，进而引起地层产生变形，理论和实践证明，地层变形沿深度方向产生变形大小和快慢各不相同。如地下隧道的开挖，首先导致其周边岩土层发生变形，然后再向其外边缘扩展，表现为隧洞周边地层变形大且速度块，隧洞外边缘地层变形小且速度慢。城市地下工程施工往往对地层变形要求更为严格，较大的变形和不均匀变形往往给工程施工和周边环境带来巨大的威胁，是工程施工和后期运营过程中需要进行控制的重难点。考虑到城市建筑物、道路、管线等密集分布，且施工作业空间狭小，这给测点布置留下的空间极为有限并增大了测点破坏的风险，致使已有的地层变形方法失效或者应用困难。因此，亟需要设计一种适用于城市复杂环境的深部地层变形量测装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于深层地层变形量测简易装置，该装置能够灵活有效地适应于城市内建筑物、道路、管线等分布密集的区域以及狭小的工程施工作业空间，并对其下不同深度地层变形变化量进行监测；该装置具有操作简单、布置灵活、安全高效、成本低廉、适应性广的特点，同时也适用于隐蔽工程下方地层变形量测。本专利技术还提供了该装置的使用方法。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于深层地层变形量测简易装置，包括全站仪，还包括设置在所述全站仪前端的地层埋设装置，以及设置稳定地层上的量测基准点；所述地层埋设装置包括锚固于地层中的锚固件、用于连接锚固件和地表测点的连接线，以及设置在所述连接线外侧用于保护连接线的PVC管道；在所述PVC管道上的地上部分处设有可上下移动的移动测点，且在其顶端设置固定的端头测点；所述连接线的外部露出端穿过一个直径等于所述PVC管道直径的轻质球体，且在连接线的末端设有线圈；所述量测基准点包括浇筑在稳定地层中的混凝土块体和嵌入所述混凝土块体中的钢筋，在所述钢筋外露端头处焊接有铁片，在所述铁片上粘贴有第一反光片。优选的，所述移动测点包括套装在所述PVC管道外部的弧形套筒、设置在所述弧形套筒上端的挂钩和粘贴在所述弧形套筒外侧的第二反光片。优选的，所述端头测点为粘贴在所述PVC管道顶端的第三反光片。优选的，在地层变形较大位置处，所述PVC管道由PVC粗管套装PVC细管组成，且两者之间的重合长度为10-20cm。优选的，所述量测基准点设置在不受隧道开挖作用影响的地层变形稳定位置处。优选的，所述连接线为柔性线，所述柔性线为PE纤维。一种采用用于深层地层变形量测简易装置的量测方法，包括以下步骤：（1）设置量测基准点：在不受隧道开挖作用影响的地面位置处设置量测基准点，在稳定地层浇筑混凝土块体，在钢筋的上端焊接铁片，并将焊接有铁片的钢筋底部嵌入所述混凝土块体中，在铁片上粘贴第一反光片；（2）安装地层埋设装置：避开建筑物和地下管线，由地表选择合适的方向钻孔至目标地层位置监测点，将与连接线牢固栓结的锚固件置于钻孔底端，浇筑砂浆或者混凝土将锚固件锚固在目标地层中；依次将PVC细管和PVC粗管穿过柔性线至预定位置，并确保粗管和细管重合长度为10~20cm，使其上端位于地面预定位置，然后将连接线穿过轻质球体，并在连接线端头处设置线圈；将移动测点套在PVC管道外侧，并将连接线端头线圈挂在移动测点上侧挂钩上，多余露出的连接线藏于PVC管道内；在PVC管道露出地面端头处粘贴反光片作为端头测点；（3）初始读数：利用全站仪测取PVC管道端头测点相对于量测基准点的高程差h0；由于连接线的端头线圈挂在移动测点的挂钩上，收紧连接线使移动测点向下方移动，直至管道内连接线绷直，测取此时的移动测点相对于量测基准点的高程差H0；（4）目标测点的变形量测取：按照要求制定监测方案，进行初始读数后的第1次量测，PVC管道的端头测点和移动测点相对于量测基准点的高程差分别为h1和H1；第n次测量，PVC管道的端头测点和移动测点相对于量测基准点的高程差分别为hn和Hn；根据第i次量测结果可知，目标测点相对于基准点所产生的变形大小µ为：µ=Hi-H0+hi-h0目标测点相对于第（i-1）次测量结果所产生的变形大小△µi为：△µi=Hi-Hi-1+hi-hi-1。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用柔性线具有强度高、耐久性的特点，其在地下走向可以根据地表及地下建筑物、管线分布进行灵活调整。利用了柔性线的特性，布置灵活，可以很好地适应城市复杂环境进行合理布设。PVC管道沿柔性线走向布置，用于保护柔性线免于受岩土地层影响，在地层变形敏感处，如：岩土分层处，通过将PVC细管和PVC粗管相套并重合10-20cm的方式以减小地层和PVC管道对柔性线变形的影响，减小量测结果受测点上部地层变形的影响，增加测量准确性。本专利技术的监测点分为三类，即量测基准点、端头测点和移动测点，量测基准点设置在不受隧道开挖等作用影响的地层变形稳定位置；端头测点通过粘贴在PVC管到端头处的第三反光片来测取地表变形量；移动测点使用时套在PVC管外侧，上下滑动，通过外露柔性线长度变化来测取深部地层相对地面的变形量。各个监测点可以集中布置管理，便于测点的保护和测量工作的开展。本专利技术的锚固件可采用钢筋与铁板焊接方式制作，同时也可以采用工厂批量生成的塑料材质锚固件，其与柔性线底端牢固连接，通过浇筑砂浆或混凝土与目标地层相锚固。本装置成本低、原理简单、操作方便，有利于在工程施工和后期运营期过程中及时了解和掌握深部地层变形沉降等情况，使施工者及时采取预处理措施，防止地面较大沉降和不均匀沉降问题的发生，增加施工安全性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为地层埋设装置的结构示意图；图3为移动测点的结构示意图；图4为移动测点的俯视图。图中：1-1为全站仪，1-2为量测基准点，1-3为端头测点，1-4为移动测点，2-3为线圈，2-4为PVC管道，2-5为PVC细管，2-6为锚固件，2-7为PVC粗管，2-8为轻质球体，2-9为连接线，3-1为弧形套筒，3-2为挂钩，3-3为第二反光片。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。如图1所示，一种用于深层地层变形量测简易装置，包括全站仪1-1，还包括使用所述全站仪1-1量测的地层埋设装置，以及设置在稳定地层上的量测基准点1-2，所述量测基准点1-2设置在不受隧道开挖等作用影响的地层变形稳定位置处。如图1和2所示，所述地层埋设装置包括锚固于地层中的锚固件2-6、用于连接锚固件2-6和地表测点的连接线2-9，以及设置在所述连接线2-9外侧用于保护连接线2-9的PVC管道2-4；在所述PVC管道2-4上地上部分处设有可上下移动的移动测点1-4，且在其顶端还固定设有端头测点1-3，所述端头测点1-3为粘贴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于深层地层变形量测简易装置，包括全站仪，其特征在于，还包括设置在所述全站仪前端的地层埋设装置，以及设置在稳定地层上的量测基准点；/n所述地层埋设装置包括锚固于地层中的锚固件、用于连接锚固件和地表测点的连接线，以及设置在所述连接线外侧用于保护连接线的PVC管道；在所述PVC管道上的地上部分处设有可上下移动的移动测点，且在其顶端设置有固定的端头测点；所述连接线的外部露出端穿过一个直径等于所述PVC管道直径的轻质球体，且在连接线的末端设有线圈；/n所述量测基准点包括浇筑在稳定地层中的混凝土块体和底部嵌入所述混凝土块体中的钢筋，在所述钢筋外露端头处焊接有铁片，在所述铁片上粘贴有第一反光片。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于深层地层变形量测简易装置，包括全站仪，其特征在于，还包括设置在所述全站仪前端的地层埋设装置，以及设置在稳定地层上的量测基准点；
所述地层埋设装置包括锚固于地层中的锚固件、用于连接锚固件和地表测点的连接线，以及设置在所述连接线外侧用于保护连接线的PVC管道；在所述PVC管道上的地上部分处设有可上下移动的移动测点，且在其顶端设置有固定的端头测点；所述连接线的外部露出端穿过一个直径等于所述PVC管道直径的轻质球体，且在连接线的末端设有线圈；
所述量测基准点包括浇筑在稳定地层中的混凝土块体和底部嵌入所述混凝土块体中的钢筋，在所述钢筋外露端头处焊接有铁片，在所述铁片上粘贴有第一反光片。


2.根据权利要求1所述的用于深层地层变形量测简易装置，其特征在于，所述移动测点包括套装在所述PVC管道外部的弧形套筒、设置在所述弧形套筒上端的挂钩和粘贴在所述弧形套筒外侧的第二反光片。


3.根据权利要求1所述的用于深层地层变形量测简易装置，其特征在于，所述端头测点为粘贴在所述PVC管道顶端的第三反光片。


4.根据权利要求1所述的用于深层地层变形量测简易装置，其特征在于，在地层变形较大位置处，所述PVC管道由PVC粗管套装PVC细管组成，且两者之间的重合长度为10-20cm。


5.根据权利要求1所述的用于深层地层变形量测简易装置，其特征在于，所述量测基准点设置在不受隧道开挖作用影响的地层变形稳定位置处。


6.根据权利要求1所述的用于深层地层变形量测简易装置，其特征在于，所述连接线为柔性线，所述柔性线为PE纤维。


7.一种采用权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙振川，孙飞祥，李凤远，周建军，张兵，杨振兴，吕乾乾，陈瑞祥，冯欢欢，游永锋，寇晓林，张宏达，杨露伟，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，盾构及掘进技术国家重点实验室，
类型：发明
国别省市：广东;44