一种盾构地表沉降监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及地表沉降监测技术领域，尤其是一种盾构地表沉降监测装置及方法，包括转动盘，所述转动盘的轴心处固定连接有连接套筒，所述连接套筒的内侧开设有环形槽，所述连接套筒的一端放置有插杆，所述插杆的一端从所述连接套筒的一端开口处延伸至所述连接套筒的内部后固定连接有限位环，所述限位环位于所述环形槽中；本发明专利技术在盾构施工时，通过对地表沉降以及内部土层和地表沉降的数值差别同时进行监测，从不同角度来验证土体沉降的风险程度，提高监测数据的准确性，并保证施工的安全程度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构地表沉降监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及地表沉降监测
，尤其涉及一种盾构地表沉降监测装置及方法。

技术介绍

[0002]盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法；它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法；在盾构施工的过程中，需要对地表的沉降幅度进行监测，在地表沉降数值出现问题时，及时进行相应施工措施，防止施工问题的产生。
[0003]现有技术公开了部分有关地表沉降监测
的专利文件，申请号为CN202110903342.4的中国专利技术专利，公开了一种盾构地表沉降自动监测装置，涉及地表沉降监测
包括底座，所述底座上设置外壳，所述外壳内设有测量装置和预警装置，所述外壳首端开设激光开口，所述测量装置设置于所述外壳首端，所述预警装置设置于所述外壳尾端，所述测量装置和所述预警装置电连接，所述测量装置由角度电机驱动，所述测量装置包括激光器测距仪和陀螺仪角度传感器，所述激光器测距仪射出端贯穿所述激光开口，所述激光器测距仪末端与所述陀螺仪角度传感器固定连接。
[0004]中国分类号为U455.43、文章编号为1672
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741X(2017)04
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0401
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08的《盾构隧道施工引起的土层分层沉降规律实测》中提到：地表下不同深度沉降槽曲线能够用高斯分布(即Peck公式)来描述，即：
[0005][0006]式中:S为地层中某一深度处任一点的沉降值；Smax为该深度处沉降槽的最大值，位于沉降曲线的对称中心上；x为从沉降曲线中心到所计算点的距离；i为从沉降曲线对称中心到曲线拐点的距离，一般称为沉降槽宽度。
[0007]隧道开挖不可避免地会扰动周围一定范围内的岩土体，引起隧道周围一定范围内土体变形；原始Peck公式不能直接体现隧道埋深的影响，实际工程中浅层土体与深层土体沉降趋势一致而沉降量明显不同。
[0008]部分现有技术通过对测量点和测量位置之间的距离进行测量，并且根据测量位置产生沉降后的距离变化来计算出沉降高度，通过测量距离变化来计算高差会产生较大的测量误差，并且在土层实际的沉降过程中，现有技术难以测量内部土层和地表沉降的差别，来验证地表沉降是否处于正常值，从而造成监测数据的准确度较低，难以保证施工的安全性。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种盾构地表沉降监测装置及方法。
[0010]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种盾构地表沉降监测装置，包括转动盘，所述转动盘的轴心处固定连接有连接套筒，所述连接套筒的内侧开设有环形槽，所述连接套筒的一端放置有插杆，所述插杆的一端从所述连接套筒的一端开口处延伸至所述连接套筒的内部后固定连接有限位环，所述限位环位于所述环形槽中；
[0011]所述环形槽的侧壁上固定连接有滑动杆，所述限位环滑动插接在所述滑动杆上，所述插杆远离所述连接套筒的一端表面固定连接有螺旋引导片，所述连接套筒和所述插杆之间连接有活动监测机构；
[0012]所述转动盘的上方设置有安装板，所述安装板和所述转动盘之间连接有角度调节机构，所述安装板上开设有转动槽，所述转动槽的内部转动连接有转动板，所述安装板和所述转动板之间连接有驱动旋转机构；
[0013]所述转动板上开设有量尺插槽，所述转动板上连接有夹持定位机构；工作时，部分现有技术通过对测量点和测量位置之间的距离进行测量，并且根据测量位置产生沉降后的距离变化来计算出沉降高度，通过远距离测量距离变化来计算高差会产生较大的测量误差，并且在土层实际的沉降过程中，现有技术难以测量内部土层和地表沉降的差别，来验证地表沉降是否处于正常值，从而造成监测数据的准确度较低，难以保证施工的安全性，本技术方案能够解决以上问题，具体的工作方式如下，在盾构施工前施工人员将插杆的尖端插设在盾构施工的土体表面，并且对转动盘进行旋转，转动盘带动连接套筒转动，并且通过连接套筒内部的滑动杆对插杆的插设限位作用带动限位环进行转动，使限位环带动插杆转动，插杆尖端的螺旋引导片随着插杆的转动以及施工人员的垂直作用力向土体内部螺旋深入，直至插杆和连接套筒均位于土体的内部以后，转动盘位于地表处，通过角度调节机构的作用对安装板进行调节，使安装板处于水平位置，再将高差测量尺沿着转动板上的量尺插槽顶部插设到转动板内部，再利用夹持定位机构对量尺进行夹持定位，从而使高差测量尺垂直设立，施工人员在不受施工影响的位置架设高差测量仪，并且通过驱动旋转机构的作用使转动板进行旋转，从而调节高差测量尺的读数表和高差测量仪之间的角度，有利于更好的进行监测读数，在盾构施工过程中当地表产生沉降时，通过对高差测量尺的读数变化对地表沉降数值进行监测，通过将插杆插设在土体内部，从而提高转动盘位于地表的稳定性，保证高差测量尺稳定竖立，并且通过插杆尖端的螺旋引导片螺旋嵌设于土体的底层，当地表产生沉降时，深层土体和地表的沉降量不同，螺旋引导片嵌设在深层土体中并带动插杆随着深层土体一同沉降，而转动盘以及连接套筒随着地表产生沉降，从而使连接套筒和插杆之间产生相对移动，通过活动监测机构对连接套筒和插杆之间的相对移动数值进行监测，从而监测内部土层和地表沉降的数值差别，来验证地表沉降是否处于正常值，在盾构施工时，通过对地表沉降以及内部土层和地表沉降的数值差别同时进行监测，从不同角度来验证土体沉降的风险程度，提高监测数据的准确性，并保证施工的安全程度。
[0014]优选的，所述活动监测装置包括安装槽，所述安装槽开设在所述限位环远离所述转动盘的一端，所述安装槽的内部固定安装有测距仪，所述测距仪的投射点垂直投射在所述环形槽内部的一端上；工作时，当螺旋引导片嵌设在深层土体中并带动插杆随着深层土体一同沉降，而转动盘以及连接套筒随着地表产生沉降时，插杆带动限位环移动，限位环上安装的测距仪和连接套筒上开设的环形槽一端之间的位置产生相对变化，从而使测距仪的数值产生变化，施工人员根据移动接收端显示的变化数值，来确定内部土层和地表沉降的
数值差别。
[0015]优选的，所述角度调节机构包括多个第一连接杆和多个第二连接杆，所述第一连接杆呈圆周阵列固定连接在所述转动盘的底部，所述第一连接杆的一端之间共同固定连接有放置盘，所述放置盘上开设有球形槽，所述球形槽的内部滚动连接有调节球，所述调节球的表面固定连接有圆形杆，所述第二连接杆呈圆周阵列固定连接在所述安装板的底部，所述第二连接杆的一端均固定连接在所述圆形杆的侧面，所述圆形杆的顶部开设有圆形槽，所述圆形槽的内部固定安装有水平仪，所述放置盘上连接有调节定位装置；工作时，通过拨动调节球在球形槽的内部滚动，使调节球上的圆形杆位于正上方，并且观察水平仪的变化，等到水平仪内部的水银位于水平仪正中间时，通过调节定位装置的作用对调节球进行定位，完成角度调节，此时圆形杆和顶部的安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构地表沉降监测装置，包括转动盘（1），其特征在于，所述转动盘（1）的轴心处固定连接有连接套筒（2），所述连接套筒（2）的内侧开设有环形槽（201），所述连接套筒（2）的一端放置有插杆（3），所述插杆（3）的一端从所述连接套筒（2）的一端开口处延伸至所述连接套筒（2）的内部后固定连接有限位环（4），所述限位环（4）位于所述环形槽（201）中；所述环形槽（201）的侧壁上固定连接有滑动杆（5），所述限位环（4）滑动插接在所述滑动杆（5）上，所述插杆（3）远离所述连接套筒（2）的一端表面固定连接有螺旋引导片（6），所述连接套筒（2）和所述插杆（3）之间连接有活动监测机构；所述转动盘（1）的上方设置有安装板（7），所述安装板（7）和所述转动盘（1）之间连接有角度调节机构，所述安装板（7）上开设有转动槽（701），所述转动槽（701）的内部转动连接有转动板（8），所述安装板（7）和所述转动板（8）之间连接有驱动旋转机构；所述转动板（8）上开设有量尺插槽（801），所述转动板（8）上连接有夹持定位机构。2.根据权利要求1所述的一种盾构地表沉降监测装置，其特征在于，所述活动监测装置包括安装槽（9），所述安装槽（9）开设在所述限位环（4）远离所述转动盘（1）的一端，所述安装槽（9）的内部固定安装有测距仪（10），所述测距仪（10）的投射点垂直投射在所述环形槽（201）内部的一端上。3.根据权利要求1所述的一种盾构地表沉降监测装置，其特征在于，所述角度调节机构包括多个第一连接杆（11）和多个第二连接杆（12），所述第一连接杆（11）呈圆周阵列固定连接在所述转动盘（1）的底部，所述第一连接杆（11）的一端之间共同固定连接有放置盘（13），所述放置盘（13）上开设有球形槽（1301），所述球形槽（1301）的内部滚动连接有调节球（14），所述调节球（14）的表面固定连接有圆形杆（15），所述第二连接杆（12）呈圆周阵列固定连接在所述安装板（7）的底部，所述第二连接杆（12）的一端均固定连接在所述圆形杆（15）的侧面，所述圆形杆（15）的顶部开设有圆形槽（1501），所述圆形槽（1501）的内部固定安装有水平仪（16），所述放置盘（13）上连接有调节定位装置。4.根据权利要求3所述的一种盾构地表沉降监测装置，其特征在于，所述调节定位装置包括固定块（17）和条形槽（1302），所述固定块（17）固定连接在所述放置盘（13）的侧面，所述固定块（17）上螺纹连接有连接螺栓（18），所述条形槽（1302）开设在所述放置盘（13）的侧面，所述条形槽（1302）和所述球形槽（1301）相连通，所述条形槽（1302）的内部滑动连接有弧面抵压条（19），所述连接螺栓（18）的一端转动连...

【专利技术属性】
技术研发人员：简永洲，李福东，张箭，丰土根，朱诚，吴荣华，郭小霖，朱澄，张晨，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：