一种穿河顶管施工时河床沉降的监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种穿河顶管施工时河床沉降的监测装置，包括套管

【技术实现步骤摘要】
一种穿河顶管施工时河床沉降的监测装置及监测方法


[0001]本专利技术属于土木工程检测
，尤其是涉及一种穿河顶管施工时河床沉降的监测装置及监测方法
。

技术介绍

[0002]顶管是一种管道非开挖施工技术，能够在铁路
、
公路
、
河流
、
建（构）筑物与地下管线密布等各种复杂条件下进行穿越或跨越，顶管施工时会不可避免地对周围土体产生扰动，引起地面变形，为了及时掌握顶管顶进过程中地面的变形情况，需要采用适当的监测方案，通常是在顶管线路上方地面设置地表沉降监测点，通过使用水准仪
、
全站仪等进行沉降监测，获得地面的沉降量
。
但当顶管线路下穿河道时，难以在河床上布设沉降监测点，传统的水准测量方式便无法有效进行
。
[0003]目前针对顶管
/
隧道下穿施工时河床沉降量的监测方法，通常是在河床上安装水压传感器或孔压计，通过计算水头差来表示施工前后的沉降差，这种方法得到的结果包含了仪器的精度误差，并且河道的水面是时刻浮动的，不同测量时刻的水面高度并不一致，测量时往往忽略了这一点，导致得到的结果并非真实数值
。
而基于
GPS
装置的监测方法，不仅误差较大，而且成本较高，
GPS
测量高程的误差可达到厘米级，对于地面或者河床的沉降量监测显然不适用
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种穿河顶管施工时河床沉降的监测装置及监测方法，以解决河床沉降量监测结果精度低和数值不真实的问题
。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种穿河顶管施工时河床沉降的监测装置，包括：套管，用于插设在河床上；支撑杆，铰接在套管的外侧壁，且其下端支撑在河床上以保持套管的直立状态；钢球，放置在套管内，并在重力作用下自然落在河床上，钢球的直径与套管的内径相同，套管内壁与钢球表面均光滑，使得钢球能在套管内上下移动；连接杆，伸入套管内且其下端与钢球固定连接，连接杆的长度大于套管的长度，以使得连接杆的上端伸出套管；激光发射器，水平固定在连接杆的顶端，用于向岸边发射激光；测尺，竖直设置在岸边，激光束水平射向测尺上，记录沉降前后激光束的位置
。
[0006]进一步，套管的外侧壁上固定设有耳板，支撑杆通过圆柱销铰接在耳板上
。
[0007]进一步，支撑杆为4个，且均匀安装在套管的外侧壁上
。
[0008]进一步，套管的中轴线和连接杆中轴线相互平行
。
[0009]进一步，连接杆的中轴线和钢球的中轴线重合
。
[0010]进一步，激光发射器和连接杆的中轴线互相垂直
。
[0011]进一步，支撑杆的下端面为斜切面
。
[0012]本专利技术还提供了一种穿河顶管施工时河床沉降的监测方法，利用上述所述的监测装置进行，该方法包括如下步骤：1）穿河顶管施工前，将套管放置或插在河床上并调整套管至竖直状态，钢球在重力作用下自然落在河床上；铰接的支撑杆自然落到河床上，并根据河床地质的软硬，支撑杆的下端与河床硬接触或者插入河床软土，从而可支撑套管；2）打开激光发射器，激光束水平射向岸边竖直放置的测尺上，记录此时激光束的位置；3）穿河顶管开始施工，顶管顶进过程中钢球随着河床的沉降向下移动，连接杆和激光发射器的位置随之下移，激光束在测尺上的位置发生变化，并记录下沉降后激光束的位置，与步骤2）中施工前激光束的位置对比，即可监测河床的沉降量
。
[0013]相对于现有技术，本专利技术所述的穿河顶管施工时河床沉降的监测装置及监测方法具有以下优势：（1）本专利技术所述的穿河顶管施工时河床沉降的监测装置在套管内放置连接激光发射器的钢球，由激光束位置的变化表征钢球随着河床的沉降变化，避免了采用水压传感器或
GPS
等仪器的精度误差和数值不真实的问题
。
且钢球与河床相切，测定的数值是钢球与河床接触点的沉降值，测量位置较为精确
。
[0014]（2）本专利技术所述的穿河顶管施工时河床沉降的监测装置结构简单，制作安装方便，费用较低，且施工完毕后可回收再利用
。
[0015]（3）本专利技术所述的穿河顶管施工时河床沉降的监测装置的支撑杆采用与套管铰接的连接方式，根据河床标高转动调节，可适应高低不平的河床地貌
。
[0016]（4）本专利技术所述的穿河顶管施工时河床沉降的监测装置监测过程不需要信号接收器
、
数据处理器等其他设备的辅助，工作人员能够直观地观察激光束的位置变化情况
。
附图说明
[0017]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定
。
在附图中：图1为本专利技术实施例所述的穿河顶管施工时河床沉降的监测装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例所述的穿河顶管施工时河床沉降的监测装置的俯视图；图3为本专利技术实施例所述的穿河顶管施工时河床沉降的监测装置的工作状态图
。
[0018]附图标记说明：
1、
套管；
2、
钢球；
3、
连接杆；
4、
激光发射器；
5、
耳板；
6、
圆柱销；
7、
支撑杆；
8、
测尺
。
具体实施方式
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
[0020]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位
、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制
。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量
。
由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征
。
在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上
。
[0021]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通
。
对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种穿河顶管施工时河床沉降的监测装置，其特征在于：包括：套管，用于插设在河床上；支撑杆，铰接在套管的外侧壁，且其下端支撑在河床上以保持套管的直立状态；钢球，放置在套管内，并在重力作用下自然落在河床上，钢球的直径与套管的内径相同，套管内壁与钢球表面均光滑，使得钢球能在套管内上下移动；连接杆，伸入套管内且其下端与钢球固定连接，连接杆的长度大于套管的长度，以使得连接杆的上端伸出套管；激光发射器，水平固定在连接杆的顶端，用于向岸边发射激光；测尺，竖直设置在岸边，激光束水平射向测尺上，记录沉降前后激光束的位置
。2.
根据权利要求1所述的穿河顶管施工时河床沉降的监测装置，其特征在于：套管的外侧壁上固定设有耳板，支撑杆通过圆柱销铰接在耳板上
。3.
根据权利要求1所述的穿河顶管施工时河床沉降的监测装置，其特征在于：支撑杆为4个，且均匀安装在套管的外侧壁上
。4.
根据权利要求1所述的穿河顶管施工时河床沉降的监测装置，其特征在于：套管的中轴线和连接杆中轴线相互平行
。5.
根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵一飞，李卓成，侯晋芳，刘爱民，王斌磊，
申请(专利权)人：中交第一航务工程局有限公司天津港湾工程质量检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：