專利名稱：地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于地下工程沉降變形觀測領域，特別是一種地鐵區(qū)間隧道沉降觀測
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
地鐵工程是改善大中型城市交通的重要基礎設施。我國地鐵建設晚于世界100年，已經(jīng)投入運營的有北京、天津、上海、廣州、南京、深圳等城市。據(jù)統(tǒng)計，近幾年來有將近30個城市已經(jīng)獲批建設地鐵工程。在城市交通日益緊張的背景下，市民對地鐵抱有極大的期待?？释罔F的建成能夠給出行帶來便利，同時也希望已經(jīng)運營的地鐵線路保持安全、舒適的良好狀態(tài)。但是，地鐵工程多建于地下巖土體介質(zhì)中，工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件復雜，具有很多不確定性，隨著運營年限的增多或其它特定因素，會出現(xiàn)沉降變形過大及其次生病害。地鐵車站多采用樁基礎，沉降變形通常很??；而地鐵隧道區(qū)間采用天然地基，沉降變形相對較大，且歷時多年甚至幾十年，特別軟土地區(qū)。地鐵隧道過量沉降變形是地鐵區(qū)間隧道工程的常見病癥，特別是沿海沿江軟土地區(qū)或軟硬地層交錯地帶。它會引發(fā)結(jié)構(gòu)開裂、管片嚴重錯臺、密封失效、地下水滲漏、螺栓銹蝕、道床脫空、鐵軌下凹(沉降槽)、軌頂上調(diào)超限等次生病害。如不及時發(fā)現(xiàn)或預警，很可能誘發(fā)運行搖晃撞擊、洞內(nèi)卡車、受電不良停車等安全事故。如建成于1995年的上海地鐵I號線在2012年春節(jié)期間就因區(qū)間隧道沉降變形達10 15cm甚至20cm等病害不得不封閉大修；廣州、南京、深圳也陸續(xù)出現(xiàn)區(qū)間隧道沉降過大等病害，不得不進行維修。
因此，隨著人們對地鐵工程認識的深入，地鐵區(qū)間隧道的沉降觀測越來越受到管理者的重視。目前對地鐵區(qū)間隧道的沉降觀測還是用通常的工程測量手段，即沿隧道縱向每間隔幾十米設置一個觀測點，利用水準儀或全站儀進行逐點觀測，經(jīng)計算分析得到各點的沉降量(單次沉降量及累計沉降量)，判斷其是否超限，是否影響地鐵運營及其影響程度。但是地鐵隧道不同于地面工程，采用通常的工程測量手段往往很難滿足目前地鐵隧道沉降的觀測工作。相對于地面沉降觀測，地鐵隧道沉降觀測通常面臨以下問題:(1)隧道內(nèi)通視條件差。即使在開燈條件下也是光線昏暗，不利于水準儀或全站儀觀測。(2)洞內(nèi)觀測的“時間窗口”短暫。地鐵屬于“封閉空間”，非停運時段不得進入，一般只能在凌晨I點至4點才準許進入。(3)洞內(nèi)觀測只能從一端到另一端延續(xù)進行。洞內(nèi)都屬于沉降變形區(qū)，不像地面可以沿線設置幾個基準點，可以多段進行。(4)洞內(nèi)沉降觀測分點進行。沉降觀測點間距通常20-40米，特定條件下可加密至10米。同時觀測點未必能設置在沉降最大點處。(5)每次觀測時間持續(xù)較長。地鐵隧道區(qū)間多為Ikm左右，一次觀測需要2-3天。
(6)即使目前的自動化監(jiān)測(“測量機器人”或靜力水準觀測)，也是對固定的觀測點(間距十幾米至幾十米)進行觀測，投資巨大，同時也是不能實行沿線連續(xù)性沉降觀測。鑒于上述特點，目前地鐵隧道沉降觀測多限于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)明顯沉降病害的區(qū)間段落，沉降觀測數(shù)據(jù)在縱向上不具備測點連續(xù)性(觀測點間距很小)特征，不利于沉降變形的全面了解和整體把握，容易導致險情遺漏。綜上所述，研發(fā)探索一種技術(shù)可行、測點連續(xù)、經(jīng)濟合理、操作簡便的地鐵隧道觀測新技術(shù)，具有重要的現(xiàn)實意義和長遠意義。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種測點連續(xù)，可在地鐵運營時間測量，且測量時間較短，成本較低的地鐵區(qū)間隧道沉降觀測方法及其裝置。實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)解決方案為:一種地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置，包括測斜管，水平測斜儀，其中，測斜管中設置有固定方向的導向槽，水平測斜儀安裝有導向輪，水平測斜儀的導向輪卡入測斜管的導向槽中。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點:(I)常規(guī)沉降觀測需要每隔20-30米設置一個(對)觀測點，需要人員攜帶設備進洞內(nèi)觀測，而本實用新型不需要人員到洞內(nèi)移動觀測，且每隔0.5米測一數(shù)據(jù)，形成連續(xù)性的沉降數(shù)據(jù)。(2)本實用新型所獲取的連續(xù)性觀測數(shù)據(jù)有利于沉降凹槽的發(fā)現(xiàn)，有利于整個區(qū)間的沉降分析，也有利于及時發(fā)現(xiàn)隱患(道床突沉或隆起)及時預警。(3)本實用新型每次觀測需要的時間較短，便于在地鐵這個觀測“時間窗口 ”短暫的特定環(huán)境內(nèi)檢測，而且本實用新型不需要刻意限定于地鐵凌晨停運的時間窗口觀測，可選擇非上班高峰時段觀測，增強了觀測的靈活性。(4)本實用新型可較大地降低工作強度(達2/3)及凌晨易于疲困易于出差錯的局面，提高了項目投資效益。(5)本實用新型的裝置簡單，使用方便，且設備成本低廉。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。

圖1是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的測斜管的截面示意圖。
具體實施方式
本實用新型一種地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置，包括測斜管6，水平測斜儀1，其中，測斜管6中設置有固定方向的導向槽，水平測斜儀I安裝有導向輪4，水平測斜儀I的導向輪4卡入測斜管6的導向槽中。所述的測斜管6為有彈性的管道。所述的水平測斜儀I的兩端設置有連接頭，連接頭上連接有帶有刻度的拉繩。所述的連接頭連接有電纜線3，電纜線3的另一頭連接有測斜讀數(shù)儀5。所述的測斜管6上下兩側(cè)對稱設有導向槽，水平測斜儀I的上下兩側(cè)對稱設置導向輪4。所述的導向輪4設置兩組。本實用新型使用中的注意事項:(I)在地鐵區(qū)間隧道道床上敷設沉降觀測用特定導管。①導管采用測斜管作為探頭導向管(外徑60_70mm)，測管內(nèi)徑開有導槽(通常2組，呈十字交叉)。②將測斜管沿軌向根據(jù)需要敷設在道床中線或單側(cè)(靠近隧道壁墻150mm左右，臨近車站站臺一側(cè))，緊貼道床表面，每隔I米采用卡箍固定于道床上。測斜管一般2米一節(jié)，由專用卡槽接頭連接。③測斜管敷設時要保證一組導槽處于垂直方向。為便于特殊情況下摸清探頭在管內(nèi)的通行情況，每隔3米在測斜管的斜上方開鑿直徑15_的觀察孔。④測斜管內(nèi)要在敷設時放一根高強度尼龍牽引繩(索)，兩端長度有余。⑤測斜管兩端在非觀測期間要采取口蓋或其它堵塞措施，以免動物或雜物進入。(2)正式測量前采用廢舊探頭進行導管通達性檢查。采用廢舊測斜探頭，做好首尾兩端牽引繩連接，來回牽引通行一次，觀察通暢性。若有異常及時查找原因采取措施。(3)檢查安裝水平測斜儀，保證其處于穩(wěn)定有效狀態(tài)。選好水平測斜儀，仔細檢查工作狀態(tài)，做好線纜、牽引繩的連接。線纜或牽引繩的長度標識要牢固清晰。要保證測斜探頭和尾部均有帶有長度標識的牽引繩連接。(4)拉行水平測斜儀進行隧道沉降觀測。將連接好的水平測斜儀從一端(假定為A端)沿導管豎向溝槽緩慢牽引到另一端(假定為B端)。每隔0.50米處停拉探頭5-8秒鐘，記錄(或自動記錄)其顯示儀上的穩(wěn)定數(shù)據(jù)。注意必須保證數(shù)據(jù)測量的連續(xù)性，不得有間斷節(jié)點出現(xiàn)，直至本次測量完畢。(5)按上次相反方向拉行水平測斜儀重復觀測一次。在隧道另一端重新安裝水平測斜儀，在同一導管內(nèi)按相反方向(從B端到A端)測量一次。要求同前，做好數(shù)據(jù)記錄。(6)檢查測量結(jié)果的可靠性、準確性。將往返水平測斜數(shù)據(jù)對比作為檢驗觀測數(shù)據(jù)可靠性準確性的方法(同一測點觀測讀數(shù)絕對值比較)是合理適用的。(7)將往返觀測數(shù)據(jù)的計算結(jié)果作為提交成果。倘若誤差在控制范圍內(nèi)，將同一測點往返測量結(jié)果平均值作為本次觀測結(jié)果。此方法作為消除誤差的方法是可靠的。(8)將每次沉降觀測結(jié)果與兩端車站測量基點聯(lián)測。將測斜導管兩端斷面中心的高程與兩端車站測量基點(通常很穩(wěn)定，必要時與外部基準點聯(lián)測)聯(lián)測，把水平測斜儀的測量結(jié)果(相對沉降量)轉(zhuǎn)化為具有絕對高程意義的沉降觀測數(shù)據(jù)。(9)測斜導管的埋設時機選擇和方式選擇。①埋設時機:最好在交工后通車前埋設導管，便于及時量測，建立初始狀態(tài)數(shù)據(jù)；也可在后期需要時選擇時機安設。②埋設方式:最好在澆筑區(qū)間隧道混凝土道床時，將導管同時嵌入道床頂面，如此可很好地固定導管，也便于保護；也可在運營期采用卡箍固定方式。實施例1:一種用于地鐵區(qū)間隧道沉降觀測方法及其裝置，其中該裝置包括測斜管6,水平測斜儀I,其中,測斜管6為有彈性的管道,且測斜管6內(nèi)壁的上下位置開有導向槽，將測斜管6沿鐵軌方向鋪設在地鐵區(qū)間隧道道床的中部，水平測斜儀I安裝有兩組上下對稱的導向輪4，導向輪4卡入測斜管6的導向槽中，所述的水平測斜儀I具有驅(qū)動裝置，能夠沿導向槽在測斜管6中運動，并且水平測斜儀I安裝有自動記錄芯片，能夠預設每間隔固定的距離對所測量的傾斜數(shù)據(jù)進行記錄；所述的水平測斜儀I在測斜管6中每間隔0.50m測記一點沉降數(shù)據(jù)，且連續(xù)測量，直至隧道另一端。實施例2:—種用于地鐵區(qū)間隧道沉降觀測方法及其裝置，其中該裝置包括測斜管6，水平測斜儀1，其中，測斜管6為有彈性的管道，且測斜管6內(nèi)壁的左右位置開有導向槽，將測斜管6沿鐵軌方向鋪設在地鐵區(qū)間隧道道床的中部，水平測斜儀I安裝有兩組左右對稱的導向輪4，導向輪4卡入測斜管6的導向槽中，所述的水平測斜儀I的兩端設置有連接頭，連接頭上連接有拉繩，并且水平測斜儀I安裝有自動記錄芯片，能夠預設每間隔固定的距離對所測量的傾斜數(shù)據(jù)進行記錄；所述的水平測斜儀I在測斜管6中每間隔Im測記一點沉降數(shù)據(jù)，且連續(xù)測量，直至隧道另一端。實施例3:如圖1和圖2所示，一種用于地鐵區(qū)間隧道沉降觀測方法及其裝置，其中該裝置包括測斜管6，水平測斜儀1，其中，測斜管6為有彈性的管道，且測斜管6內(nèi)壁的上下位置開有導向槽，將測斜管6沿鐵軌方向鋪設在地鐵區(qū)間隧道道床的中部，水平測斜儀I安裝有兩組上下對稱的導向輪4，導向輪4卡入測斜管6的導向槽中，所述的水平測斜儀I的兩端設置有連接頭，連接頭上連接有帶有刻度的拉繩，且連接頭還連接有電纜線3，電纜線3的另一頭連接有測斜讀數(shù)儀5，使用時，拉動帶有刻度的拉繩，使得水平測斜儀I在測斜管6中滑動，通過拉伸上的刻度可以確定每次拉動的距離，并且每經(jīng)過固定的距離就記錄一次測斜讀數(shù)儀5上顯示的數(shù)據(jù)；所述的水平測斜儀I在測斜管6中每間隔0.50m測記一點沉降數(shù)據(jù)，且連續(xù)測量，直至隧道另一端。
權(quán)利要求1.種地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置，其特征在于，包括測斜管(6)，水平測斜儀(I )，其中，測斜管(6)中設置有固定方向的導向槽，水平測斜儀安裝有導向輪(4)，水平測斜儀(I)的導向輪(4)卡入測斜管(6)的導向槽中。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置，其特征在于，所述的測斜管(6)為有彈性的管道。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的一種地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置，其特征在于，所述的水平測斜儀(I)的兩端設置有連接頭，連接頭上連接有拉繩。
4.據(jù)權(quán)利要求3所述的一種地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置，其特征在于，所述的連接頭連接有電纜線(3)，電纜線(3)的另一頭連接有測斜讀數(shù)儀(5)，所述的拉繩帶有刻度。
5.據(jù)權(quán)利要求f3所述的一種地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置，其特征在于，所述的測斜管(6)上下兩側(cè)對稱設有導向槽，水平測斜儀(I)的上下兩側(cè)對稱設置導向輪(4)。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的一種地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置，其特征在于，所述的導向輪(4)設置兩組。
專利摘要本實用新型公開了一種地鐵區(qū)間隧道沉降觀測裝置，包括測斜管，水平測斜儀，其中，測斜管中設置有固定方向的導向槽，水平測斜儀安裝有導向輪，水平測斜儀的導向輪卡入測斜管的導向槽中；本實用新型的測點連續(xù)，可在地鐵運營時間測量，且測量時間較短，成本較低。
文檔編號G01C5/00GK202928559SQ20122059946
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者劉傳新, 康濤, 范鵬舉, 趙幫亞 申請人:江蘇省交通科學研究院股份有限公司