A shallow tunnel ahead of the core soil extrusion displacement monitoring system, including ground monitoring system, extrusion displacement measuring device, the ground monitoring system comprises a station type electronic rangefinder and reference point system, reference point of the system is arranged on the tunnel axis, and a reference point system using stage must be located in front of the tunnel face not by construction disturbance or rear area face strata deformation has been stable region; the invention has low cost, simple operation and all operations outside the tunnel, which can effectively predict tunnel stability of the tunnel and a full range of pre deformation.
【技术实现步骤摘要】
浅埋隧道超前核心土挤出位移监测系统及方法
本专利技术属于隧道变形监测装置或设备
,具体涉及到一种浅埋隧道超前核心土挤出位移监测系统及方法。
技术介绍
隧道开挖过程中,实质上在掌子面通过之前,超前核心土就已经开始产生变形,主要表现为超前核心土向掌子面方向的挤出变形和内轮廓向内部的预收敛变形,相关研究表明,掌子面前方超前核心土的变形不仅可以评估洞室稳定性,还可以对掌子面前方围岩变形反应做出提前预判。新意法强调超前核心土稳定性在隧道开挖中的重要性,并提倡通过在掌子面前方插入滑动测微计来对挤出位移进行监测,简单来说就是通过滑动测微计各测点相对于前方固定端距离的变化来确定该测点的挤出位移,但这种方式的缺点在于:(1)滑动测微计测管安装时,安装位置掌子面附近的超前核心土由于先前的开挖卸荷作用已经产生了部分挤出位移,因此该部分超前核心土量测得到的挤出位移只是真实位移的一部分;(2)测量过程中测管最里端是被假设不动的,但由于钻孔长度的限制,滑动测微计的安装长度一般只能在30m以内,而隧道开挖在掌子面前方的影响范围大致为1.5倍的洞径,故掌子面推进到一定距离后测管被假设不产生位移的“固定端”实质上已经开始产生水平位移,此时其它测环计算得到的挤出位移实际上也只是真实位移的一部分;由此可以看出,这种方式下滑动测微计的有效测量长度有限,若想避免只能通过不断搭界测管来解决这一问题。滑动测微计属高精度仪器,测管价格不菲,而无论何种施工方法都很难避免对测管的破坏,且该方式仪器安装和读数均需要在掌子面处进行,洞内复杂的施工环境也很难避免对测量工作的干扰,综上,利用滑动测微计监测超前 ...
【技术保护点】
一种浅埋隧道超前核心土挤出位移监测系统,其特征在于:包括地面监测系统、挤出位移测量装置,所述的地面监测系统包括全站型电子测距仪和基准点系统,所述的基准点系统设置于隧道轴线方向,且处于使用阶段的基准点系统必须位于掌子面前方未受施工扰动区域或掌子面后方地层变形已稳定区域;基准点系统包括混凝土块和连接钢筋,混凝土块镶嵌于地层中,连接钢筋镶嵌于混凝土块中并伸入地层,连接钢筋地面端设置有反光片,所述电子测距仪可精确测定两点之间的水平距离及竖直方向高差,电子测距仪上连接的数据接收模块可接收挤出位移测量装置测读仪中数据发射模块发送的数据并实时与电子测距仪所得数据进行处理;所述的挤出位移测量装置包括:在挤出位移测点正上方地表处垂直向下的钻孔,钻孔内设置有PVC测斜管,测斜管中设置有通过数据传输电缆与地表测读仪相连接的活动探头,所述的活动探头内设置有加速度计传感器,数据传输电缆带动活动探头沿测斜管做升降运动,所述的数据传输电缆上设置有用于判断活动探头沿测斜管移动距离的等间隔标记,测读仪可读取数据传输电缆所传输的数据,测读仪上设置有用于将数据传输电缆接收信号传输给电子测距仪数据接收模块的无线传输装置,测斜 ...
【技术特征摘要】
1.一种浅埋隧道超前核心土挤出位移监测系统,其特征在于:包括地面监测系统、挤出位移测量装置,所述的地面监测系统包括全站型电子测距仪和基准点系统,所述的基准点系统设置于隧道轴线方向,且处于使用阶段的基准点系统必须位于掌子面前方未受施工扰动区域或掌子面后方地层变形已稳定区域;基准点系统包括混凝土块和连接钢筋,混凝土块镶嵌于地层中,连接钢筋镶嵌于混凝土块中并伸入地层,连接钢筋地面端设置有反光片,所述电子测距仪可精确测定两点之间的水平距离及竖直方向高差,电子测距仪上连接的数据接收模块可接收挤出位移测量装置测读仪中数据发射模块发送的数据并实时与电子测距仪所得数据进行处理;所述的挤出位移测量装置包括:在挤出位移测点正上方地表处垂直向下的钻孔,钻孔内设置有PVC测斜管,测斜管中设置有通过数据传输电缆与地表测读仪相连接的活动探头,所述的活动探头内设置有加速度计传感器,数据传输电缆带动活动探头沿测斜管做升降运动,所述的数据传输电缆上设置有用于判断活动探头沿测斜管移动距离的等间隔标记,测读仪可读取数据传输电缆所传输的数据,测读仪上设置有用于将数据传输电缆接收信号传输给电子测距仪数据接收模块的无线传输装置,测斜管的底部设置有密封尾管,密封尾管底部设置有缓冲橡胶垫,所述的测斜管的顶端设置有顶部定位组件。2.根据权利要求1所述的浅埋隧道超前核心土挤出位移监测系统,其特征在于:所述的顶部定位组件包括设置在测斜管顶端的连接套管,所述连接套管为PVC管,连接套管顶端连接有连接钢筋,连接钢筋上端设置有反光片。3.根据权利要求1所述的浅埋隧道超前核心土挤出位移监测系统,其特征在于:所述的活动探头上安装有四个导向轮,其中两个导向轮安装在活动探头的上部;另外两个安装在活动探头的下部,测斜管的内壁上开设有与导向轮相适配的导向槽。4.根据权利要求1所述的浅埋隧道超前核心土挤出位移监测系统,其特征在于:所述的活动探头的顶端设置有用于和数据传输电缆相连的电缆接头,电缆接头与加速度计传感器相连,将加速度传感器测得的电压信号经数据传输电缆传输给测读仪,测读仪上设置有无线传输装置,可将测读仪读取到的数据传输至电子测距仪数据接收模块。5.利用上述权利要求1~4所述的浅埋隧道超前核心土挤出位移监测系统进行挤出位移监测的方法包括以下步骤:S1、基准点设置:在满足测量条件的位置钻孔设置基准点,若当前使用基准点不满足测量条件时及时更换新的符合要求的基准点;S2、测点钻孔:按照监测计划,在地表沿隧道轴线正上方等距离钻孔,钻孔方向保持竖直且钻孔底部应位于掌子面到达测点处时掌子面的中心位置;S3、测点装置安装:将测斜管插入钻孔中,直至密封尾管到达钻孔底部,测斜管中两...
【专利技术属性】
技术研发人员:唐勇三,林剑飞,蔡勇,张子永,夏承明,
申请(专利权)人:福建省高速公路有限责任公司,
类型:发明
国别省市:福建,35
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