适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置、系统及方法，观测棱镜通过对中杆固定在套筒中，实现了强制对中，无需再采用脚架对中的方式，减少了对中误差，提高了观测精度；并且本发明专利技术利用全站仪对测量距离阈值内的监测点进行观测，待测监测点到测站点的距离超过测量距离阈值后，移动观测棱镜和全站仪，观测棱镜移至待测监测点，全站仪迁站至最后一个被观测的监测点，继续观测监测点，直至完成所有监测点的观测，相较于导线法等传统的运营期地铁隧道的水平位移监测的方法，进一步提高了隧道水平位移监测的观测精度。提高了隧道水平位移监测的观测精度。提高了隧道水平位移监测的观测精度。

【技术实现步骤摘要】
适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置、系统及方法


[0001]本专利技术涉及地铁监测
，特别是涉及一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置、系统及方法。

技术介绍

[0002]传统的运营期地铁隧道的水平位移监测多采用全站仪配合脚架、棱镜进行导线测量的方法，由于隧道内光线较差，对中、整平误差大、效率低，且监测点距离较短，测站多，导致导线测量的累积误差大，达不到监测的精度要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置、系统及方法，以提高隧道水平位移监测的观测精度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置，所述装置包括：套筒、对中杆和观测棱镜；
[0006]所述对中杆的一端插入所述套筒中，所述对中杆的另一端插入所述观测棱镜的固定端口，所述对中杆与所述套筒和所述观测棱镜之间均可拆卸。
[0007]优选的，与套筒连接的对中杆的一端具有外螺纹，所述套筒的内部具有内螺纹，所述对中杆与套筒螺纹连接。
[0008]优选的，所述装置还包括：螺帽；
[0009]所述螺帽具有外螺纹，所述螺帽与套筒螺纹连接；
[0010]所述螺帽上表面的中心位置设置十字刻划。
[0011]优选的，所述套筒为不锈钢材质，直径12mm，长度6cm。
[0012]一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测系统，所述系统包括：全站仪和前述的适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置。
[0013]一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测方法，所述方法应用前述的适用于运营期地铁隧道的水平位移监测系统，所述方法包括：
[0014]在地铁区间隧道道床上布设多个监测点，并在每个监测点处设置一个水平位移监测装置的套筒；
[0015]从地铁区间隧道的一端开始依次将多个监测点的序号设置为1至n；
[0016]初始化监测点的序号i为1；
[0017]在地铁区间隧道一端的车站结构上布设测站点；
[0018]将全站仪设置在所述测站点处，并将水平位移监测装置的观测棱镜通过对中杆固定在第i个监测点处的套筒中；
[0019]利用全站仪对准观测棱镜进行水平角和平距观测，获得第i个监测点的水平角和平距；
[0020]判断第i+1个监测点到测站点的距离是否小于测量距离阈值，获得判断结果；
[0021]若所述判断结果表示是，则将序号i的数值增加1，返回步骤“将全站仪设置在所述测站点处，并将水平位移监测装置的观测棱镜通过对中杆固定在第i个监测点处的套筒中”，直至遍历完所有监测点，获得本期观测中所有监测点的水平角和平距；
[0022]若所述判断结果表示否，则将第i个监测点更新为测站点，令序号i的数值增加1，返回步骤“将全站仪设置在所述测站点处，并将水平位移监测装置的观测棱镜通过对中杆固定在第i个监测点处的套筒中”，直至遍历完所有监测点，获得本期观测中所有监测点的水平角和平距；
[0023]根据本期观测中每个监测点的水平角和平距，以及上一期观测中每个监测点的水平角和平距，确定每个监测点的横向水平位移和纵向水平位移。
[0024]优选的，所述在地铁区间隧道道床上布设多个监测点，并在每个监测点处设置一个水平位移监测装置的套筒，具体包括：
[0025]利用钢尺量取轨道宽度，并在地铁区间轨道的中间位置布设多个监测点；
[0026]使用冲击钻在每个监测点进行开孔作业；
[0027]在开孔后的监测点中放入植筋胶或快干水泥，并将带有螺帽的套筒插入孔内，使螺帽贴至道床面。
[0028]优选的，所述将全站仪设置在所述测站点处，并将水平位移监测装置的观测棱镜通过对中杆固定在第i个监测点处的套筒中，之后还包括：
[0029]在地铁区间隧道一端的车站结构上布设后视点，并在地铁区间隧道另一端的车站结构上布设两个基准点；
[0030]自地铁区间隧道一端的车站结构上的测站点和后视点起，至地铁区间隧道另一端的车站结构上的两个基准点止，进行基准网的附合导线观测；
[0031]对附合导线观测的观测数据使用控制网平差软件进行严密平差，获得各监测点的坐标。
[0032]优选的，所述将第i个监测点更新为测站点，之后还包括：
[0033]将上一测站点更新为后视点。
[0034]优选的，所述根据本期观测中每个监测点的水平角和平距，以及上一期观测中每个监测点的水平角和平距，确定每个监测点的横向水平位移和纵向水平位移，具体包括：
[0035]根据本期观测中每个监测点的水平角和上一期观测中每个监测点的水平角，利用公式确定每个监测点的横向水平位移；其中，l
i
为第i个监测点的横向水平位移，为第j期观测的第i个监测点的水平角，为第j
‑
1期观测的第i个监测点的水平角，ρ为常数，L
i
为第i个监测点至测站点之间的距离；
[0036]根据本期观测中每个监测点的平距和上一期观测中每个监测点的平距，利用公式确定每个监测点的纵向水平位移；其中，ΔL
i
为第i个监测点的纵向水平位移，为第j期观测的第i个监测点的平距，为第j
‑
1期观测的第i个监测点的水平角。
[0037]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0038]本专利技术公开的一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置，观测棱镜通过对中杆固定在套筒中，实现了强制对中，无需再采用脚架对中的方式，减少了对中误差，提高
了观测精度。
[0039]本专利技术公开的一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测方法，利用全站仪对测量距离阈值内的监测点进行观测，待测监测点到测站点的距离超过测量距离阈值后，移动观测棱镜和全站仪，观测棱镜移至待测监测点，全站仪迁站至最后一个被观测的监测点，继续观测监测点，直至完成所有监测点的观测，相较于导线法等传统的运营期地铁隧道的水平位移监测的方法，进一步提高了隧道水平位移监测的观测精度。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1为本专利技术实施例一提供的一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置的结构图；
[0042]图2为本专利技术实施例一提供的螺帽的中十字刻划示意图；
[0043]图3为本专利技术实施例三提供的一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测方法的流程图；
[0044]图4为本专利技术实施例三提供的一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测方法的原理图；
[0045]图5为本专利技术实施例四提供的监测布设图；
[0046]符号说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置，其特征在于，所述装置包括：套筒、对中杆和观测棱镜；所述对中杆的一端插入所述套筒中，所述对中杆的另一端插入所述观测棱镜的固定端口，所述对中杆与所述套筒和所述观测棱镜之间均可拆卸。2.根据权利要求1所述的适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置，其特征在于，与套筒连接的对中杆的一端具有外螺纹，所述套筒的内部具有内螺纹，所述对中杆与套筒螺纹连接。3.根据权利要求2所述的适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置，其特征在于，所述装置还包括：螺帽；所述螺帽具有外螺纹，所述螺帽与套筒螺纹连接；所述螺帽上表面的中心位置设置十字刻划。4.根据权利要求1所述的适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置，其特征在于，所述套筒为不锈钢材质，直径12mm，长度6cm。5.一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测系统，其特征在于，所述系统包括：全站仪和权利要求1
‑
4任一项所述的适用于运营期地铁隧道的水平位移监测装置。6.一种适用于运营期地铁隧道的水平位移监测方法，其特征在于，所述方法应用权利要求5所述的适用于运营期地铁隧道的水平位移监测系统，所述方法包括：在地铁区间隧道道床上布设多个监测点，并在每个监测点处设置一个水平位移监测装置的套筒；从地铁区间隧道的一端开始依次将多个监测点的序号设置为1至n；初始化监测点的序号i为1；在地铁区间隧道一端的车站结构上布设测站点；将全站仪设置在所述测站点处，并将水平位移监测装置的观测棱镜通过对中杆固定在第i个监测点处的套筒中；利用全站仪对准观测棱镜进行水平角和平距观测，获得第i个监测点的水平角和平距；判断第i+1个监测点到测站点的距离是否小于测量距离阈值，获得判断结果；若所述判断结果表示是，则将序号i的数值增加1，返回步骤“将全站仪设置在所述测站点处，并将水平位移监测装置的观测棱镜通过对中杆固定在第i个监测点处的套筒中”，直至遍历完所有监测点，获得本期观测中所有监测点的水平角和平距；若所述判断结果表示否，则将第i个监测点更新为测站点，令序号i的数值增加1，返回步骤“将全站仪设置在所述测站点处，并将水平位移监测装置的观测棱镜通过对中杆固定在第i个监测点处的套筒中”，直至遍历完所有监测点，获得本期观测中所有监测点的水平角和平距；根据本期观测中每个监测点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏飞，刘洪涛，孙广，曹崇，李延彬，张树森，荣亮，梁壮，赵博，任宗蔚，赫英超，刘晗，田力，阮晓雨，王龙，温柏林，靳伟轩，史晴波，段曙光，刘金号，
申请(专利权)人：中冀建勘集团有限公司，
类型：发明
国别省市：