孔口擴(kuò)挖一個(gè)300mmX 300mmX 300mm的坑室，安裝鐵質(zhì)支架8，拉線式位移傳感器7安裝于鐵制支架8橫梁上，將牽拉鋼絲6與拉線式位移傳感器7連接；
[0029](6)鐵質(zhì)蓋板9覆蓋于坑室上，澆筑混凝土形成保護(hù)裝置，在蓋板上設(shè)置鋼筋頭作為蓋板內(nèi)嵌測(cè)點(diǎn)10 (或測(cè)點(diǎn)B)；
[0030](7)在蓋板內(nèi)嵌測(cè)點(diǎn)10 (或測(cè)點(diǎn)B)附近，設(shè)置數(shù)據(jù)采集箱12和太陽能供電系統(tǒng)，將拉線式位移傳感器7的通信電纜11埋于地下淺溝槽，并于數(shù)據(jù)采集箱12連接，形成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；
[0031](8)當(dāng)隧道開挖時(shí)，將引發(fā)地面A、B點(diǎn)及雨污管道I管壁上表面(頂板)C、D點(diǎn)產(chǎn)生沉降，在t時(shí)刻A、B、C、D點(diǎn)的新位置為A’、B’、C’、D’，如圖2所示。
[0032]設(shè)在初始時(shí)刻(O時(shí)刻)，A、B點(diǎn)的高程為hA (O)、hB (O)可由水準(zhǔn)儀在地面定期測(cè)量，AC、BD 間距為 Lac(O)、Lbd(O)，貝丨J C、D 點(diǎn)高程分別為 hA(O)-Lac (O)、hB (O)-Lbd (O)。
[0033]經(jīng)過t時(shí)亥lj，A、B、C、D點(diǎn)沉降至A’、B’、C’、D’點(diǎn)，其中，A’、B’點(diǎn)的高程為hA，(t)、hB，(t)，A’ C，、B’ D’ 間距為 LA’C’(t)、Lb，d，(t)，則 C’、D’ 點(diǎn)高程分別為 hA，(t) -LA’C’(t)、hg' (t)—Lg' β' (t)。
[0034]因此，經(jīng)過t時(shí)刻，雨污管道上C點(diǎn)移動(dòng)到C’點(diǎn)的總沉降量為:
[0035]Δ Sc= [hA(0)-LAC(0)]-[hA, (t)_LA, c, (t)]
[0036]= [hA(0)-hA, (t)] + [LA, c, (t)-Lac(O)]
[0037]其中，A點(diǎn)位移傳感器的讀數(shù)設(shè)為RDa，由實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取，其數(shù)值就是
[0038]RDa=La, c, (t) -Lac (O)
[0039]貝Ij
[0040]Δ Sc= [hA(0)_hA, (t) ] +RDa
[0041]同理，經(jīng)過t時(shí)刻，雨污管道上D點(diǎn)移動(dòng)到D’點(diǎn)的總沉降量為:
[0042]Δ Sd= [hB(0)-LBD(0)]-[hB, (t)_LB, L, (t)]
[0043]= [hB(0)-hB, (t)] + [LB, D, (t)-Lbd(O)]
[0044]其中，B點(diǎn)位移傳感器的讀數(shù)設(shè)為RDb，由實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取，其數(shù)值就是
[0045]RDb=Lb, D, (t)-Lbd (O)
[0046]貝Ij
[0047]ASd= [hB(0)-hB, (t)]+RDB
[0048]由上述C、D總沉降量可知:
[0049]⑶兩點(diǎn)沉降差:
[0050]ASsd= ASc-ASd= {[hA(0)_hA, (t) ] _[hB (O) _hB, (t) ]} + {RDA_RDB}
[0051]⑶段的傾斜:
[0052]I = Δ Scd/Lcd
[0053]式中，Lm為C、D兩點(diǎn)的水平距離。
[0054]⑶段的轉(zhuǎn)角:
[0055]a = arc tan ( Δ SCD/LCD)
[0056]至此，根據(jù)地面A、B兩點(diǎn)的高程定期用水準(zhǔn)儀測(cè)量獲取的數(shù)據(jù)和拉線式位移傳感器7實(shí)時(shí)傳送的數(shù)據(jù)，就可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雨污管線C、D點(diǎn)的變形情況。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種地下雨污管道變形接觸式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:該監(jiān)測(cè)裝置包括地下部分和地上部分；其中地下部分的錨頭(4)與不銹鋼桿(5)焊接，不銹鋼桿(5)外套波紋管，錨頭(4)與雨污管道(I)管壁外表面用水泥漿粘結(jié)，不銹鋼桿(5)與牽拉鋼絲(6)鉸接，并與拉線式位移傳感器(7)連為一體，鐵質(zhì)支架(8)設(shè)置在預(yù)先開挖的坑槽中，拉線式位移傳感器(7)通過螺栓固定于鐵質(zhì)支架(8)的上橫梁處，鐵質(zhì)支架(8)四周充填混凝土，將鐵質(zhì)蓋板(9)蓋在鐵質(zhì)支架(8)上，蓋板(9)上澆筑混凝土，并設(shè)置蓋板內(nèi)嵌測(cè)點(diǎn)(10);拉線式位移傳感器(7)通過通信電纜(11)與地上部分的數(shù)據(jù)采集箱(12)連接，數(shù)據(jù)采集箱(12)與箱體支座(13)通過螺栓連接，天線(14)通過磁性座吸附于數(shù)據(jù)采集箱(12)的頂部并與數(shù)據(jù)采集箱(12)內(nèi)部的無線傳輸模塊連接，太陽能電池板(15)與立桿(16)鉸接，立桿(16)與立桿底座(17)采用螺栓連接并埋置地下，太陽能電池板(15)通過電池電纜(18)與數(shù)據(jù)采集箱(12)中的蓄電池連接。
2.應(yīng)用如權(quán)利要求1所述裝置進(jìn)行地下雨污管道變形接觸式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:該方法包括下述流程， 1)首先選擇隧道開挖可能影響的雨污管道(I)，然后在雨污管道(I)上選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)D (或 C); 2)采用手持鉆機(jī)和小口徑鉆頭(25-35mm)在地下雨污管道(I)管體正上方形成鉆孔(3)，直至接觸管體頂板； 3)將錨頭⑷和不銹鋼桿(5)連接后(外套波紋管)放入鉆孔(3)，使錨頭(4)接觸雨污管道(I)管體頂板，在孔底適當(dāng)澆筑水泥漿，然后向鉆孔(3)(波紋管外)灌滿中粗砂； 4)不銹鋼桿(5)頂端與牽拉鋼絲(6)鉸接，并將牽拉鋼絲(6)伸出地面孔口； 5)在孔口擴(kuò)挖一個(gè)300mmX300mmX 300mm的坑室，安裝鐵質(zhì)支架(8)，拉線式位移傳感器(7)安裝于鐵制支架(8)橫梁上，將牽拉鋼絲(6)與拉線式位移傳感器(7)連接； 6)鐵質(zhì)蓋板(9)覆蓋于坑室上，澆筑混凝土形成保護(hù)裝置，在蓋板上設(shè)置鋼筋頭作為蓋板內(nèi)嵌測(cè)點(diǎn)(10)(或測(cè)點(diǎn)B)； 7)在蓋板內(nèi)嵌測(cè)點(diǎn)(10)(或測(cè)點(diǎn)B)附近，設(shè)置數(shù)據(jù)采集箱(12)和太陽能供電系統(tǒng)，將拉線式位移傳感器(7)的通信電纜(11)埋于地下淺溝槽，并于數(shù)據(jù)采集箱(12)連接，形成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)； 8)當(dāng)隧道開挖時(shí)，將引發(fā)地面A、B點(diǎn)及雨污管道(I)管壁上表面(頂板)C、D點(diǎn)產(chǎn)生沉降，根據(jù)地面A、B兩點(diǎn)的高程定期用水準(zhǔn)儀測(cè)量獲取的數(shù)據(jù)和拉線式位移傳感器(7)實(shí)時(shí)傳送的數(shù)據(jù)，就可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雨污管線C、D點(diǎn)的變形情況。
【專利摘要】地下雨污管道變形接觸式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置與方法，該監(jiān)測(cè)裝置包括地下部分、地上部分；其中，地下部分為大量程高精度位移傳感系統(tǒng)，地上部分為遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及常規(guī)測(cè)量點(diǎn)；錨頭與不銹鋼桿焊接，不銹鋼桿外套波紋管，錨頭與雨污管道管壁外表面用水泥漿粘結(jié)，不銹鋼桿與牽拉鋼絲鉸接，并與拉線式位移傳感器連為一體。地下測(cè)點(diǎn)C、D的兩拉線式位移傳感器通過通信電纜與數(shù)據(jù)采集箱連接。當(dāng)隧道開挖時(shí)，將引發(fā)地面A、B點(diǎn)及雨污管道管壁上表面C、D點(diǎn)產(chǎn)生沉降，在t時(shí)刻A、B、C、D點(diǎn)的新位置為A＇、B＇、C＇、D＇。根據(jù)地面A、B兩點(diǎn)的高程定期用水準(zhǔn)儀測(cè)量獲取的數(shù)據(jù)和拉線式位移傳感器實(shí)時(shí)傳送的數(shù)據(jù)，就可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雨污管線C、D點(diǎn)的變形情況。
【IPC分類】G01B5-30
【公開號(hào)】CN104596405
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510036649
【發(fā)明人】姚愛軍, 曹伍富, 胡愈, 鄭軒, 雷剛, 姚文博
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月25日