适用于黄土地区的地表沉降监测装置及其监测方法与流程

本发明涉及一种适用于黄土地区的地表沉降监测装置及其监测方法。

背景技术：

随着我国隧道建设的发展，我国西北黄土高原地区出现了越来越多的隧道，这些黄土隧道都有一个共同的特点就是埋深浅、变形大，因此，对隧道的变形的监测就显得尤为重要。

隧道的地表监测点一般在浅埋暗挖段布设，地表崎岖，通车不变，布设点的材料难以大量运送，且人力有限。在地表监测点布设这一工序中，如何使用较少的材料，方便快捷的布置一个标准有效的地表监测点，保证沉降监测点与地表的土体共同沉降是一个难题，是急需解决的一个难题。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种适用于黄土地区的地表沉降监测点及其使用方法，在人力、物力有限的前提下，在现场的施工中有效的加快地表监测点布设的进度，同时保证沉降监测点和土体的共同沉降，方便快捷的实现了地表监测点的布设。

为实现上述目的，本设计采用如下方案：

适用于黄土地区的地表沉降监测装置，包括相互配合使用的测点杆、旋转套、抗砸套、压浆杆和反光片接头或十字丝接头；(所述的反光片接头或十字丝接头二者都是配件，在实际的使用过程中，有些地方危险性较大，采取反光片接头，采用无棱镜反射进行地表沉降检测，若危险不大，则采用传统的十字丝对中杆测量地表沉降，依据现场情况二选一安装。)

所述的测点杆下部设有螺纹，上部为中空结构，在上部结构的侧壁上设有溢流孔，上部结构的端部设有注浆孔，且测点杆旋入到标高后通过注浆孔注水泥浆液，使测点杆上部土体良好的结合形成整体；

所述的旋转套用于与旋转杆配合，将测点杆旋入到土体内；

所述的抗砸套用于与砸击装置配合，将测点杆压入到土体内且对测点杆进行保护；

所述的压浆杆用于将注浆孔中的浆液从溢流孔压入周围土体；

反光片接头或十字丝接头与测点杆顶部连接用于监测地表沉降。

本发明的旋转套和抗砸套内扣在测点杆上部，抗砸套在压入或者砸入中起到保护测点杆的作用，旋转套通过其上的旋孔实现测点杆的旋进，测点布设完成后，依据实际情况，可在上面通过螺纹连接反光片接头或者十字丝接头进行量测。本测点结构简单，便于操作，提高了监控量测在地表布点的效率和质量，而且部分配件可以拆卸替换，便于二次利用。

优选的，所述的测点杆的下部末端为圆锥形尖头，该结构有利于杆体的压入和旋入；

优选的，所述的测点杆的杆体中下半部分外部为螺纹结构，该结构有利于杆体的旋入和周围土体的结合，便于中上部杆体后续的杆体注浆工序。

优选的，所述的测点杆的中上半部分的杆体为中空结构的注浆通道，在该部分的杆体侧壁上设有相对于杆体轴线对称设置的溢流孔，在杆体的端部设有注浆孔，有利于浆液与中上部周围土体的结合；

优选的，所述的测点杆的杆体中上部顶端为带有内螺纹的六棱柱形的插口，六棱形便于后续旋转套和抗砸套的固定，螺纹便于反光片接头和十字丝接头的螺纹连接；

优选的，所述的旋转套为半中空的圆柱形结构，上部实心区含有侧向贯通的旋孔，插入旋转杆后利用杠杆原理便于测点杆的旋入；下部空心结构为上部是六棱形下部是圆柱形的接口，六棱形便于旋转的受力，圆柱形便于与杆体的结合；

优选的，所述的抗砸套为半中空的圆柱形结构，下部空心结构为上部是六棱形下部是圆柱形的接口，防止压砸过程中抗砸套偏移甚至偏出；

优选的，所述的压浆杆为T形杆结构，T形杆测点杆配合的末端为半圆球端头，将注浆孔中的浆液从溢流孔压入周围土体。

优选的，所述的反光片接头和十字丝接头，下部含有圆柱形的螺纹结构，螺纹结构便于与测点杆的连接和后期的拆卸。

优选的，测点杆的埋入方式为压入或砸入与旋入交替结合使用，压浆方式为多次少量，直至压满注浆孔和溢流孔。

本发明具体的监测方法如下：

在黄土隧道地表定好地表沉降监测点位置后，将抗砸套与测点杆连接，使用静力压入或砸入的方式使测点杆部分进入土体，依据贯入情况，将抗砸套取下，连接旋转套，对测点杆进行旋入，采用静力压入或者砸入与旋入结合的方式埋设测点杆至预定深度，此时下部土体由于螺纹的存在，与杆体很好的结合在一起；之后，从注浆孔注入水泥浆液，使用压浆杆将注浆孔中的水泥浆液通过溢流孔压出，使水泥浆液在测点杆杆体周围与黄土密切结合，形成整体，待水泥硬化后，依据现场情况，若测点所在地情况差，采取反光片接头连接，采用无棱镜反射进行地表沉降检测，若情况较好，则采用十字丝接头进行传统的对中杆测量地表沉降，待隧道完成后，可将反光片接头和十字丝接头回收。

本发明的有益效果为：

1.本发明适用于黄土地区的地表沉降监测点采用压入或砸入与旋入交替结合的方式，其杆体外部的螺纹结构有利于杆体与土体的结合，且为上部后续的注浆工序提供了一定的空间，保证了土体与杆体的结合，使二者实现共同沉；

2.该种方式水泥用量少，若按传统的方式布设，需要人工开挖较大面积的深坑，将测点放入后，灌入大量的水泥砂浆保持稳定，本测点装置只是在压浆孔内注入少量的水泥浆液，即可达到良好的效果，因而减少了水泥的用量。

3.施工人员工作量少，提高了监控量测在地表布点的效率和质量(效率提升，使用的水泥量少，提高了原材料运输的效率，也减少了工人拌和水泥的时间，该测点装置安装的方式在黄土地区易于实现，便于学习操作，因为可以提高效率和质量)，部分配件可以拆卸替换，便于二次利用，降低监控量测的人力物力成本。

附图说明

图1为本发明的测点杆的正面示意图；

图2为本发明的旋转套的西南面示意图；

图3为本发明抗砸套的西南面示意图；

图4为本发明压浆杆的西南面示意图；

图5、图6为本发明反光片接头和十字丝接头的西南面示意图；

图中，1测点杆，2旋转套，3抗砸套，4压浆杆，5反光片接头，6十字丝接头，11圆锥形尖头，12螺纹结构，13溢流孔，14注浆孔，15六棱柱形的插口，21旋孔，22圆柱形的接口，31圆柱形的接口，41半圆球端头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考图并结合实施例来详细说明本发明。为了方便叙述，下文中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

实施例1：

如图1-6所示，一种适用于黄土地区的地表沉降监测点装置，包括由测点杆1，旋转套2，抗砸套3，压浆杆4，反光片接头5和十字丝接头6组成的地表沉降监测点。测点杆1下部设有螺纹结构12，方便测点杆1的旋入并与下部土体良好的结合形成整体，上部中空为注浆孔，周边对称开孔为溢流孔，测点杆1旋入到标高后可注水泥浆液，使测点杆1上部土体良好的结合形成整体；测点杆1的埋设的方式为压入或砸入与旋入交替结合。其中旋转套2和抗砸套3内扣在测点杆1上部，抗砸套3在压入或者砸入中起到保护测点杆1的作用，旋转套2通过其上的旋孔21实现测点杆1的旋进，测点布设完成后，依据实际情况，可在上面带有螺纹的六棱柱形的插口15连接反光片接头5或者十字丝接头6进行量测。

测点杆的埋入方式为压入或砸入与旋入交替结合使用，压浆方式为多次少量，直至压满注浆孔和溢流孔。

如图2所示，所述的测点杆1的下部末端为圆锥形尖头11，杆体中下半部分外部为螺纹结构12，杆体中上半部分杆体为中空结构，形成注浆通道，在杆体端部含有圆形的注浆孔14在杆体侧壁上相对于杆体轴线对称排列的设有圆形溢流孔13，杆体中上部顶端为带有螺纹的六棱柱形的插口15。

如图3所示，所述的旋转套2为半中空的圆柱形结构，上部实心区含有侧向贯通的旋孔21，插入旋转杆后利用杠杆原理便于测点杆的旋入；下部空心结构为上部是六棱形下部是圆柱形的接口，六棱形便于旋转的受力，圆柱形便于与杆体的结合；

如图4所示，所述的抗砸套3为半中空的圆柱形结构，下部空心区空心结构为上部为六棱形下部为圆柱形的接口22；

如图5所示，所述的压浆杆4为T形杆结构，T形杆测点杆配合的末端为半圆球端头41，将注浆孔中的浆液从溢流孔压入周围土体。

如图6所示，所述的反光片接头5和十字丝接头6，下部含有圆柱形的螺纹结构，螺纹结构便于与测点杆1的连接和后期的拆卸。所述的反光片接头和十字丝接头二者都是配件，在实际的使用过程中，有些地方危险性较大，采取反光片接头，采用无棱镜反射进行地表沉降检测，若危险不大，则采用传统的十字丝对中杆测量地表沉降，依据现场情况二选一安装。

本发明具体的监测方法如下：

在黄土隧道地表定好地表沉降监测点位置后，将抗砸套与测点杆连接，使用静力压入或砸入的方式使测点杆部分进入土体，依据贯入情况，将抗砸套取下，连接旋转套，对测点杆进行旋入，采用静力压入或者砸入与旋入结合的方式埋设测点杆至预定深度，此时下部土体由于螺纹的存在，与杆体很好的结合在一起；之后，从注浆孔注入水泥浆液，使用压浆杆将注浆孔中的水泥浆液通过溢流孔压出，使水泥浆液在测点杆杆体周围与黄土密切结合，形成整体，待水泥硬化后，依据现场情况，若测点所在地情况差，采取反光片接头连接，采用无棱镜反射进行地表沉降检测，若情况较好，则采用十字丝接头进行传统的对中杆测量地表沉降，待隧道完成后，可将反光片接头和十字丝接头回收。

本发明采用压入或砸入与旋入交替结合的方式，其杆体外部的螺纹有利于杆体与土体的结合，且为上部后续的注浆工序提供了一定的空间，保证了土体与杆体的结合，使二者实现共同沉；该种方式水泥用量少，施工人员工作量少，提高了监控量测在地表布点的效率和质量，部分配件可以拆卸替换，便于二次利用，降低监控量测的人力物力成本。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。