地下管线沉降间接监测体系的制作方法

本实用新型涉及一种沉降监测体系，尤其是涉及一种地下管线沉降间接监测体系。

背景技术：

顶管施工是一种非开挖施工方法，顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道(即顶管)与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。实际进行顶管施工时，通常采用多个顶管管节进行顶进，一个顶管管节完成顶入土层之后，再进行下一节管子继续顶进，其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑(也称为工作井或始发井)内穿过土层(即出洞)一直推进到接收坑(也称为接收井)内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。

综合管廊就是地下城市管道综合走廊。采用顶管法对综合管廊进行施工过程中，尤其是对于采用横截面宽度大于6m且横截面高度大于3m的矩形顶管管节进行浅覆土大断面矩形顶管施工时，施工难度非常大。由于综合管廊上部覆土较浅，综合管廊的顶部埋深小于5m，浅覆土顶进约束条件弱，对压力、地层的扰动敏感，易造成地面隆沉变形。同时，采用顶管机的横断面积大，顶管机顶部宽度大，与土层的接触面积大，易引起顶管机机头背土，加剧对土体扰动和流失，严重时会造成地面塌陷和上跨地下管线破坏。其中，上跨地下管线指的是跨越于所施工综合管廊上方的地下管线，即上跨所施工顶管的地下管线。

相对于圆形顶管，矩形顶管在顶进过程中更易发生顶管机机头背土现象。顶管机机头背土现象指的是在顶进过程中，由于矩形顶管机上面几乎为水平，当在顶管施工埋深较浅的情况下，上部土体的卸载拱作用相对不明显，卸载拱高度以内的土体在自重作用下坍塌覆于顶管机上表面，使得顶管机向前顶进过程中受这部分土体摩阻力的影响较为明显，土体在摩阻力反作用下会随顶管方向发生压缩变形或移动，就如同管道顶部背负着这部分土体移动一样。矩形顶管机指的是横截面为矩形且对形顶管管节进行顶进施工的顶管机。

为防止顶管施工过程中上跨地下管线受顶管施工影响出现开裂、渗漏等安全事故，需对上跨地下管线沉降进行及时、准确监测。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种地下管线沉降间接监测体系，其结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，通过在所施工地下管廊的土体扰动区内沿所监测地下管线由前至后布设的多个沉降观测点，并采用间接监测方式对地下管廊施工过程中地下管线沉降进行及时、准确监测。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种地下管线沉降间接监测体系，其特征在于：包括沿所监测地下管线的长度方向由前至后布设的多个沉降观测点，相邻两个所述沉降观测点之间的间距为18m～22m；所监测地下管线为上跨所施工地下管廊的地下管线，所施工地下管廊为采用顶管法施工的地下管道，多个所述沉降观测点均位于所施工地下管廊的土体扰动区内，所述土体扰动区为位于所施工地下管廊正上方的土层且其宽度不小于所施工地下管廊宽度的5倍；

每个所述沉降观测点上均设置有一个间接式沉降监测装置，所述间接式沉降监测装置包括布设于所监测地下管线一侧且呈竖直向布设的间接监测井、由上至下插入间接监测井内的间接监测杆和布设于管线监测井内的沉降监测杆，所述管线监测井为由上至下开挖至所监测地下管线的竖井，所述管线监测井位于所监测地下管线的正上方；所述间接监测井的底面为水平面，所述间接监测井的底面与其所布设位置处所监测地下管线的底部相平齐，所述间接监测杆和沉降监测杆均为呈竖直向布设的沉降监测用标杆，所述间接监测杆的底部支撑于间接监测井的底面上，所述沉降监测杆的底部支撑于所监测地下管线上，所述沉降监测杆位于所监测地下管线的正上方；所述间接监测杆和沉降监测杆的顶部高度相同，所述间接监测杆和沉降监测杆布设于所监测地下管线的同一横断面上。

上述地下管线沉降间接监测体系，其特征是：所述管线监测井和间接监测井布设于所监测地下管线的同一横断面上，所述管线监测井的直径小于所监测地下管线的直径。

上述地下管线沉降间接监测体系，其特征是：所述沉降监测用标杆包括竖向杆体和布设于所述竖向杆体顶端的沉降观测标。

上述地下管线沉降间接监测体系，其特征是：所述沉降监测用标杆还包括对所述竖向杆体进行导向的竖向导向套，所述竖向导向套紧固套装在所述竖向杆体上部，所述沉降观测标位于竖向导向套上方。

上述地下管线沉降间接监测体系，其特征是：所述间接监测杆位于间接监测井的中心轴线上，所述沉降监测杆位于管线监测井的中心轴线上；所述管线监测井和间接监测井的结构相同且二者均为圆柱形井，所述管线监测井和间接监测井的横截面形状和尺寸均相同；

所述竖向导向套由上至下插装于管线监测井或间接监测井内，所述竖向导向套为能在管线监测井或间接监测井内进行竖向移动的圆柱形套；所述竖向导向套的直径与管线监测井的直径相同。

上述地下管线沉降间接监测体系，其特征是：所述管线监测井和间接监测井上方均设置有圆形盖板，所述圆形盖板的直径大于管线监测井的直径；所述圆形盖板位于所述沉降监测用标杆的正上方，所述管线监测井上部和间接监测井上部均设置有供圆形盖板放置的圆形凹槽。

上述地下管线沉降间接监测体系，其特征是：所述管线监测井和间接监测井之间的间距L＝3d～6d，其中d为所监测地下管线的直径。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且投入成本较低。

2、所采用的间接式沉降监测装置结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，通过沉降监测杆对所处位置处所监测地下管线的管顶沉降进行及时、准确监测，同时通过间接监测杆对所处位置处所监测地下管线的管底沉降进行及时、准确监测；根据所监测的管顶沉降和管底沉降，并结合所监测地下管线的直径，能对间接式沉降监测装置所处位置处所监测地下管线的竖向变形情况进行准确了解，实用价值高。

3、使用效果好且实用价值高，通过在所施工地下管廊的土体扰动区内沿所监测地下管线由前至后布设的多个沉降观测点，并在每个沉降观测点上布设间接式沉降监测装置，采用间接监测方式对地下管廊施工过程中地下管线沉降情况进行有效监测。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，通过在所施工地下管廊的土体扰动区内沿所监测地下管线由前至后布设的多个沉降观测点，并采用间接监测方式对地下管廊施工过程中地下管线沉降进行及时、准确监测。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的使用状态参考图。

附图标记说明:

1—所监测地下管线； 2—间接监测井； 3—间接监测杆；

4—管线监测井； 5—沉降监测杆； 6—沉降观测标；

7—竖向导向套； 8—圆形盖板； 9—道路面层。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括沿所监测地下管线1的长度方向由前至后布设的多个沉降观测点，相邻两个所述沉降观测点之间的间距为18m～22m；所监测地下管线1为上跨所施工地下管廊的地下管线，所施工地下管廊为采用顶管法施工的地下管道，多个所述沉降观测点均位于所施工地下管廊的土体扰动区内，所述土体扰动区为位于所施工地下管廊正上方的土层且其宽度不小于所施工地下管廊宽度的5倍；

每个所述沉降观测点上均设置有一个间接式沉降监测装置，所述间接式沉降监测装置包括布设于所监测地下管线1一侧且呈竖直向布设的间接监测井2、由上至下插入间接监测井2内的间接监测杆3和布设于管线监测井4内的沉降监测杆5，所述管线监测井4为由上至下开挖至所监测地下管线1的竖井，所述管线监测井4位于所监测地下管线1的正上方；所述间接监测井2的底面为水平面，所述间接监测井2的底面与其所布设位置处所监测地下管线1的底部相平齐，所述间接监测杆3和沉降监测杆5均为呈竖直向布设的沉降监测用标杆，所述间接监测杆3的底部支撑于间接监测井2的底面上，所述沉降监测杆5的底部支撑于所监测地下管线1上，所述沉降监测杆5位于所监测地下管线1的正上方；所述间接监测杆3和沉降监测杆5的顶部高度相同，所述间接监测杆3和沉降监测杆5布设于所监测地下管线1的同一横断面上。

本实施例中，所述管线监测井4和间接监测井2布设于所监测地下管线1的同一横断面上，所述管线监测井4的直径小于所监测地下管线1的直径。

实际使用时，所述沉降监测用标杆包括竖向杆体和布设于所述竖向杆体顶端的沉降观测标6。

为进一步确保沉降监测结果的准确性，所述沉降监测用标杆还包括对所述竖向杆体进行导向的竖向导向套7，所述竖向导向套7紧固套装在所述竖向杆体上部，所述沉降观测标6位于竖向导向套7上方。

本实施例中，所述间接监测杆3位于间接监测井2的中心轴线上，所述沉降监测杆5位于管线监测井4的中心轴线上。

本实施例中，所述管线监测井4和间接监测井2的结构相同且二者均为圆柱形井，所述管线监测井4和间接监测井2的横截面形状和尺寸均相同；

所述竖向导向套7由上至下插装于管线监测井4或间接监测井2内，所述竖向导向套7为能在管线监测井4或间接监测井2内进行竖向移动的圆柱形套；所述竖向导向套7的直径与管线监测井4的直径相同。

实际施工时，所述管线监测井4和间接监测井2的横截面也可以为正多边形。

本实施例中，所述管线监测井4和间接监测井2上方均设置有圆形盖板8，所述圆形盖板8的直径大于管线监测井4的直径；所述圆形盖板8位于所述沉降监测用标杆的正上方，所述管线监测井4上部和间接监测井2上部均设置有供圆形盖板8放置的圆形凹槽。

实际使用时，通过圆形盖板8对所述沉降监测用标杆进行有效保护，并且使地下管线沉降监测不会影响所监测地下管线1上方的道路通行。所述圆形盖板8位于道路面层9上。

本实施例中，所述管线监测井4和间接监测井2之间的间距L＝3d～6d，其中d为所监测地下管线1的直径。因而，所述管线监测井4和间接监测井2之间的间距L设计合理，管线监测井4和间接监测井2所处区域的土层变形情况相同。

实际施工时，可根据具体需要，对管线监测井4和间接监测井2的直径以及二者之间的间距L分别进行相应调整。

采用所述间接式沉降监测装置对所监测地下管线1进行沉降监测时，通过沉降监测杆5对所处位置处所监测地下管线1的管顶沉降(即地下管线顶部的沉降)进行及时、准确监测；同时，由于间接监测井2的底面与其所布设位置处所监测地下管线1的底部相平齐，通过间接监测杆3对所处位置处所监测地下管线1的管底沉降(即地下管线底部的沉降)进行及时、准确监测；通过将所述间接式沉降监测装置所处位置处所监测地下管线1的管顶沉降和管底沉降分别进行有效监测，根据所监测的所监测地下管线1的管顶沉降和管底沉降，并结合所监测地下管线1的直径，能对所述间接式沉降监测装置所处位置处所监测地下管线1的竖向变形情况进行准确了解，实用价值高。对所施工地下管道进行顶管施工过程中，通过多个所述沉降观测点上布设的所述间接式沉降监测装置，能对位于土体扰动区内所监测地下管线1上不同位置处的管顶沉降、管底沉降以及竖向变形情况进行有效监测。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。