一种基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法

1.本发明涉及一种在下部隧道垂直下穿施工时，上部既有隧道扰动变形的测量方法，具体是一种隧道扰动变形测量方法。


背景技术：

2.随着我国经济的不断发展，城市化规模逐渐增大，地下空间的开发与利用已成为城市建设的一个重要方向。城市内不但有密集的地表建筑物，也存在各型地下构筑物，如地下管线、隧道、地铁车站以及综合管廊等。在我国城市地下空间开发的背景下，地下工程施工不可避免地产生对临近建(构)筑物的扰动变形问题，其中新建隧道正交下穿既有电力或交通隧道是一种常见的穿越形式。新建隧道下穿施工时将会引起周围土体变形，同时也会诱发上部隧道产生扰动变形，不但会得隧道产生整体轴向变形(轴线偏移)，而且也会使隧道结构本体也产生变形。常规的隧道变形监测只是对隧道修建过程中本体的收敛变形(拱顶沉降、侧墙收敛等)进行测量，未涉及同时发生隧道整体轴向变形和结构本体收敛变形。
3.由上述记载可知，针对市政地下工程建设中遇到的垂直下穿施工扰动隧道变形测量方法，探明隧道轴线纵向变位和内净空收敛变形，对降低施工风险、保证既有隧道运营安全都具有十分重要的意义；
4.因此亟需设计一种基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法，其变形测量方法步骤如下：
8.步骤一：确定扰动前隧道定位线；
9.步骤二：沿上部既有隧道的轴线布置间距为3-5m的测试断面，监测范围为下部穿越隧道两侧45
°
土体滑移线范围；
10.步骤三：在每个监测断面的拱顶布置一个标靶，两侧墙同一标高位置布置两个变形测点测点1和测点2；
11.步骤四：在每个监测断面底部设置一个通过膨胀螺栓固定的定位块(铁块)，其中心有定位孔；
12.步骤五：设计用于测量隧道轴线变位的装置；
13.步骤六：隧道变形过程中激光在测量面板上照射点位置就会发生变化，照射点处设有标靶，通过黏贴定位标靶的方法精确定位，根据两点间几何关系可确定隧道轴线水平和竖向位移；
14.步骤七：隧道水平收敛变形可通过收敛计测量各测试断面的两个水平测点之间距离变化确定；
15.步骤八：设计一种定位测量隧道拱顶沉降变形装置，装置底部为定位销，其尺寸与定位块定位孔相匹配；上部与手持式激光测距仪外套装置采用球形连接；
16.步骤九：通过每个监测断面的激光测距仪可以测量拱顶标靶与底部定位块的间距变化，确定扰动过程中上部隧道拱顶沉降变化。
17.作为本发明进一步的方案：所述步骤一中的具体步骤如下：
18.s1：在垂直下穿隧道施工前，在上部既有隧道内、受扰动范围外取一点作为不动点；
19.s2：固定一激光定位仪，向隧道扰动一侧发射激光束，距地面为隧道轴线高度，作为扰动前隧道定位线。
20.作为本发明再进一步的方案：所述步骤五中装置底部采用定位销与定位块的定位孔相连，定位销与孔径尺寸相匹配，上部设有支杆和测量面板。
21.作为本发明再进一步的方案：所述步骤六中多个监测断面的数据即可确定整座隧道轴线变位。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.1、本发明可以探明隧道轴线纵向变位和内净空收敛变形情况，对降低施工风险、保证既有隧道运营安全都具有十分重要的意义；
24.2、本发明方法不仅可以测量在下部隧道垂直下穿过程中，上部隧道轴线变位情况，也可以测量隧道本体收敛变形。
附图说明
25.图1为基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法的变形示意图。
26.图2为基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法结构示意图。
27.图3为基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法中监测范围的结构示意图。
28.图4为基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法中端面的结构示意图。
29.图5为基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法中定位块的结构示意图。
30.图6为基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法的结构示意图。
31.图7为基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法中变形位移示意图。
32.图8为基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法中激光测距仪安装结构示意图。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.请参阅图1～8，本发明实施例中，一种基于垂直下穿的隧道扰动变形测量方法，其变形测量方法步骤如下：
35.步骤一：确定扰动前隧道定位线；
36.步骤二：沿上部既有隧道的轴线布置间距为3-5m的测试断面，监测范围为下部穿越隧道两侧45
°
土体滑移线范围；
37.步骤三：在每个监测断面的拱顶布置一个标靶，两侧墙同一标高位置布置两个变形测点测点1和测点2，测点1与2为埋置到洞壁内的固定挂钩，用收敛尺来测量两点之间的长度；
38.步骤四：在每个监测断面底部设置一个通过膨胀螺栓固定的定位块(铁块)，其中心有定位孔；
39.步骤五：设计用于测量隧道轴线变位的装置；
40.步骤六：隧道变形过程中激光在测量面板上照射点位置就会发生变化，照射点处设有标靶，通过黏贴定位标靶的方法精确定位，根据两点间几何关系可确定隧道轴线水平和竖向位移；
41.步骤七：隧道水平收敛变形可通过收敛计测量各测试断面的两个水平测点之间距离变化确定；
42.步骤八：设计一种定位测量隧道拱顶沉降变形装置，装置底部为定位销，其尺寸与定位块定位孔相匹配；上部与手持式激光测距仪外套装置采用球形连接；
43.步骤九：通过每个监测断面的激光测距仪可以测量拱顶标靶与底部定位块的间距变化，确定扰动过程中上部隧道拱顶沉降变化。
44.所述步骤一中的具体步骤如下：
45.s1：在垂直下穿隧道施工前，在上部既有隧道内、受扰动范围外取一点作为不动点；
46.s2：固定一激光定位仪，向隧道扰动一侧发射激光束，距地面为隧道轴线高度，作为扰动前隧道定位线；
47.所述步骤五中装置底部采用定位销与定位块的定位孔相连，定位销与孔径尺寸相匹配，上部设有支杆和测量面板；
48.所述步骤六中多个监测断面的数据即可确定整座隧道轴线变位。
49.本发明方法不仅可以测量在下部隧道垂直下穿过程中，上部隧道轴线变位情况，也可以测量隧道本体收敛变形。
50.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。