一种路面地表沉降监测装置及工作方法

本发明涉及地表沉降监测，具体为一种路面地表沉降监测装置及工作方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、盾构法施工能够在不影响地面交通的情况下建设隧道，但盾构法的施工过程会对地面造成干扰，引发地表沉降。而为了避免地表沉降带来的危害，需要在盾构隧道施工影响区的地表路面进行沉降监测，确保盾构施工期间的安全。

3、目前针对地表路面沉降监测的过程需要在路面上设置特定深度和宽度的孔，并将监测传感器装入孔中以监测沉降量。布置测点的过程需要经过钻孔、布设传感器、回填及养护等多道工序，由于工序复杂、数量众多，测孔内部的传感器容易受到外界扰动，使得得到的沉降数据精度不足；同时测孔密封不严容易积聚雨水，进而引起孔内土质变化，使传感器产生额外的附加沉降位移，导致监测的沉降量偏大。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种路面地表沉降监测装置及工作方法，通过跟随原状土层沉降的位移传感器和动力水准仪来采集沉降监测点的沉降数据。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供一种路面地表沉降监测装置，包括：

4、套筒，顶部设有盖板，套筒上部的直径大于筒身部分的直径，套筒上部与筒身连接处形成的平面设有垫板，套筒上部容纳沉降监测模块，筒身容纳填充物；

5、沉降监测模块包括竖直布置的沉降测量杆，沉降测量杆底端固定在原状土层中，顶端连接水平布置的固定杆，固定杆两端连接位移传感器，位移传感器的顶针与垫板抵接，填充物顶部的沉降板布置动力水准仪；

6、数据模块，位于套筒内并与位移传感器和动力水准仪连接，获取并传输沉降数据。

7、套筒顶部设有同轴套接的环形榫接槽，盖板表面设有与环形榫接槽结构对应的环形卯接口。

8、套筒内侧设有防腐层。

9、环形榫接槽内部设有密封圈。

10、沉降测量杆竖直布置，通过填充物使底端固定在原状土层中，两个位移传感器处于沉降测量杆两侧，沉降测量杆顶端的所在高度低于套筒口，填充物顶部设有沉降板，沉降板上布置动力水准仪。

11、垫板设置在套筒上部与筒身连接处形成的平面上，上表面与位移传感器的顶针抵接。

12、沉降测量杆跟随原状土层发生沉降变化，通过固定杆带动位移传感器动作，获取第一组沉降数据。

13、填充物连同沉降板跟随原状土层发生沉降变化，通过动力水准仪获取第二组沉降数据。

14、数据模块位于套筒内侧，被配置为：接收位移传感器获取的第一组沉降数据，接收动力水准仪获取的第二组沉降数据；将获取的沉降数据发送给数据库；当获取的沉降数据超过预警限值，发出预警。

15、本发明的第二个方面提供上述装置的工作方法，包括以下步骤：

16、根据监测需求在沉降影响区布置多个测点，对测点钻孔取土经清理后形成测孔；

17、套筒置于测孔内，套筒底插入原状土层中，套筒顶部不高于路面所在高度；

18、沿套筒轴线方向装入沉降测量杆，沉降测量杆底部插入原状土层中，顶部距路面设定距离，测孔内填入填充物，填充物顶部布置沉降板；

19、垫板布设在套筒上部与筒身连接处形成的平面上，位移传感器连接到固定杆上，固定杆连接在沉降测量杆的设定高度位置，位移传感器顶针与垫板抵接后设置初始压缩值，动力水准仪布设在沉降板上；

20、数据模块连接到套筒内壁，数据模块接入位移传感器和动力水准仪的数据；

21、密封圈套入套筒顶部后，盖板与套筒连接，标记测点所在位置；

22、利用数据模块获得位移传感器和动力水准仪来采集测点的沉降数据。

23、1、沉降测量杆跟随原状土层发生沉降变化，通过固定杆带动位移传感器动作，获取一组沉降数据，填充物连同沉降板跟随原状土层发生沉降变化，通过动力水准仪获取另一组沉降数据，两部分沉降数据采用不同类型的传感器，但来源于同一个测点，能够获得更加准确且更贴近实际工程需求的沉降值。

24、2、套筒和盖板之间采用环形榫接槽和环形卯，形成了迷宫密封的结构，能够大幅减少侵入套筒内部的雨水量，再配合密封圈能够提升提高监测点的防水密封性能。

25、3、套筒内壁设置了防腐层，避免套筒被雨水侵蚀损坏，同时套筒内的元器件远离孔底和盖板，避免雨水和外界环境对元器件的测量结果产生干扰，进一步提高沉降监测的准确性。

技术特征：

1.一种路面地表沉降监测装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种路面地表沉降监测装置，其特征在于，所述套筒顶部设有同轴套接的环形榫接槽，盖板表面设有与环形榫接槽结构对应的环形卯接口。

3.如权利要求2所述的一种路面地表沉降监测装置，其特征在于，所述套筒内侧设有防腐层。

4.如权利要求2所述的一种路面地表沉降监测装置，其特征在于，所述环形榫接槽内部设有密封圈。

5.如权利要求1所述的一种路面地表沉降监测装置，其特征在于，所述沉降测量杆竖直布置，通过填充物使底端固定在原状土层中，两个位移传感器位于沉降测量杆两侧，沉降测量杆顶端的所在高度低于套筒口，填充物顶部设有沉降板，沉降板上布置动力水准仪。

6.如权利要求1所述的一种路面地表沉降监测装置，其特征在于，所述垫板设置在套筒上部与筒身连接处形成的平面上，上表面与位移传感器的顶针抵接。

7.如权利要求1所述的一种路面地表沉降监测装置，其特征在于，所述沉降测量杆跟随原状土层发生沉降变化，通过固定杆带动位移传感器动作，获取第一组沉降数据。

8.如权利要求7所述的一种路面地表沉降监测装置，其特征在于，所述填充物连同沉降板跟随原状土层发生沉降变化，通过动力水准仪获取第二组沉降数据。

9.如权利要求8所述的一种路面地表沉降监测装置，其特征在于，所述数据模块位于套筒内侧，被配置为：接收位移传感器获取的第一组沉降数据，接收动力水准仪获取的第二组沉降数据；将获取的沉降数据发送给数据库；当获取的沉降数据超过预警限值，发出预警。

10.基于权利要求1-9任一项所述装置实现路面地表沉降监测的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种路面地表沉降监测装置及工作方法，包括套筒，顶部设有盖板，套筒上部的直径大于筒身部分的直径，套筒上部与筒身连接处形成的平面设有垫板，套筒上部容纳沉降监测模块，筒身容纳填充物；沉降监测模块包括竖直布置的沉降测量杆，沉降测量杆底端固定在原状土层中，顶端连接水平布置的固定杆，固定杆两端连接位移传感器，位移传感器的顶针与垫板抵接，填充物顶部的沉降板布置动力水准仪；数据模块，位于套筒内并与位移传感器和动力水准仪连接，获取并传输沉降数据。

技术研发人员：周宗青,孙益鑫,李刚,刘玉英,杨钧岩,高上,涂汉臣,宋锦铭
受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15