本发明涉及沉降监测,具体为一种地铁施工暗挖通道围护结构沉降监测设备。
背景技术:
1、随着城市化进程的加速,城市人口急剧增加,交通拥堵问题日益严重。地铁作为一种大运量、快速、准点、环保的城市轨道交通方式,成为缓解城市交通压力的有效手段。近年来,我国各大城市纷纷加大了地铁建设的投入,地铁线路不断延伸,网络日益密集。
2、在地铁施工中,暗挖法是一种常用的施工方法,尤其适用于城市繁华地段、地下管线密集、周边环境复杂的情况。暗挖法包括浅埋暗挖法、盾构法等,其特点是在地下进行开挖作业,对地面交通和周边环境的影响相对较小。然而,暗挖施工也面临着诸多挑战,其中围护结构的稳定性是关键问题之一。围护结构是暗挖通道的重要组成部分,它承受着周围土体的压力,起到支撑和保护施工空间的作用。在暗挖施工过程中,由于土体的开挖、支护结构的施工、地下水的影响等因素,围护结构会发生不同程度的沉降。围护结构沉降如果得不到及时有效地监测和控制,将会带来严重的后果。一方面,过大的沉降可能导致围护结构开裂、变形,甚至失稳,引发坍塌事故,威胁施工人员的生命安全;另一方面,沉降还可能对周边建筑物、地下管线等造成损害,影响城市的正常运行和居民的生活。例如,围护结构的不均匀沉降可能导致周边建筑物出现裂缝、倾斜,地下管线破裂、泄漏等问题,给城市带来巨大的经济损失和社会影响。
3、如现有技术公告号为cn116481491b的专利文献,该专利文献涉及地面沉降监测领域。深基坑地面沉降监测装置包括:监测组件和测量组件。通过补液件向量筒件内注入或者抽出测量液,使量筒件内的液面改变,使液面和量筒件的初始零刻度对齐,监测件随土壤下落沉降时,增接件拉动液体随动件,由于量筒件和液体随动件连通,量筒件的液体进入液体随动件内进行补足,外部空气进入量筒件内,降低量筒件内的气压,量筒件的液面随之下降,液面的下降量直接反映监测件的沉降,监测件反映地面处土壤的沉降量,通过液体进行测量,液面的沉降量直接反映监测件沉降量,监测误差较小,通过补液件进行液体量调节,使其还具有初始数值归零的效果。
4、在现有的地铁施工暗挖通道围护结构沉降监测技术中,部分方案采用垂直布置量筒件并将其植入地层的方式来实现沉降监测。然而,在实际应用场景下,这一技术存在显著局限性。一方面,底层实际发生沉降的区域面积可能极为细小。由于量筒件的监测精度受其自身结构和布置方式的限制,垂直布置的量筒件难以敏锐捕捉到这种细小沉降区域所引发的微小变形,进而无法有效监测出因细小沉降而产生的空洞。另一方面,土层并非静止不动,在地铁暗挖施工的复杂环境下,土层会产生水平位移。而垂直布置的量筒件主要针对垂直方向的沉降变化进行监测,对于土层水平位移所带来的影响缺乏有效的监测能力,导致其难以全面、准确地监测土层的实际变形情况,这在一定程度上影响了沉降监测结果的可靠性和准确性,为地铁施工安全埋下了潜在隐患。为此,本技术提出一种地铁施工暗挖通道围护结构沉降监测设备。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种地铁施工暗挖通道围护结构沉降监测设备,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种地铁施工暗挖通道围护结构沉降监测设备,包括埋管,还包括:
3、沉降测管,其构造有多个且均匀连接于埋管的底部,且多个沉降测管呈倾斜状,所述沉降测管由多个矩形方壳组装而成;
4、隔环,其设置于多个矩形方壳之间,且其两侧均设置有与矩形方壳连接的软接环,所述软接环的内部设置有增强自身韧性且监测共振的提阻组件;
5、磁条架,其布置于沉降测管的内部与其倾斜角度一致,所述磁条架的外表面设置有与沉降测管连接的监测组件,监测组件用于监测每个矩形方壳的沉降情况。
6、优选的,所述监测组件包括沿磁条架中心呈现发散状布置的多个固定磁尺,每个所述矩形方壳的内部均通过球笼连接有活动杆,而每个活动杆的另一端均球笼连接有与固定磁尺适配的读数块,所述固定磁尺用于监测读数块的位置。
7、优选的,所述埋管的内部设置有控制器,多个所述磁条架均通过导线与控制器连接实现数据传输。
8、优选的,所述提阻组件包括设置于软接环内部且与隔环固定连接的支架,所述支架沿软接环的中心圆周阵列有多个,且支架的内部开设有导槽,且导槽内滑动连接有拉块,所述导槽的内部固定连接有驱动拉块复位的弹簧片,且拉块可与矩形方壳连接用于抑制弹簧片的弹力。
9、优选的,所述支架的一端转动连接有曲柄,且曲柄远离支架的一端转动连接有与矩形方壳固定连接的连接块,所述曲柄的内部通过转轴连接有拉柄,且拉柄的一端通过连接杆与拉块转动连接。
10、优选的,所述导槽内部的一端开设有窄槽,且拉块靠近导槽窄槽的一端均连接有柔性垫,所述弹簧片沿导槽的窄槽布置而成。
11、优选的,多个所述沉降测管均以转动连接于埋管的底部。
12、优选的,所述磁条架的外表面固定连接有多个止挡板,且止挡板用于限制读数块的移动距离。
13、优选的,多个所述矩形方壳的外表面均开设有构造为田字形的凹槽。
14、优选的,所述埋管的顶部固定连接有顶板,且顶板的顶部设置有水平泡。
15、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
16、1.沉降测管呈倾斜状均匀连接于埋管底部,这种布局突破了传统垂直监测的局限,增大了与地层的接触面积。倾斜设置使其能够同时感知来自垂直方向和水平方向的沉降力,更全面地反映地层在复杂施工环境下的多维沉降情况,为准确分析地层变形规律提供丰富数据,沉降测管由多个矩形方壳组装而成,每个方壳作为独立监测点,可实现对地层每个位置的精细化监测。同时,多个沉降测管协同工作,又能从整体上把握围护结构的沉降态势,兼顾了局部与整体的监测需求,监测组件中固定磁尺沿磁条架中心发散状布置,与通过球笼连接的活动杆、读数块配合,形成高精度监测系统。当矩形方壳受沉降力移动时,活动杆传动使读数块在固定磁尺表面滑动,固定磁尺能精确监测读数块位置变化,从而精准判断矩形方壳所受沉降力方向和大小,及时发现地层微小沉降变化,磁条架布置于沉降测管内部且与倾斜角度一致,可记录沉降测管初始形态。在后续监测中,将其实时形态与初始形态对比,为沉降监测提供可靠基准,进一步提高监测数据准确性和可靠性,埋管内部的控制器通过导线与多个磁条架连接,实现数据实时传输和分析。根据每个读数块移动情况形成多点沉降监测反馈,全面了解地层沉降状况。一旦发现异常,能及时发出预警,提醒施工人员关注安全隐患,采取必要措施加固或调整施工方案,避免事故发生,止挡板可限制读数块移动距离。当矩形方壳发生过度沉降时,读数块抵触限位结构传输电信号进行预警,防止监测设备因过度沉降损坏,同时为施工人员争取处理时间,保障施工安全。
17、2.提阻组件通过连接块与矩形方壳固定连接,实现了与沉降测管的整体协同工作。当地层发生沉降时,矩形方壳的位移能够准确传递到提阻组件上,通过曲柄、拉柄和连接杆的传动,使拉块在导槽内滑动并产生相应的阻力变化。这种配合使得沉降测管能够更灵敏地感知地层的微小沉降变化,同时通过提阻组件的阻力调节,避免了因瞬间过大沉降力导致的监测设备损坏或数据失真,提高了整个沉降监测系统的稳定性和可靠性,支架与隔环固定连接,将提阻组件稳固地安装在软接环内部。隔环在沉降测管中起到分隔和支撑矩形方壳的作用,而提阻组件与隔环的配合进一步增强了整个结构的稳定性。在面对地层复杂应力时,隔环和提阻组件共同作用,确保软接环能够均匀地承受和分散应力,保证矩形方壳的正常移动和沉降监测的准确性。同时,这种配合也方便了设备的安装和维护,提高了施工效率,提阻组件通过提高软接环的韧性和减少矩形方壳因振动产生的误位移,间接保障了读数块在固定磁尺上移动的准确性。读数块的位置变化反映了矩形方壳的沉降情况,而提阻组件确保了矩形方壳的位移是由真实的沉降力引起的,而不是土层振动等干扰因素。磁条架作为读数块的移动轨道和初始形态基准,与提阻组件配合,为沉降监测提供了一个稳定、准确的数据采集环境。两者相互协作,使得整个沉降监测系统能够更可靠地获取地层的沉降数据,为地铁施工的安全决策提供有力依据。