[发明专利]双测杆携带式水管倾斜仪

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程观测技术领域，尤其涉及一种双测杆携带式水管 倾斜仪。

背景技术

地面工程和地下工程都有可能导致地表产生竖直方向的沉降变形。当 沉降变形量较大或不同部位的沉降差异(即不均匀沉降)较大时，工程 的施工进程、长期稳定、运营效果等往往会受到不利影响，甚至会造成 灾变事故。例如：

●地下开挖工程(包括地下采矿、地铁工程等)有时会在地表引起 沉降漏斗或沉降带，不均匀沉降量较大时则会导致地表开裂、地 表塌陷，以及建筑物的开裂、倾斜或倒塌；

●对于地表开挖工程(包括露天采矿、基坑工程、削坡等)，同样 会引起坡体及附近地表的不均匀沉降，进而导致地表开裂、坡体 坍塌，以及建筑物的开裂、倾斜或倒塌；

●当作用在地基上的工程荷载(包括建筑物荷载、车辆荷载等)较 大时，过大的地基沉降量或不均匀沉降同样不利于工程的运营， 甚至可能在运营期间出现灾难性事故(如建筑物倒塌、机车脱轨 翻车等)；

●地下水开采所引起的地表沉降同样有可能引发上述灾变事故。

为了避免不均匀沉降(或不均匀垂直位移)所导致的各类工程事故， 对潜在沉降区进行沉降监测是必须采取的关键措施之一。及时的沉降监 测不仅可以提供不均匀沉降(或不均匀垂直位移)发生的部位和量值， 而且还可用于沉降发展趋势及工程失稳可能性的预测。现有的地表沉降 监测技术可分为光学类仪器、杆式倾斜仪、水管式倾斜仪等3大类，具体 特点如下。

1、光学类沉降观测仪器

利用光学类仪器进行沉降观测时，测点的分布范围可以较大，有利 于在宏观上把握工程整体不均匀沉降的变化规律。另外，有些光学仪器 (如全站仪等)可以同时对竖向位移和水平位移进行观测。根据有无观 测用的标靶，不妨将光学类仪器分为标靶式和无标靶式两种，主要包括 水准仪、全站仪、二维激光扫描仪、三维激光扫描仪等仪器。

监测实践表明，将光学类仪器用于地表沉降观测时具有以下不足：

●需要专门的观测仪器或标靶，设备成本较高；

●上述光学类仪器的观测精度一般不会优于1mm，不适用于高精度的 沉降观测要求；

●对于不需要标靶的光学仪器，在较好的观测环境下相应的观测精 度将更低(有时劣于5mm)；

●利用光学仪器进行沉降观测时，测点布置一般不能太密，观测频 次一般不会过高，否则将会导致监测经费较多。

2、杆式倾斜仪类沉降观测仪器

杆式倾斜仪可以分为地表倾斜仪和钻孔倾斜仪，前者包括BL1000A 型倾斜仪、Qxy-2型杆式倾斜仪、T字型杆式倾斜仪等，后者包括 Extenso-Deflectometer、ZRJ-1型挠度计、SISGEO水平钻孔倾斜仪等。杆 式倾斜仪多数为携带式仪器，一台仪器在原则上可以对多个测点进行量 测。如果仪器的价格不是很贵，那么每点每次监测所需的经费是比较低 的。

监测实践表明，将杆式倾斜仪用于地表沉降观测时具有以下不足：

●利用杆式倾斜仪进行地表沉降观测时的测点间距(即测距)一般 较小(如上述BL1000A型倾斜仪的测距仅为1m)，观测范围较大 时将会导致测点安装费用和总的监测费用过高；

●有些仪器较为昂贵(如Extenso-Deflectometer、SISGEO水平钻孔 倾斜仪)，有时会成为它们在实际工程中推广应用的制约因素；

●杆式倾斜仪的观测精度一般不会太高，有时不适用于高精度的沉 降观测要求；

3、水管倾斜仪类沉降观测仪器

水管倾斜仪包括目视型静力水准仪(机测式)、自动型静力水准仪 (电测式)、MD4452B系列多点垂直变形测量仪(电测式)、FOI-2型溢 流式水管倾斜仪(机测式)等。利用水管倾斜仪进行沉降观测具有诸多 优点：第一，观测精度通常高于上述光学类仪器和杆式倾斜仪；第二， 场地适应性较强，可以利用地质探洞、排水洞、试验洞等进行测点布设； 第三，测点之间无需通视。

监测实践表明，将现有的水管倾斜仪用于地表沉降观测时具有以下 不足：

●对于固定式水管倾斜仪，每个测点位置都需要一套测读装置，相应 的监测经费通常较高；

●对于采用电测装置的固定式水管倾斜仪，相应的测点安装费和监 测费用都很高；