[发明专利]一种地面隆起沉降变形自动监测系统及监测方法

说明书

本发明要解决的技术问题是提供一种地面隆起沉降变形自动监测系统及监测方法，能够形成多个待测点，实现区域网络化监测，监测精确，操作简单，成本合理，能适应建设期施工需要，不影响施工进程，其包括无线数据接收器和多条监测管线，每一条监测管线由多根软管首尾连通；相邻的软管之间通过三通管的左右端口连通，所述三通管的中间端口朝上并安装有水压计，所述水压计为无线压力传感器，所有的无线压力传感器信号连接所述无线数据接收器；所述监测管线的首端和尾端均安装有开关阀，所述监测管线内填充液体。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，尤其是涉及在盾构隧道建设期地表起伏变形的实时监控技术，具体涉及一种地面隆起沉降变形自动监测系统及监测方法。

背景技术

随着我国经济和技术的快速发展，大跨度盾构隧道因其安全性、高效性、耐久性常用于公路及铁路隧道建设。随着盾构隧道掘进速度和穿越各种复杂地层技术的提升，对开挖隧道地表沉降隆起监测的需求与日俱增。对一般工程项目，沉降隆起监测要从始至终贯穿项目建设期和运营期，由于建设期开挖扰动频繁，支护未稳定，对周边建筑环境的影响较大，所以尤以建设期监测最为关键重要。

现有地表沉降隆起监测方法包括人工监测和仪器监测。人工监测多为工人使用全站仪进行监测，实际现场最高的监测频率能达到两小时一监测，多数情况下只能做到半日、一日甚至多日一监测，实时监测困难。人工监测只能对有限固定点进行监测，无法形成区域网络化监测，采集数据少，监测效率低，成本较高，对建设项目安全性难以保证。仪器监测多为固定站监测系统, 此系统需要立柱等工作，先选择固定监测点，钻井挖孔，插入监测钢筋，底部混凝土固结，四周用砂石填充，整体监测柱深入地面以下，再布设监测设备进行监测。固定站监测繁杂而成本高，且只能对有限固定点进行监测。因此设计一种既能满足工程需求，在建设期和运营期都适用，操作简单，满足精度要求，成本合理的地表沉降隆起监测系统成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种地面隆起沉降变形自动监测系统及监测方法，能够形成多个待测点，实现区域网络化监测，监测精确，操作简单，成本合理，能适应建设期施工需要，不影响施工进程。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种地面隆起沉降变形自动监测系统，包括无线数据接收器和多条监测管线，每一条监测管线由多根软管首尾连通；

相邻的软管之间通过三通管的左右端口连通，所述三通管的中间端口朝上并安装有水压计，所述水压计为无线压力传感器，所有的无线压力传感器信号连接所述无线数据接收器；

所述监测管线的首端和尾端均安装有开关阀，所述监测管线内填充液体。

进一步的，所述软管为天然乳胶管，所述软管的外壁紧套有纤维编制网管，所述软管的长度为5-8m。

一种地面隆起沉降变形自动监测方法，采用本发明所述的地面隆起沉降变形自动监测系统进行监测，包括以下步骤：

S1、首先，确定监测断面位置；根据工程建设实际需要，在沿盾构隧道方向或斜交或垂直隧道前进方向断面进行地表沉降隆起监测；

S2、确定监测断面位置后，在每个断面方向铺设多条平行分布的监测管线；选取地表平整、起伏小的位置，开挖多条平行分布的浅槽清理浮土并找平，将多根软管通过三通管首尾一字型连通，将每个三通管的中间端口朝上并安装水压计，每个水压计的位置为一个待测点，每条监测管线的首端和尾端均安装有开关阀；

S4、准备水箱和压力水泵，压力水泵的进水端接通水箱，出水端接通监测管线一端的开关阀，两端的开关阀均打开，开启压力水泵往监测管线内灌水，从监测管线的另一端排水，当监测管线内满水后，关闭开关阀；

S4、所有的水压计信号连接无线数据接受器，设各个待测点的起始位置高

度为0，水压为P，待测点水压计读数为P+ΔP，各个待测点的沉降隆起值ΔZ可以通过各个待测点的水压变化值ΔP，由下式（1）—（3）推理得出：

             (1)