[发明专利]一种监测地下空间及线路轨道土体侧移和沉降的装置及方法

权利要求书

1.一种监测地下空间及线路轨道土体侧移和沉降的装置及方法，主要包括监测基坑周边土体、磁浮轨道、高铁轨道及地铁隧道周边土体侧移和沉降，装置包括：数据采集系统、数据综合处理（计算）系统以及公共无线网路通信发射装置，其特征在于：所述的数据采集系统包括变形测量装置、数据采集仪、数据传输装置，其中变形测量装置包括活动铰（4）、位移传感器（7）、角度传感器（8）、螺纹接杆（10）、数据线（11）、传感器保护盒（12）以及端部伸缩装置（13）。

2.根据权利要求1所述的位移传感器（7），其特征在于：所述的位移传感器（7）是拉线传感器或者激光位移计等。

3.根据权利要求1所述的角度传感器（8），其特征在于：所述的角度传感器（8）是倾角传感器或者陀螺仪等。

4.根据权利要求1所述的端部伸缩装置（13），其特征在于：所述的端部伸缩装置（13）有螺旋接口可以与变形测量装置的螺纹接杆相连，同时此端部伸缩装置可以自由伸缩以及在内部装有位移传感器（7），当伸缩装置发生伸缩位移时，会让位移传感器产生示数；伸缩装置下端与地面接触，当下部土体发生沉降时，伸缩装置下端在重力作用下也会下移与地面始终接触从而位移传感器会测出位移，伸缩装置也可安装在整套装置上部，使变形测量装置下端与地面接触，当下部土体发生沉降时，整套装置在重力作用下需要下移从而使伸缩装置发生伸缩位移，伸缩装置中的位移传感器会测出沉降位移。

5.根据权利要求1所述的一种监测基坑周边土体、磁浮轨道、高铁轨道及地铁隧道周边土体侧移和沉降的装置，其特征在于：根据测试深度范围的需要通过螺纹接杆（10）把若干变形测量装置连接起来测量深度范围内各检测点的侧移和沉降。

6.利用权利要求1所述的变形测量装置对基坑周边土体的测量方法，其特征在该测量方法包括下列步骤：

1）在开挖基坑前，在离基坑开挖较远且土体变形较小的基坑外周四角设置固定件（1）作为测量基坑变形的参考点，固定件之间用钢丝（9）相连并拉紧；

2）根据测量需要在钢丝下方的土体选择所需测量的位置钻竖孔并采用泥浆护壁或钢管护壁等方式保证孔壁没有堵塞，孔径大小要求使变形测量装置可放入，孔的深度根据测量范围的需要选定3）按现场实际高度要求组装变形测量装置，其长度为钢丝与竖孔底的距离，将变形测量装置的一端安装在绷紧的钢丝（9）上，变形测量装置可以以钢丝为轴自由转动，另一端放置在竖孔中，放置时外面用软管保护；考虑到参考点处可能会发生小范围的变形，为使结果更精确可控，在不受土体变形影响更远处设置固定件（1）作为测量基坑变形的基准点，并与参考点用位移传感器相连，来监测参考点的侧移，如果采用钢管护壁，需要变形测量装置安装到位后，拔除钢管；

4）连接好数据采集系统，通过采集变形测量装置中的角度传感器（8）产生的转角变化来测算土体的侧移，通过采集变形测量装置中的位移传感器（7）的示数变化来测算土体的沉降，同时通过采集连接基准点和参考点的位移传感器（7）的示数，得到参考点的侧移；

5）利用数据综合处理（计算）系统得所测基坑周边土体的沉降和侧移。

7.利用权利要求1所述的变形测量装置对磁浮轨道或高铁轨道周边土体的测量方法，其特征在该测量方法包括下列步骤：

1）在已有磁浮轨道或者高铁轨道附近进行基坑开挖或隧道掘进等对磁浮轨道或高铁轨道产生影响时，特别地，当需施工的地下管线或地铁隧道横穿磁浮轨道或高铁轨道时，在轨道与影响源的之间并靠近轨道的位置并且对土体影响较小的位置设置固定件（1）作为监测磁浮轨道或高铁轨道变形的参考点，固定件之间用钢丝（9）相连并拉紧；

2）其余步骤与监测基坑步骤相同。

8.利用权利要求1所述的变形测量装置对地铁等已建隧道周边土体变形的测量方法，其特征在该测量方法包括下列步骤：

1）在已建地铁等隧道周边存在基坑开挖、打桩或地下建筑结构施工等对地铁等隧道产生影响时，在隧道与影响源之间，靠近隧道的位置，沿隧道行进方向两头，并且在土体受影响源影响较小的位置设置固定件（1）作为监测隧道周边土体变形的参考点，固定件之间用钢丝（9）相连并拉紧；

2）其余步骤与监测基坑步骤相同。