一种针对盾构垂直叠落段施工的间距监测装置及其方法与流程

1.本发明涉及一种间距监测装置，具体为一种针对盾构垂直叠落段施工的间距监测装置及其方法，属于隧道盾构施工技术领域。


背景技术：

2.盾构法施工是在隧道开挖过程中被广泛应用的一种暗挖施工工艺，其在施工过程中因地层开挖容易致使周围土体挤出或松弛，易造成地层损失，进而引起地表变形问题发生，而对于一些地铁线路的施工，由于在城区地段受规划条件、既有建筑物和车站设置形式等因素，不可避免地会出现上跨地铁建设施工，盾构区间叠落隧道作为小净距近接工程的一种已在国内外一些城市地铁建设中出现。
3.为了确保所开挖隧道的安全性，需要对两条隧道的垂直叠落段的间距进行测量，现有的测量方式往往以设计图来确定两条隧道的垂直叠落段间距，但再实际施工过程中，缺乏能够精准进行监测的装置，进而给施工后期会带来一定的安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种针对盾构垂直叠落段施工的间距监测装置及其方法。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种针对盾构垂直叠落段施工的间距监测装置，包括
6.外设端测量组件，其设置在所开挖隧道的较远位置，并固定安放在地面上，且其由用于支撑该组件的三角支架以及用于进行测量的全站仪构成，且所述全站仪通过转动调节机构固定安装在底座上，所述底座通过螺丝固定安装在三角支架上；
7.洞口端测量组件，其设置在所开挖隧道的洞口处，并固定安放在洞口位置的地面上，且其由用于支撑该组件的三角支架以及用于进行测量的全站仪和辅助标杆构成，且所述全站仪和辅助标杆分别通过转动调节机构固定安装在底座上，所述底座通过螺丝固定安装在三角支架上；
8.标杆组件，其呈竖直状固定安装在所开挖的隧道内，并位于两条隧道的垂直跌落部位，且其由长直状竖杆以及连接在所述竖杆下方用于安插在地面内的安插杆构成。
9.作为本发明再进一步的方案：所述底座和竖杆上均安装有水平仪。
10.作为本发明再进一步的方案：所述竖杆与安插杆之间固定连接有呈水平状的限位板。
11.作为本发明再进一步的方案：所述标杆组件与辅助标杆的上端均设置有监测点位，且所述辅助标杆上的监测点位与洞口端测量组件上全站仪的测量部位处于同一水平线。
12.作为本发明再进一步的方案：所述外设端测量组件上的全站仪以及洞口端测量组件上的全站仪和辅助标杆均通过转动调节机构呈可旋转式连接。
13.作为本发明再进一步的方案：所述转动调节机构由固定安装在底座上表面的外套筒以及安置在所述底座内用于连接全站仪和辅助标杆底端的从动齿轮盘构成，所述从动齿轮盘与外套筒的底面之间通过转动轴承进行转动连接，所述外套筒的侧壁贯穿有转动设置的调节旋钮，且所述调节旋钮位于外套筒内的一端固定连接有与从动齿轮盘呈齿合连接的主动锥形齿轮。
14.一种针对盾构垂直叠落段施工的间距监测装置，其测量方法包括以下步骤：
15.步骤一、根据施工图纸，在开挖两条开挖隧道的垂直跌落部位分别安插标杆组件，在开挖完成的两条隧道的洞口处安放洞口端测量组件，并在距离洞口较远位置安放外设端测量组件，并通过水平仪确保外设端测量组件和洞口端测量组件水平安置，以及确保标杆组件竖直安插；
16.步骤二、先转动外设端测量组件的全站仪对准其中一个洞口端测量组件的辅助标杆监测出垂直间距a1，再将该洞口端测量组件的全站仪对准该隧道内的标杆组件监测出垂直间距a2；
17.步骤三、转动外设端测量组件的全站仪对准另一个洞口端测量组件的辅助标杆监测出垂直间距b1，再将该洞口端测量组件的全站仪对准该隧道内的标杆组件监测出垂直间距b2；
18.步骤四、通过计算，a1 a2即为其中一个隧道垂直叠落部位与外设端测量组件的垂直间距值，b1 b2即为另一个隧道垂直叠落部位与外设端测量组件的垂直间距值，将两值进行相减，即可监测计算出两个隧道的垂直叠落段施工的间距。
19.本发明的有益效果是：
20.1、安装有水平仪，以确保外设端测量组件和洞口端测量组件的、全站仪能够呈水平状安置，且标杆组件能够呈竖直状安置，进而可确保监测数据的精准度；
21.2、标杆组件与辅助标杆的上端均设置有监测点位，辅助标杆上的监测点位与洞口端测量组件上全站仪的测量部位处于同一水平线，可使全站仪能够精准找到测量点，同时可通过外设端测量组件上的全站仪对辅助标杆的监测以实现对洞口端测量组件上的全站仪进行水平高度的监测；
22.3、设置有转动调节机构，即在安置调平测量组件后，可由监测人员转动洞口端测量组件上的全站仪即可对准标杆组件，并可通过转动外设端测量组件上的全站仪对准同样能够进行转动的辅助标杆，便于操作使用，以通过旋拧调节旋钮带动从动齿轮盘转动，进而实现对全站仪和辅助标杆进行转动调节。
附图说明
23.图1为本发明整体布局结构示意图；
24.图2为本发明标杆组件结构示意图；
25.图3为本发明外设端测量组件结构示意图；
26.图4为本发明洞口端测量组件结构示意图；
27.图5为本发明转动调节机构结构示意图；
28.图6为本发明测量计算展示示意图。
29.图中：1、外设端测量组件，2、洞口端测量组件，3、标杆组件，4、三角支架，5、底座，
6、水平仪，7、全站仪，8、辅助标杆，9、转动调节机构，10、竖杆，11、安插杆，12、限位板，13、外套筒，14、转动轴承，15、从动齿轮盘，16、调节旋钮，17、主动锥形齿轮。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例一
32.请参阅图1～6，一种针对盾构垂直叠落段施工的间距监测装置，包括
33.外设端测量组件1，其设置在所开挖隧道的较远位置，并固定安放在地面上，且其由用于支撑该组件的三角支架4以及用于进行测量的全站仪7构成，且所述全站仪7通过转动调节机构9固定安装在底座5上，所述底座5通过螺丝固定安装在三角支架4上；
34.洞口端测量组件2，其设置在所开挖隧道的洞口处，并固定安放在洞口位置的地面上，且其由用于支撑该组件的三角支架4以及用于进行测量的全站仪7和辅助标杆8构成，且所述全站仪7和辅助标杆8分别通过转动调节机构9固定安装在底座5上，所述底座5通过螺丝固定安装在三角支架4上；
35.标杆组件3，其呈竖直状固定安装在所开挖的隧道内，并位于两条隧道的垂直跌落部位，且其由长直状竖杆10以及连接在所述竖杆10下方用于安插在地面内的安插杆11构成。
36.在本发明实施例中，所述底座5和竖杆10上均安装有水平仪6，以确保外设端测量组件1和洞口端测量组件2的、全站仪7能够呈水平状安置，且标杆组件3能够呈竖直状安置，进而可确保监测数据的精准度。
37.在本发明实施例中，所述竖杆10与安插杆11之间固定连接有呈水平状的限位板12，可在安插标杆组件3时，使限位板12紧贴在地面上，进而确保两个标杆组件3的安装高度是一定的。
38.在本发明实施例中，所述标杆组件3与辅助标杆8的上端均设置有监测点位，且所述辅助标杆8上的监测点位与洞口端测量组件2上全站仪7的测量部位处于同一水平线，可使全站仪7能够精准找到测量点，同时可通过外设端测量组件1上的全站仪7对辅助标杆8的监测以实现对洞口端测量组件2上的全站仪7进行水平高度的监测。
39.实施例二
40.请参阅图1～6，一种针对盾构垂直叠落段施工的间距监测装置，包括
41.外设端测量组件1，其设置在所开挖隧道的较远位置，并固定安放在地面上，且其由用于支撑该组件的三角支架4以及用于进行测量的全站仪7构成，且所述全站仪7通过转动调节机构9固定安装在底座5上，所述底座5通过螺丝固定安装在三角支架4上；
42.洞口端测量组件2，其设置在所开挖隧道的洞口处，并固定安放在洞口位置的地面上，且其由用于支撑该组件的三角支架4以及用于进行测量的全站仪7和辅助标杆8构成，且所述全站仪7和辅助标杆8分别通过转动调节机构9固定安装在底座5上，所述底座5通过螺丝固定安装在三角支架4上；
43.标杆组件3，其呈竖直状固定安装在所开挖的隧道内，并位于两条隧道的垂直跌落部位，且其由长直状竖杆10以及连接在所述竖杆10下方用于安插在地面内的安插杆11构成。
44.在本发明实施例中，所述外设端测量组件1上的全站仪7以及洞口端测量组件2上的全站仪7和辅助标杆8均通过转动调节机构9呈可旋转式连接，即在安置调平测量组件后，可由监测人员转动洞口端测量组件2上的全站仪7即可对准标杆组件3，并可通过转动外设端测量组件1上的全站仪7对准同样能够进行转动的辅助标杆8，便于操作使用。
45.在本发明实施例中，所述转动调节机构9由固定安装在底座5上表面的外套筒13以及安置在所述底座5内用于连接全站仪7和辅助标杆8底端的从动齿轮盘15构成，所述从动齿轮盘15与外套筒13的底面之间通过转动轴承14进行转动连接，所述外套筒13的侧壁贯穿有转动设置的调节旋钮16，且所述调节旋钮16位于外套筒13内的一端固定连接有与从动齿轮盘15呈齿合连接的主动锥形齿轮17，以通过旋拧调节旋钮16带动从动齿轮盘15转动，进而实现对全站仪7和辅助标杆8进行转动调节。
46.实施例三
47.请参阅图1～6，一种针对盾构垂直叠落段施工的间距监测装置，其测量方法包括以下步骤：
48.步骤一、根据施工图纸，在开挖两条开挖隧道的垂直跌落部位分别安插标杆组件3，在开挖完成的两条隧道的洞口处安放洞口端测量组件2，并在距离洞口较远位置安放外设端测量组件1，并通过水平仪6确保外设端测量组件1和洞口端测量组件2水平安置，以及确保标杆组件3竖直安插；
49.步骤二、先转动外设端测量组件1的全站仪7对准其中一个洞口端测量组件2的辅助标杆8监测出垂直间距a1，再将该洞口端测量组件2的全站仪7对准该隧道内的标杆组件3监测出垂直间距a2；
50.步骤三、转动外设端测量组件1的全站仪7对准另一个洞口端测量组件2的辅助标杆8监测出垂直间距b1，再将该洞口端测量组件2的全站仪7对准该隧道内的标杆组件3监测出垂直间距b2；
51.步骤四、通过计算，a1 a2即为其中一个隧道垂直叠落部位与外设端测量组件1的垂直间距值，b1 b2即为另一个隧道垂直叠落部位与外设端测量组件1的垂直间距值，将两值进行相减，即可监测计算出两个隧道的垂直叠落段施工的间距。
52.工作原理：先由外设端测量组件1的全站仪7对准其中一个洞口端测量组件2的辅助标杆8监测出垂直间距a1，再将该洞口端测量组件2的全站仪7对准该隧道内的标杆组件3监测出垂直间距a2；再由外设端测量组件1的全站仪7对准另一个洞口端测量组件2的辅助标杆8监测出垂直间距b1，再将该洞口端测量组件2的全站仪7对准该隧道内的标杆组件3监测出垂直间距b2；通过计算，a1 a2即为其中一个隧道垂直叠落部位与外设端测量组件1的垂直间距值，b1 b2即为另一个隧道垂直叠落部位与外设端测量组件1的垂直间距值，将两值进行相减，即可监测计算出两个隧道的垂直叠落段施工的间距。
53.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
54.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。