[发明专利]暗挖幕架体系监测系统和监测方法

说明书

本发明涉及一种暗挖幕架体系监测系统和监测方法。所述暗挖幕架体系监测系统包括多个第一棱镜、多个第二棱镜、横向轨道、监测部和数据分析部。第一棱镜设置于工作井的井壁上，第二棱镜分别设置于钢管桩和临时支撑，横向轨道设置于工作井并沿掘进方向延伸；监测部设置于横向轨道并沿横向轨道滑动，监测部包括全站仪、竖向导轨、平台板、提升装置和通信装置；数据分析部与通信装置连接。上述暗挖幕架体系监测系统能够实现实时自动测量和数据分析的自动化，并且整个监测系统只需一台全站仪，仪器利用率高，有利于节约施工成本。采用上述暗挖幕架体系监测系统的监测方法步骤简单，无需现场直接操作，提高了人员的工作效率。

技术领域

本发明涉及工程测量领域，特别是涉及暗挖幕架体系监测系统和监测方法。

背景技术

为了充分利用中心城区既有公共设施下方的地下空间，有效控制地表变形并能减小施工对地面的影响。一般采用盾构、顶管、管幕等非开挖技术进行地下施工。然而，盾构、顶管由于受到设备、结构截面尺寸及成本的限制，不能满足大断面空间开挖的要求。

暗挖幕架体系施工能进行多层施工，适应多种开挖断面形式。一般地，幕架体系暗挖施工方法的主要步骤为：首先在地下空间上方通过微型顶管顶进钢管形成管幕，冻结管幕下方土体进行加固，随后对加固土体进行放坡逐步开挖，施工临时支撑和钢管柱竖向支撑。然后，焊接钢管桩支撑形成首层幕架体系。最后，采用同样施工步骤施工二、三次幕架体系，浇筑底板后最终形成整个幕架结构。

在暗挖幕架施工期间需要选择合适的监测方法以对整个施工过程进行监控。通过测量数据优化放坡开挖量和临时支撑拆除时机对施工环境影响控制至关重要。一般地，暗挖测量方法包括水准测量方法和固定式测量方法。然而，水准测量方法需要人工测量和数据分析，测量次数和及时性不能满足施工方法的要求。固定式测量方法每层必须布置一台全站仪，存在仪器利用率较低和成本较高的问题。

发明内容

基于此，有必要针对测量次数和及时性不能满足施工方法的要求以及仪器利用率低且成本较高问题，提供一种能够实时监测、高效且仪器利用率高的暗挖幕架体系监测系统和监测方法。

一种暗挖幕架体系监测系统，包括：

多个第一棱镜，设置于工作井的井壁上；

多个第二棱镜，分别设置于钢管桩和临时支撑；

横向轨道，设置于所述工作井并沿掘进方向延伸；

监测部，设置于所述横向轨道并沿所述横向轨道滑动，所述监测部包括全站仪、竖向导轨、平台板、提升装置和通信装置，所述全站仪设置于所述平台板，所述提升装置与所述平台板连接，所述平台板与所述竖向导轨连接并通过所述提升装置沿所述竖向导轨移动；

数据分析部，与所述通信装置连接。

在一个实施例中，所述平台板的形状为矩形，所述竖向导轨包括四根轨道，四根所述轨道设置在所述平台板的四周并与所述平台板垂直。

在一个实施例中，相邻的所述轨道之间设有稳定条，所述稳定条的两端分别与所述轨道连接。

在一个实施例中，所述平台板设有横向水平气泡管和纵向水平气泡管。

在一个实施例中，所述竖向导轨的顶部设有顶板，所述顶板朝向所述平台板的一侧设有摄像头。

在一个实施例中，所述提升装置包括拉索和驱动器，所述拉索与所述平台板连接，所述驱动器与所述拉索连接。

上述暗挖幕架体系监测系统的监测方法，包括以下步骤：

将多个第一棱镜设置于工作井的井壁上作为基准点；

在钢管桩和临时支撑上分别设置多个第二棱镜；

在工作井沿掘进方向铺设横向轨道；