[发明专利]地铁暗挖段地表沉降量测量装置及方法

说明书

本发明涉及地表沉降监测领域，具体涉及了一种地铁暗挖段地表沉降量测量装置，包括激光器、基准杆和测量组件，基准杆的底端竖直地插入地表并抵接于基岩，激光器设于待测地表，且激光器的发射端对着基准杆；基准杆上设有第一刻度尺，测量组件通过滑动组件活动地配合连接于基准杆，使测量组件能够在基准杆的长度方向上滑动，测量组件包括相对设置的凹透镜和第二刻度尺，凹透镜位于激光器和第二刻度尺之间，第一刻度尺、第二刻度尺均平行于基准杆的长度方向布置。本发明的地铁暗挖段地表沉降量测量装置，通过激光器和基准杆来快速判断地表是否发生沉降，以及沉降量的大小。

技术领域

本发明涉及地表沉降监测领域，特别是涉及一种地铁暗挖段地表沉降量测量装置及方法。

背景技术

地面沉降是指在一定的地表面积内所发生的地面水平面降低的现象，在地铁施工中，采用暗挖法掘进时，因为改变了地下土层的应力分布，所以地铁暗挖段的地表有沉降甚至坍塌的风险。为此，应在地铁暗挖段的地表处进行地表沉降量监测。目前地表沉降的监测方式主要有以下几种：水准仪测量、GPS定位和全站仪测量，其中，水准仪和全站仪测量步骤繁琐，每个测量点都需要重新校准，考虑到测量的成本，不可能在每个测量点都设置一套水准仪或全站仪测量工具，而GPS定位精度不佳，难以精确地捕获到地表细微的沉降。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种地铁暗挖段地表沉降量测量装置，通过激光器和基准杆来快速判断地表是否发生沉降，以及沉降量的大小。

基于此，本发明提供了一种地铁暗挖段地表沉降量测量装置，包括激光器、基准杆和测量组件，所述基准杆的底端竖直地插入地表并抵接于基岩，所述激光器设于待测地表，且所述激光器的发射端对着所述基准杆；所述基准杆上设有第一刻度尺，所述测量组件通过滑动组件活动地配合连接于所述基准杆，使所述测量组件能够在所述基准杆的长度方向上滑动，所述测量组件包括相对设置的凹透镜和第二刻度尺，所述凹透镜的焦距为7～9mm，所述第二刻度尺和凹透镜的距离为所述凹透镜的焦距的0.9～1.2倍，所述凹透镜位于所述激光器和第二刻度尺之间，且所述凹透镜在竖直方向上的高度为8～10mm，所述第一刻度尺、第二刻度尺均平行于所述基准杆的长度方向布置。

作为优选的，所述滑动组件包括滑轨和活动地配合连接于所述滑轨的滑动件，所述滑动件固定连接于所述测量组件，所述滑轨设在所述基准杆的顶端，且所述滑轨沿所述基准杆的长度方向布置。

作为优选的，所述凹透镜的镜面为横截面呈C形的凹槽，且所述凹槽的长度方向的两端分别贯通于所述凹透镜的两侧。

作为优选的，所述第二刻度尺为曲面状，其凹面上设有刻度线，所述第二刻度尺的曲率半径为13～21mm。

作为优选的，所述激光器为一字线激光器，所述一字线激光器射出的激光的线宽为0.2～0.3mm。

为了解决相同的技术问题，本发明还提供了一种地铁暗挖段地表沉降量测量方法，包括如下步骤：

步骤S1、沿地铁暗挖段的主体的长度方向每隔12～18m标记一测量断面，每个所述测量断面标记出5～10个沉降量测点；

步骤S2、在所述地铁暗挖段的主体长度方向一侧的地面上竖直地插入基准杆，并使所述基准杆的底端抵接在基岩上；

步骤S3、在所述沉降量测点架设激光器，将所述激光器对准所述基准杆，并保持所述激光器射出的激光平行于水平面；

步骤S4、滑动调整所述测量组件的位置，使所述激光器射出的激光和所述凹透镜的主轴重合；

步骤S5、当沉降量的数值大于所述凹透镜的半径，读取所述第一刻度尺的读数；当沉降量的数值小于所述凹透镜的半径，读取所述第二刻度尺的读数，将第一刻度尺的读数或第二刻度尺的读数记为沉降量读数。

作为优选的，相邻的所述沉降量测点间距为3～6m。