[发明专利]类矩形盾构隧道的管片监测方法

摘要

本发明公开了一种类矩形盾构隧道的管片监测方法，包括：在类矩形盾构隧道的后部设置全站仪；类矩形盾构隧道的整环管片由多个管片分块拼接而成，在多个管片分块中选取若干个待测管片分块，待测管片分块在隧道施工过程中始终与全站仪保持可通视状态；在待测管片分块上设置双轴倾斜仪和目标棱镜；通过双轴倾斜仪获取待测管片分块的初始角度和当前角度，通过全站仪获取目标棱镜的初始坐标信息和当前坐标信息；通过比较待测管片分块的初始角度和当前角度以及比较目标棱镜的初始坐标信息和当前坐标信息，分析得到待测管片分块的收敛变形情况。本发明双轴倾斜仪在整环管片上形成断面监测环，以及目标棱镜和全站仪的配合，获得类矩形隧道管片的收敛信息。

主权项

1.一种类矩形盾构隧道的管片监测方法，其特征在于，包括：在类矩形盾构隧道的后部设置全站仪；类矩形盾构隧道的整环管片由多个管片分块拼接而成，在多个所述管片分块中选取若干个待测管片分块，所述待测管片分块在隧道施工过程中始终与所述全站仪保持可通视状态；在所述待测管片分块上设置双轴倾斜仪和目标棱镜；通过所述双轴倾斜仪获取所述待测管片分块的初始角度和当前角度，通过所述全站仪获取所述目标棱镜的初始坐标信息和当前坐标信息；通过比较所述待测管片分块的初始角度和当前角度以及比较所述目标棱镜的初始坐标信息和当前坐标信息，分析得到所述待测管片分块的收敛变形情况；所述收敛变形情况包括旋转变形情况，分析所述待测管片分块的旋转变形情况，包括：将所述双轴倾斜仪获取的所述待测管片分块的初始角度和当前角度记为φ和φ'；利用公式△φ＝|φ'‑φ|，计算得出所述待测管片分块在水平方向的角度变化量△φ，从而得到所述待测管片分块的旋转变形情况；在所述待测管片分块上设置一个双轴倾斜仪，所述双轴倾斜仪位于所述待测管片分块的外环面的中心位置；所述收敛变形情况包括位移变形情况，分析所述待测管片分块的位移变形情况，包括：在所述待测管片分块上设置三个目标棱镜，三个所述目标棱镜分别位于所述待测管片分块的外环面的中心位置以及相对两侧；将位于所述待测管片分块的外环面的中心位置的目标棱镜记为中心目标棱镜，将位于所述待测管片分块的外环面的相对两侧的两个目标棱镜记为第一目标棱镜和第二目标棱镜；以类矩形盾构隧道的施工推进方向的设计轴线为x轴，以垂直于y轴并位于水平面内的线为y轴，以垂直于x轴并位于铅垂面内的线为z轴，建立类矩形盾构隧道的三维施工坐标系；通过所述全站仪获取所述中心目标棱镜、所述第一目标棱镜以及所述第二目标棱镜的初始坐标信息和当前坐标信息，将所述中心目标棱镜的初始坐标信息和当前坐标信息记为(xo,yo,zo)和(x'o,y'o,z'o)，将所述第一目标棱镜的初始坐标信息和当前坐标信息记为(xA,yA,zA)和(x'A,y'A,z'A)，将所述第二目标棱镜的初始坐标信息和当前坐标信息记为(xB,yB,zB)和(x'B,y'B,z'B)；将隧道施工过程中的类矩形盾构隧道的三维施工坐标系转换为断面坐标系；在所述断面坐标系中，将所述中心目标棱镜的初始坐标信息和当前坐标信息转换为(yo,zo)和(y'o,z'o)，将所述第一目标棱镜的初始坐标信息和当前坐标信息记为(yA,zA)和(y'A,z'A)，将所述第二目标棱镜的初始坐标信息和当前坐标信息记为(yB,zB)和(y'B,z'B)；利用公式y'A＝(yA‑yo)cos△φ‑(zA‑zo)sin△φ+yo+△y或公式y'B＝(yB‑yo)cos△φ‑(zB‑zo)sin△φ+yo+△y，计算得出所述待测管片分块在水平方向的水平位移量△y，从而得到所述待测管片分块的位移变形情况。