背景:在地铁施工过程中,如挖掘隧道、建设车站等工程活动,会引起周围土体的应力变化,导致地面沉降。差压式静力水准仪可以对施工区域周边的地面沉降情况进行高精度监测。
工作原理:它通过在基准点和监测点安装静力水准仪,利用连通管原理,当监测点相对基准点发生沉降或隆起时,水准仪内的液体压力会发生变化。这种压力差与两点之间的高程差变化成正比,通过测量压力差,进而精确计算出高程差的变化。例如,在地铁隧道挖掘附近的地面上设置多个监测点,与远处稳定的基准点组成监测网络。如果某个监测点的差压式静力水准仪显示压力差发生变化,就可以判断该点的地面高程发生了改变,及时发现不均匀沉降情况。
意义:准确的地面沉降监测数据可以帮助施工人员调整施工参数,如控制挖掘速度、优化支护结构等,以减少对周边环境的影响,避免因过度沉降导致建筑物倾斜、地下管线破裂等事故。
背景:地铁车站和区间隧道等结构物在施工过程中,自身也会因各种因素(如土体压力、地下水变化等)发生变形。差压式静力水准仪可以用于监测这些结构物关键部位的垂直变形情况。
应用方式:在地铁车站的柱体、墙壁以及隧道衬砌等部位安装静力水准仪,组成监测系统。当结构物发生沉降或隆起时,系统能够快速感知并记录高程变化数据。例如,对于大型地铁车站的中柱,通过在柱顶和柱底设置静力水准仪,能够实时监测柱体的压缩或拉伸变形情况,确保结构安全。
重要性:及时发现结构物的变形趋势,对于保障地铁建设质量和施工安全至关重要。如果结构物变形超过设计允许范围,可及时采取加固措施,如增加支撑、调整施工工艺等。
背景:地铁列车长期运行会对轨道产生振动、冲击等荷载,导致轨道变形,包括沉降和高低不平顺等情况。差压式静力水准仪可以对轨道的垂直变形进行长期、自动监测。
监测系统:在轨道道床或轨枕上安装静力水准仪,以一定的间隔(如每隔一段轨道区间)设置监测点,与基准点构成监测网络。当轨道发生变形时,水准仪测量出的压力差变化可以反映轨道高程的改变。通过数据分析,可以得到轨道变形的程度和速率。
作用:精确的轨道变形监测数据有助于地铁运营部门合理安排轨道维修和保养计划。例如,当发现某段轨道沉降超过规定限值时,可以及时进行轨道的调整和修复,以确保列车运行的平稳性和安全性,减少因轨道变形引起的列车振动、噪声等问题,提高乘客的乘坐舒适度。
背景:地铁车站在运营过程中,可能会受到周边环境变化(如地下水位波动、相邻工程活动等)的影响,导致结构安全隐患。差压式静力水准仪可以作为车站结构安全监测系统的一部分,持续监测车站结构的垂直稳定性。
实施方法:在车站的关键结构部位(如出入口、站厅与站台连接处等)安装静力水准仪,实时监测这些部位相对于基准点的高程变化。如果发现车站结构出现不均匀沉降等异常情况,系统可以及时发出警报。
意义:保障地铁车站的长期安全运营,避免因结构变形引发的安全事故,如墙体开裂、顶板塌陷等,确保乘客和工作人员的生命财产安全。