背景:在地鐵施工過程中,如挖掘隧道、建設車站等工程活動,會引起周圍土體的應力變化,導致地面沉降。差壓式靜力水準儀可以對施工區域周邊的地面沉降情況進行高精度監測。
工作原理:它通過在基準點和監測點安裝靜力水準儀,利用連通管原理,當監測點相對基準點發生沉降或隆起時,水準儀內的液體壓力會發生變化。這種壓力差與兩點之間的高程差變化成正比,通過測量壓力差,進而精確計算出高程差的變化。例如,在地鐵隧道挖掘附近的地面上設置多個監測點,與遠處穩定的基準點組成監測網絡。如果某個監測點的差壓式靜力水準儀顯示壓力差發生變化,就可以判斷該點的地面高程發生了改變,及時發現不均勻沉降情況。
意義:準確的地面沉降監測數據可以幫助施工人員調整施工參數,如控制挖掘速度、優化支護結構等,以減少對周邊環境的影響,避免因過度沉降導致建筑物傾斜、地下管線破裂等事故。
背景:地鐵車站和區間隧道等結構物在施工過程中,自身也會因各種因素(如土體壓力、地下水變化等)發生變形。差壓式靜力水準儀可以用于監測這些結構物關鍵部位的垂直變形情況。
應用方式:在地鐵車站的柱體、墻壁以及隧道襯砌等部位安裝靜力水準儀,組成監測系統。當結構物發生沉降或隆起時,系統能夠快速感知并記錄高程變化數據。例如,對于大型地鐵車站的中柱,通過在柱頂和柱底設置靜力水準儀,能夠實時監測柱體的壓縮或拉伸變形情況,確保結構安全。
重要性:及時發現結構物的變形趨勢,對于保障地鐵建設質量和施工安全至關重要。如果結構物變形超過設計允許范圍,可及時采取加固措施,如增加支撐、調整施工工藝等。
背景:地鐵列車長期運行會對軌道產生振動、沖擊等荷載,導致軌道變形,包括沉降和高低不平順等情況。差壓式靜力水準儀可以對軌道的垂直變形進行長期、自動監測。
監測系統:在軌道道床或軌枕上安裝靜力水準儀,以一定的間隔(如每隔一段軌道區間)設置監測點,與基準點構成監測網絡。當軌道發生變形時,水準儀測量出的壓力差變化可以反映軌道高程的改變。通過數據分析,可以得到軌道變形的程度和速率。
作用:精確的軌道變形監測數據有助于地鐵運營部門合理安排軌道維修和保養計劃。例如,當發現某段軌道沉降超過規定限值時,可以及時進行軌道的調整和修復,以確保列車運行的平穩性和安全性,減少因軌道變形引起的列車振動、噪聲等問題,提高乘客的乘坐舒適度。
背景:地鐵車站在運營過程中,可能會受到周邊環境變化(如地下水位波動、相鄰工程活動等)的影響,導致結構安全隱患。差壓式靜力水準儀可以作為車站結構安全監測系統的一部分,持續監測車站結構的垂直穩定性。
實施方法:在車站的關鍵結構部位(如出入口、站廳與站臺連接處等)安裝靜力水準儀,實時監測這些部位相對于基準點的高程變化。如果發現車站結構出現不均勻沉降等異常情況,系統可以及時發出警報。
意義:保障地鐵車站的長期安全運營,避免因結構變形引發的安全事故,如墻體開裂、頂板塌陷等,確保乘客和工作人員的生命財產安全。