本发明涉及城市轨道交通施工，具体涉及一种管道变形监测设备及方法。
背景技术：
1、城市基础建设的迅速发展，使得城市地下管线的数量日益增多，并日渐复杂。在城市轨道交通施工过程中，盾构和基坑开挖会对周边构筑物及地形产生一定的影响，从而引起地下管线变形，影响运行安全，所以盾构和基坑开挖过程中对地下管线的变形监测及变形控制是城市轨道交通施工过程面临重要的问题。
2、为确保地下管线的安全运行，保障轨道交通施工的顺利进行，施工过程中必须对周围管线进行变形监测，以避免事故的发生。目前常用的监测方法有直接法和间接法两种：直接法通过直接开挖布点的方式实施，利用在管道上设置的抱箍和测杆进行管道变形监测，但是轨道交通线路通常沿城市主干道布设，现场无开挖条件，无法进行布点监测，实施难度大。间接法利用窨井在管道上方钻孔布置测杆，通过测量测杆的位移而获得管道沉降变形，但是该方法通常由于无法准确找到布设测点使得测量误差较大，达不到管道变形监测的目的。因此，找到一种测量准确并且可操作的的管道变形监测方法显得非常重要。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种管道变形监测设备及方法，以解决现有方法实施难度大、测量误差大等问题。
2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
3、管道变形监测方法，所述方法包括：
4、将一个连接有阵列式柔性三维变形传感器的张拉装置置入上游管道检修井内；
5、张拉装置在被测量管道内随水流移动到下游管道检修井内，并将阵列式柔性三维变形传感器带入被测量管道；
6、在下游管道检修井内置入另一个张拉装置，将阵列式柔性三维变形传感器的另一端连接到另一张拉装置上；
7、启动两个张拉装置，令阵列式柔性三维变形传感器的两端在张拉装置侧面设置的张拉装置固定滑轮上卷收，从而绷直并紧贴被测量管道的底部；
8、利用阵列式柔性三维变形传感器测得管道对应轴与重力方向夹角为θ。
9、进一步地，所述方法还包括：
10、阵列式柔性三维变形传感器由相同长度的测量单元连接而成，每节测量单元中安装有加速度传感器，通过加速度传感器测量重力加速度在不同的轴向上的数据来反应出对应轴与重力方向的角度，通过角度的变化计算对应的每节长度的位移量。
11、进一步地，所述方法还包括：
12、在上游管道检修井内的侧壁以及下游管道检修井内的侧壁分别设置定位传感器，监测上游管道检修井和下游管道检修井的水平位移。
13、进一步地，所述方法还包括：
14、计算管道纵向变形位移：
15、单节测量单元z轴方向变形δz为：
16、δz＝lsinβ＝lsin；
17、其中：
18、l为单节测量单元长度；
19、β管道对应轴与水平方向夹角；
20、整个监测管道段z轴变形位移z为：
21、z＝∑lsinβn＝∑lsinn)；
22、其中：
23、n为测量单元节数。
24、进一步地，所述方法还包括：
25、利用定位传感器测量到管道检修井沿管道方向的位置数据x1，若检修井沿管道方向的原始位置数据为x0，得出检修井沿管道方向的位移数据δx为：
26、δx＝x1-x0；
27、即得到地下管道沿管道方向的水平变形位移数据。
28、另一方面，提供管道变形监测设备，所述设备用于实施所述的方法，包括张拉装置和阵列式柔性三维变形传感器；
29、所述阵列式柔性三维变形传感器位于被测量管道内的底部，所述阵列式柔性三维变形传感器两端分别连接到一个所述张拉装置；
30、两个所述张拉装置分别位于所述被测量管道的上游管道检修井内和下游管道检修井内。
31、进一步地，所述张拉装置的侧面设置有张拉装置固定滑轮，所述阵列式柔性三维变形传感器的端部连接到所述张拉装置固定滑轮上。
32、进一步地，所述设备还包括牵引装置，所述牵引装置连接到所述张拉装置的侧面。
33、进一步地，所述设备还包括定位传感器，所述定位传感器位于所述上游管道检修井内的侧壁以及所述下游管道检修井内的侧壁。
34、进一步地，所述设备还包括配重块，所述配重块位于所述张拉装置内或顶部。
35、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
36、(1)本发明的管道变形监测方法，在管道内放置测量设备直接进行管道变形测量，无需在管道上方开挖窨井和放置抱箍，避免了地下管道无开挖条件的情况，提高了监测工程可操作性和便利性，降低了地下管道变形监测实施难度。
37、(2)本发明的管道变形监测方法，不再通过人工测量管道上方埋设的钢筋位移得到管道的沉降变形，而是利用放置在管道底部的阵列式柔性三维变形传感器进行管道变形测量，避免人工测量和测点布置不准确而产生的测量误差，测量结果可靠。并且，本发明利用阵列式柔性三维变形传感器不仅能监测地下管线的沉降还能监测管线横向位移，精度可以达到毫米级，测量范围更广，精度更高。
38、(3)本发明的管道变形监测方法，可实时采集和上传管道变形监测数据，无需进行人工测量和数据处理，减轻监测作业强度，提高工作效率。而且本发明能利用处理系统实时显示处理后的管道变形数据，从而得到真实的管道变形程度和规律，可用以指导施工单位采取相应的措施，以防止管道运行事故的发生。
39、(4)本发明的管道变形监测装置，在每次管道监测完成后可回收重复利用，有效降低了施工造价，并减少了材料浪费。
1.管道变形监测方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的管道变形监测方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的管道变形监测方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的管道变形监测方法，其特征在于：
5.根据权利要4所述的管道变形监测方法，其特征在于：
6.管道变形监测设备，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的管道变形监测设备，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的管道变形监测设备，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的管道变形监测设备，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的管道变形监测设备，其特征在于：
