CN101339087A - 一种止水帷幕渗漏通道快速探测仪系统及探测方法 - Google Patents
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Abstract
一种止水帷幕渗漏通道快速探测仪系统及探测方法。该探测仪由温度传感器、温度变送器、A/D转换及数据采集卡、USB接口、笔记本电脑及电源等组成；其探测方法为：首先在止水帷幕渗漏点四周，支护桩之间的岩土缝隙均匀布置若干等深度孔洞，其次以出水点为中心在相对坐标图上标示出各个孔洞和出水点方位位置，将温度测量探头放置孔洞中，测量孔洞底部土层介质的温度T，将温度T反映到坐标图上对应孔洞位置；当已开挖环境空气温度低于渗漏水温度时，坐标图上温度升高的方向为渗漏通道方向，当已开挖环境空气温度高于渗漏水温度时，坐标图上温度降低的方向为渗漏通道方向。本探测仪轻便、探测结果直观，效率高，适合在工程领域推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种探测仪系统及探测方法，特别是涉及一种止水帷幕渗漏通道快速探测仪系统及探测方法。本发明适用于城市建筑深基坑开挖、地铁施工建设等在建工程，要求在止水帷幕出现渗漏时现场快速探测其渗漏通道，指导堵漏和抢险工程实施，保证工程建设安全。
背景技术
由于土地价格越来越昂贵，充分利用地下空间已成为城市建筑开发的一种趋势，深基坑的开挖和支护在高层建筑和地铁等工程上广泛使用。在应对地下水处理问题上，深搅桩或工型桩止水帷幕全封闭止水、深搅桩帷幕结合降水井止排结合是普遍采用的技术手段。由于施工机具、周边环境、地质水文等条件所限，止水帷幕往往不能做到完全的搭接咬合，因此砂类土地区基坑“十坑九漏”的现状很难得到根本改观。尤其在基坑开挖过程中，往往是能看到漏点，但渗漏通道和进水点却很难找到，而且，由于土方开挖，很多处理工艺的实行受到限制，以至于花了很大的成本也不易解决根本问题。如何快速准确找到漏点并针对性的进行处理的需要越来越迫切。
现有的推断方法包括水文地质推断或地球物理勘探方法。由于施工现场水文地质条件复杂，现场不容许大规模勘探施工，水文地质推断方法仅仅是推断解释，不能保证其结果的正确性；已采用的地球物理勘探方法有地质雷达和电场测量方法，但基坑场地钢筋多、出水点周围土层介质电性分布复杂，这些方法仅能在探测条件好的地方使用。
深基坑已开挖部分受到环境温度的影响，其表面至其下五十厘米深度范围内温度趋向于空气环境温度，地下数米乃至十米以下的岩土介质，受四季环境温度影响较小，其温度往往在一定范围内变化，典型地，地下水的温度长年保持在15度左右，存在冬暖夏凉的特点。若基坑出现渗漏，在出水口附近渗漏通道上，受到地下水温度影响，紧邻通道周围介质温度会逐渐接近地下水温度，从而形成对渗漏通道有示踪作用的温度场分布特征，这是通过温度场分布测量探测渗漏通的物理原理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种止水帷幕渗漏通道快速探测仪系统及其探测方法。
解决上述技术问题是通过以下的技术方案来实现的：
一种止水帷幕渗漏通道快速探测仪系统，其特征在于该探测仪系统由图3中所示温度传感器、模拟信号调理模块构成的温度变送器、A/D转换及数字信号采集模块构成的数据采集卡、USB连接线、笔记本电脑和电源所组成，其中温度传感器所探测的温度，由模拟信号调理模块构成的温度变送器将温度变化为0～5伏特的模拟电压输出，通过连接的A/D转换和数据信号采集后，由USB接口接至笔记本电脑，其中电源提供模拟信号调理模块、数据采集模块和笔记本电脑用。(见图1)
上述的温度传感器为单传感器单路采集器或多传感器多通道采集器。
所述的电源为24伏直流电源。
所述温度传感器为Pt100型A级温度传感器。
所述模拟信号调理模块为温度变送器，广州维智电子科技有限公司生产。
| 型号 | 电压型：HD-HTWV |
| 输出 | 电压：0～5V |
| 量程 | 温度：0～50℃(A型) |
| 精度 | 温度：±0.5℃ |
所述A/D转换及数据采集模块为数据采集卡，北京阿尔泰科技发展有限公司生产USB2005-16位数据采集卡，模拟信号输入范围±5V。
所述USB连接线为通用串行总线连接线。
所述的笔记本电脑为工业笔记本电脑。
一种止水帷幕渗漏通道快速探测方法步骤如下：
(a)在止水帷幕渗漏出水点3周围，在底板4、支护桩1之间岩土介质5的缝隙中均匀布置等深度的探测孔2；
(b)以渗漏出水点3为中心在相对坐标图上标示出各个探测孔2和渗漏出水点3；
(c)将温度传感器的探头分别置于探测孔2中，分别测出各个探测孔2底部介质的温度T，将实测温度T反映到坐标图上对应孔洞位置；
(d)绘制实测温度场等值线和渗漏通道指向图。
上述步骤(a)中所述探测孔为10～20个，孔深20～50cm，孔直径1.5～3cm。
本发明提供了一种止水帷幕渗漏通道快速探测方法，探测工作布置如图2所示，在止水帷幕渗漏出水点3周围，在底板4、支护桩1之间岩土介质5中均匀分布打出深20～50cm、直径2cm左右的15个孔洞，以渗漏出水点3为中心在相对坐标图上标示出各个孔洞和渗漏出水点位置，将温度传感器的探头分别放置各个孔洞2中，通过快速探测仪测量各个孔洞底部土层介质的温度T，将温度T反映到坐标图上对应孔洞位置，如图3所示：当空气环境气温低于地下水温度时，坐标图上温度升高的方向为渗漏通道方向，当空气环境气温高于地下水温度时，坐标图上温度降低的方向为渗漏通道方向，如图4所示绘制了渗漏点周围探测孔底温度等值线图，箭头所指方向即为渗漏通道走向。
在探测工作开始前首先在室内检测仪器工作状态：开机进行仪器自检，保证计算机和各个采集通道工作正常；连接好温度传感器，将传感器放置在同样温度环境条件下，对传感器进行一致性检测，如果有工作不正常传感器，及时更换。
在止水帷幕渗漏现场，首先以渗漏点为中心，进行测量点位布置。即在其四周均匀分布，用钢钎等钻具打出深20～50cm的孔洞，同时以渗漏点为原点在坐标图上标示出各个探测孔检测点的方位位置。同时开机进行仪器系统自检。
将温度传感器探头置于探测孔底部，通过数据采集装置完成数据采集并将采集的温度数据传递至计算机，并在计算机屏幕上进行实时跟踪显示，待温度数据显示稳定后对数据进行确认。
根据确认温度数据，通过计算机显示出渗漏水点周围温度场的特征，判定渗漏水通道的走向。当基坑空气环境气温低于渗漏水温度时，坐标图上温度偏高的方向为渗漏通道方向，当基坑空气环境气温高于渗漏水温度时，坐标图上温度偏低的方向为渗漏通道方向，计算机通过闪烁标志对该方向进行预警。
如果还需要继续追索渗漏通道走向，则顺渗漏通道方向上继续布设探测孔，以类似的方法探测温度场的变化趋势，根据温度场变化趋势来判定渗漏通道的延伸方向，同时给出该方向上的预警信号。
本发明用于各类止水帷幕渗漏通道快速准确探测，仪器轻便，效率高，适合在基础工程领域推广使用。
附图说明
图1是探测仪系统结构示意图；
图2是现场探测工作布置示意图(实施例1)；
附图标记：1-支护桩、2-探测孔、3-渗漏出水点、4-未开挖底板、5-支护桩之间岩土介质
图3是实施例1空气环境温度高于渗漏水温度时，实测温度场测量数据分布及渗漏通道判定示意图；
图4是实施例1实测温度场等值线及渗漏通道指示图；
图5是实施例2现场探测工作布置示意图；
图6是实施例2空气环境温度低于渗漏水温度时，实测温度场测量数据分布及渗漏通道判定示意图；
图7是实施例2实测温度场等值线及渗漏通道指示图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1：一种止水帷幕渗漏通道探测仪系统由PT100型A级温度传感器、模拟信号调理模块构成的HD-HTWV温度变送器、A/D转换及数字信号采集模块构成的USB2005数据采集卡、USB连接线、工业笔记本电脑和24V直流电源组成。
温度传感器感受所处探测孔中温度，引起Pt电阻变化，由温度变送器将温度变化转换为0～5伏特模拟电压输出，输出模拟电压通过A/D转换和数字信号采集后，由USB连接线送入笔记本电脑，笔记本电脑通过程序显示测试数据，并绘出渗漏点周围温度场等值线图，如图4所示，根据等值线图示意渗漏通道方向如箭头所指方向。
实施例2：一种止水帷幕渗漏通道探测方法步骤为：(1)在止水帷幕渗漏出水点3周围，在底板4、支护桩1之间的缝隙中均匀布置孔深度40cm、空直径2.5cm、孔间距1.0m的探测孔2为15个；(2)以渗漏出水点3为中心在相对坐标图上标示出各个探测孔2和渗漏出水点3；(3)将温度传感器的探头分别置于15个探测孔中，分别测出各个探测孔底部介质的温度T，将实测温度T反映到坐标图上对应孔洞位置，温度等测量数据(见图3所示)；(4)绘制实测温度场等值线和渗漏通道指向图(见图4)，图中箭头方向为渗漏通道方向。
渗漏点位于离地面8.3米基坑内支护桩间，空气环境温度为22～25℃。
实施例3：一种止水帷幕渗漏通道探测方法步骤为：(1)在止水帷幕渗漏出水点3周围，在底板4、支护桩1之间的均匀布置孔深度45cm、空直径2.5cm、孔间距85cm的探测孔2为15个；见图5所示布置(2)以渗漏出水点3为中心在相对坐标图上标示出各个探测孔2和渗漏出水点3；(3)将温度传感器的探头分别置于15个探测孔中，分别测出各个探测孔底部介质的温度T，将实测温度T反映到坐标图上对应孔洞位置，温度等测量数据(见图6所示)；(4)绘制实测温度场等值线和渗漏通道指向图(见图7)，图中箭头方向为渗漏通道方向。
渗漏点位于离地面7.2米基坑内支护桩间，空气环境温度为22～25℃。
Claims (5)
1、一种止水帷幕渗漏通道快速探测仪系统，其特征在于该探测仪系统由温度传感器、模拟信号调理模块构成的温度变送器、A/D转换及数字信号采集模块构成的数据采集卡、USB连接线、笔记本电脑和电源所组成，其中温度传感器所探测的温度，由模拟信号调理模块构成的温度变送器将温度变化为0～5伏特的模拟电压输出，通过连接的A/D转换和数据信号采集后，由USB接口连接笔记本电脑，其中电源提供模拟信号调理模块、数据采集模块和笔记本电脑用。
2、根据权利要求1所述的止水帷幕渗漏通道快速探测仪系统，其特征在于所述的温度传感器为单传感器单路采集器或多传感器多通道采集器。
3、根据权利要求1所述的止水帷幕渗漏通道快速探测仪系统，其特征在于所述的电源为24伏直流电源。
4、一种止水帷幕渗漏通道快速探测方法，其特征在于步骤为：
(a)在止水帷幕渗漏出水点(3)周围，在底板(4)、支护桩(1)之间岩土介质(5)的缝隙中均匀布置等深度的探测孔(2)；
(b)以渗漏出水点(3)为中心在相对坐标图上标示出各个探测孔(2)和渗漏出水点(3)；
(c)将温度传感器的探头分别置于探测孔(2)中，分别测出各个探测孔(2)底部介质的温度T，将实测温度T反映到坐标图上对应孔洞位置，同时测量环境温度；
(d)绘制实测温度场等值线和渗漏通道指向图。
5、根据权利要求4所述的止水帷幕渗漏通道快速探测方法，其特征在于在步骤(a)中所述的探测孔为10～20个，深20～50cm，直径1.5～3cm。
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