CN102953366A - 浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置，包括一套安装在测量船舶上的数据采集处理系统和多套监测系统，所述监测系统的数据传输线缆均设有线缆保护系统，所述数据采集处理系统采集并处理来自多套所述监测系统的数据，所述线缆保护系统与沉浮系统连接，所述数据采集处理系统对所述沉浮系统进行无线控制。本发明能够在复杂的海上施工的同时准确地采集监测数据，并且数据采集连续，操作简单、管理方便、运行费用低、自动化控制程度高，能够使监测的成本大大减少；使施工的进度大大提高，地基基础更加稳定。特别适合于我国沿海港口围堤造陆工程和防波堤建设或延伸工程中地基稳定性的监测工作。

Description

浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置
技术领域
本发明涉及一种地基监测装置，特别是涉及一种浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置。
背景技术
浅海区域水工建筑物地基监测是围堤造陆工程和沿海港口防波堤建设或延伸工程中急需解决的一个问题，在确保工程基础稳定的前提下，提高施工效率，并使工程建设得以科学地、有计划地进行，从而可以缩短工期、保证质量，安全顺利的完成工程项目，这是一项适时而有益的工作，具有极大的经济效益和社会效益。
进行浅海区域水工建筑物地基监测，首先要解决的问题是在大规模施工前把监测仪器布设在设计指定的断面点位上，在大规模施工时既要正常观测和分析，又不受施工和过往船只等外在因素的影响。目前尚没有可行的技术方案解决这个问题。目前，浅海区域水工建筑物地基监测，一般采用潜水员下潜将监测仪器的数据传输线缆从水下提上来再进行数据采集，或直接将监测仪器的数据传输线缆直接漂浮在海水表面，如果潜水员找不到监测仪器的数据传输线缆，或监测仪器的数据传输线缆受到过往船舶的剐蹭破坏，监测数据的采集工作就不能进行，需要再重新布设监测仪器。这样做，监测成本高，工作效率低，监测数据也不能有效地连贯起来，因缺乏监测分析资料，地基稳定性得不到及时的掌控，将直接影响工程质量的评估。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置，该装置能够被灵活运放至浅海区域海底原泥面上，在进行数据采集作业时，自动漂浮到海面上来，从而避免监测数据的采集工作中断，为后序施工作业提供准确的指导数据，为保证地基稳定提供坚实的保障。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置，包括一套安装在测量船舶上的数据采集处理系统和多套监测系统，所述监测系统的数据传输线缆均设有线缆保护系统，所述数据采集处理系统采集并处理来自多套所述监测系统的数据，所述线缆保护系统与沉浮系统连接，所述数据采集处理系统对所述沉浮系统进行无线控制。
所述沉浮系统包括空心浮体、储绳盒和无线遥控释放器，所述空心浮体与耐力绳的一端连接，所述耐力绳的另一端固定在所述储绳盒内；所述储绳盒与所述无线遥控释放器固接，所述无线遥控释放器将所述耐力绳保持在所述储绳盒中；所述数据采集处理系统控制所述无线遥控释放器释放所述耐力绳。
处于一个地基基础断面上的每套所述监测系统均包括孔隙水压力设备、倾斜角监测设备和竖向位移监测设备，每套所述监测系统中的所述孔隙水压力设备的数据传输线缆、所述倾斜角监测设备的数据传输线缆和所述竖向位移监测设备的数据传输线缆均设置在同一套所述线缆保护系统内。
一套所述线缆保护系统与相对应的一套所述沉浮系统连接。
每套所述线缆保护系统均包括钢丝软管保护装置和钢质硬管段节式保护装置，所述钢丝软管保护装置布设在原泥面以下的土层中，所述钢质硬管段节式保护装置布设在块石抛砸区域和海底原泥面上，直至与沉浮系统的连接处。
所述钢质硬管保护段节式装置是由多节由软管接头相互链接在一起的一米的钢制硬管段形成的。
所述数据采集处理系统包括GPS全球定位系统、无线控制终端、监测设备数据采集仪和计算机数据分析处理系统。
所述无线控制终端为手持式无线控制终端。
本发明具有的优点和积极效果是：
1）综合采集性强，通过采用将孔隙水压力设备、倾斜角监测设备、竖向位移监测设备综合在一套监测系统中，并采用同一套线缆保护系统的结构，有效解决了同一个断面不同的监测项目的合理统一，避免了多个观测点和多种保护措施并用，造成材料浪费的难题，适合于工程建设中常规监测设备无法进行有效保护的区域。
2）安装速度快，通过采用将钢丝软管保护装置和钢质硬管保护装置集成在线缆保护系统上的结构，使设备能够在现场进行快速地组装，可以更加安全、可靠地在野外开展工作，能够提高工作效率数倍以上，缩短了野外工作时间，节省了成本。
3）安全性高，通过采用将空心浮体、储绳盒、无线遥控释放器综合在一起的结构，充分发挥无线遥控释放器的性能，使该系统能够被灵活运放至浅海区域海底原泥面上，从而避免因过往船舶剐蹭造成的破坏，避免监测数据的采集工作中断；在进行数据采集作业时，可以通过无线控制使空心浮体自动漂浮到海面上来，从而使工作人员能够方便地将监测系统的数据传输线缆提到测量船上，进行数据采集，方便快捷，工作效率高。
4）性能稳定，能够在施工期间采集到连续的、真实的、准确的现场实际数据，及时控制施工速率，保证地基稳定。并且具有使用灵活、应用广泛的特点，具有很好的工程适应性。
5）建设成本低，不需对现有监测设备进行改造，只需对现有设备的数据采集进行二次开发，并利用市场现有的技术进行整合，成本低，易实现。
6）在使用器材上，自动化程度高、操作安全简便、无任何环境污染。
综上所述，本发明能够在复杂的海上施工的同时准确地采集监测数据，并且数据采集连续，能够达到《水运工程水工建筑物原型观测技术规范》JTJ218-2005的规定，操作简单、管理方便、运行费用低、自动化控制程度高，能够使监测的成本大大减少；本发明能够通过对监测数据的分析准确地指导施工，使施工的进度大大提高，地基基础更加稳定。特别适合于我国沿海港口围堤造陆工程和防波堤建设或延伸工程中地基稳定性的监测工作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-1、孔隙水压力设备，1-2、倾斜角监测设备，1-3、竖向位移监测设备，2-1、钢丝软管保护装置，2-2、钢质硬管段节式保护装置，3-1、空心浮体，3-2、储绳盒，3-3、无线遥控释放器，4-1、无线控制终端，4-2、监测设备数据采集仪，4-3、计算机数据分析处理系统，4-4、GPS全球定位系统。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1，一种浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置，包括一套安装在测量船舶上的数据采集处理系统和多套监测系统，监测系统的数据传输线缆均设有线缆保护系统，数据采集处理系统采集并处理来自多套监测系统的数据，线缆保护系统与沉浮系统连接，数据采集处理系统对沉浮系统进行无线控制。
在本实施例中，数据采集处理系统包括GPS全球定位系统4-4、无线控制终端4-1、监测设备数据采集仪4-2和计算机数据分析处理系统4-3；计算机数据分析系统可以在现场及时地分析出地基基础变化的趋势从而准确地判断出地基的稳定性。
在本实施例中，沉浮系统包括空心浮体3-1、储绳盒3-2和无线遥控释放器3-3，空心浮体3-1与耐力绳的一端连接，耐力绳的另一端固定在储绳盒3-2内；储绳盒3-2与无线遥控释放器3-3固接，无线遥控释放器3-3将耐力绳保持在储绳盒3-2中；无线控制终端4-1控制无线遥控释放器3-3释放耐力绳。沉浮系统平时沉没在海底，不影响海面船舶的正常行驶，抗外界干扰因素能力强。
在本实施例中，为了降低监测系统的安装成本，处于一个地基基础断面上的每套监测系统均包括孔隙水压力设备1-1、倾斜角监测设备1-2和竖向位移监测设备1-3，每套监测系统中的孔隙水压力设备的数据传输线缆、倾斜角监测设备的数据传输线缆和竖向位移监测设备的数据传输线缆均设置在同一套线缆保护系统内。一套线缆保护系统与相对应的一套沉浮系统连接。
在本实施例中，每套线缆保护系统均包括钢丝软管保护装置2-1和钢质硬管段节式保护装置2-2，钢丝软管保护装置2-1布设在原泥面以下的土层中，钢质硬管段节式保护装置2-2布设在块石抛砸区域和海底原泥面上，直至与沉浮系统的连接处。钢质硬管段节式保护装置是由多节由软管接头相互链接在一起的一米的钢制硬管段形成的，抵抗块石抛砸式破坏的能力强。
在本实施例中，无线控制终端4-1采用操作式无线控制终端。水工建筑物为潜堤。
本发明的工作原理：
在GPS全球定位系统4-4的导航定位下，测量船舶行驶至沉浮系统附近；操作无线控制终端4-1向无线遥控释放器3-3发出指令，使其释放耐力绳；空心浮体3-1在海水浮力的作用下带动储绳盒3-2中的超强耐力绳升延到海面之上；工作人员拉动耐力绳将无线遥控释放器3-3和监测系统数据传输线缆的一端提至测量船工作平台之上，使用监测设备数据采集仪4-2对孔隙水压力设备1-1、倾斜角监测设备1-2和竖向位移监测设备1-3的数据进行一一采集。数据采集完成后启动计算机数据分析系统4-3对采集数据进行分析，对地基基础的稳定性进行初步预测和判断；数据采集完成后工作人员将耐力绳放回储绳盒3-2内，并将整个沉浮系统投入大海，在重力的作用下，沉浮系统沉降至海底原泥面；再次使用GPS全球定位系统4-4对下沉点位坐标进行定位，以备下次数据采集。

Claims (8)

1.一种浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置，包括一套安装在测量船舶上的数据采集处理系统和多套监测系统，所述监测系统的数据传输线缆均设有线缆保护系统，所述数据采集处理系统采集并处理来自多套所述监测系统的数据，其特征在于：所述线缆保护系统与沉浮系统连接，所述数据采集处理系统对所述沉浮系统进行无线控制。
2.根据权利要求1所述的浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置，其特征在于，所述沉浮系统包括空心浮体、储绳盒和无线遥控释放器，所述空心浮体与耐力绳的一端连接，所述耐力绳的另一端固定在所述储绳盒内；所述储绳盒与所述无线遥控释放器固接，所述无线遥控释放器将所述耐力绳保持在所述储绳盒中；所述数据采集处理系统控制所述无线遥控释放器释放所述耐力绳。
3.根据权利要求1所述的浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置，其特征在于，处于一个地基基础断面上的每套所述监测系统均包括孔隙水压力设备、倾斜角监测设备和竖向位移监测设备，每套所述监测系统中的所述孔隙水压力设备的数据传输线缆、所述倾斜角监测设备的数据传输线缆和所述竖向位移监测设备的数据传输线缆均设置在同一套所述线缆保护系统内。
4.根据权利要求3所述的浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置，其特征在于，一套所述线缆保护系统与相对应的一套所述沉浮系统连接。
5.根据权利要求3所述的浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置，其特征在于，每套所述线缆保护系统均包括钢丝软管保护装置和钢质硬管段节式保护装置，所述钢丝软管保护装置布设在原泥面以下的土层中，所述钢质硬管段节式保护装置布设在块石抛砸区域和海底原泥面上，直至与沉浮系统的连接处。
6.根据权利要求5所述的浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置，其特征在于，所述钢质硬管保护段节式装置是由多节由软管接头相互链接在一起的一米的钢制硬管段形成的。
7.根据权利要求1所述的浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置，其特征在于，所述数据采集处理系统包括GPS全球定位系统、无线控制终端、监测设备数据采集仪和计算机数据分析处理系统。
8.根据权利要求7所述的浅海区域沉浮式水工建筑物地基监测装置，其特征在于，所述无线控制终端为手持式无线控制终端。
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