CN104654996B - 山体裂缝下地测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种山体裂缝下地测量装置。在固定缘上安装固定桩，在活动缘上安装活动桩，固定桩顶部安装有雨量计，固定桩上固定安装有不锈钢仪器箱，不锈钢仪器箱内安装监控主机、拉绳位移传感器与拉力平衡器；拉绳穿出不锈钢仪器箱后一起连接到牵引钢丝的一端；固定桩和活动桩之间的山体开有穿过山体裂缝的槽，槽内装有下地导引装置，牵引钢丝另一端穿过下地导引装置固定到活动桩上。本发明用于测量钢丝在地下穿过裂缝，避免了在地表测量时，人为或者动物的破坏造成的数据误报；尤其适用于在多个梯面上都有裂缝的山体滑坡裂缝测量；测量数据可远程获得并查询。

Description

山体裂缝下地测量装置

技术领域

本发明涉及一种山体测量装置，具体涉及山体裂缝安全监测技术领域的一种山体裂缝下地测量装置，可进行远程自动的下地测量。

背景技术

山体滑坡监测就是通过各种技术手段监测山体滑坡发生和发展，及时捕捉灾害发生的特征信息，以便及时采取防灾措施，避免和减少滑坡区人民群众的生命和财产损失，目前的监测手段中，山体滑坡裂缝位移监测是最主要的监测手段。现在的山体裂缝测量装置，大多都在山体裂缝的地表布置传感器来测量裂缝的位移，这种测量方式，测量传感器的测量拉绳或者拉杆容易被树枝砸到，或者动物及人不小心碰到，或者受杂草灌木的生长所影响，造成误动作，引发误报警，造成“狼来了”的假象，误报次数多了，会让监测员放松警惕，当真正山体滑坡时不能及时发现，本发明采用下地测量的方式监测山体滑坡裂缝位移，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明提出了一种山体裂缝下地测量装置，可实现山体裂缝位移量的地下测量，尤其适用于在多个梯面上都有裂缝的山体滑坡裂缝测量，并可远程查看监测数据。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明包括固定桩、活动桩、牵引钢丝、不锈钢仪器箱和下地导引装置，在山体裂缝的固定缘上固定安装固定桩，在裂缝的活动缘上固定安装活动桩，固定桩顶部安装有雨量计，固定桩上固定安装有不锈钢仪器箱，不锈钢仪器箱内安装监控主机、用于测量牵引钢丝位移的拉绳位移传感器与用于辅助拉绳位移传感器拉紧和回拉的拉力平衡器；拉力平衡器和拉绳位移传感器的拉绳穿出不锈钢仪器箱后一起连接到牵引钢丝的一端；固定桩和活动桩之间的山体开有穿过山体裂缝的槽，槽内装有下地导引装置，牵引钢丝另一端穿过下地导引装置固定到活动桩上。

所述的下地导引装置包括相互交替连接的多根PP-R管和多根不锈钢管以及PVC管，多根PP-R管和多根不锈钢管相互交替连接形成下地导引管路，首端和末端均为PP-R管，相邻的PP-R管与不锈钢管之间通过钢丝软管连接；牵引钢丝从固定桩一端依次穿过下地导引管路、PVC管连接到活动桩，下地导引管路末端的PP-R管与PVC管连接在山体裂缝处，末端的PP-R管套在PVC管内。

所述的下地导引管路中靠近末端的不锈钢管的两侧固定连接有与山体固定连接的翅膀。

所述的钢丝软管的两端分别套在PP-R管与不锈钢管上，并通过抱箍紧固。

所述的不锈钢管的两端均为U形开口结构，U形开口结构的两侧之间焊接有两根轴承钢，牵引钢丝绕过两根轴承钢。

所述的牵引钢丝绕在两根轴承钢的同一侧或者分别绕在两根轴承钢的不同侧。

所述的监控主机分别与雨量计、拉力平衡器和拉绳位移传感器连接，采集雨量计的雨量数据、拉绳位移传感器的位移数据和电池电压数据并通过GPRS网络传送到远程的监测服务器。

所述的拉绳位移传感器为电阻型拉绳位移传感器，拉绳位移传感器的拉绳系在拉力平衡器的拉绳上，随平衡器的拉绳一起移动，拉绳位移传感器把山体裂缝的位移量转换为电压量信号。

所述的雨量计为翻斗式雨量计，雨量计的雨量桶及底盘采用不锈钢材料。

所述的固定桩采用镀锌管，镀锌管顶部焊接金属底盘用于安装雨量计。

本发明的有益效果是：

本发明用于测量钢丝在地下穿过裂缝，避免了在地表测量时，人为或者动物的破坏造成的数据误报；尤其适用于在多个梯面上都有裂缝的山体滑坡裂缝测量；测量数据可远程获得并查询。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明不锈钢管的俯视图。

图3是本发明不锈钢管的正视图。

图4是本发明的牵引钢丝转弯方式一。

图5是本发明的牵引钢丝转弯方式二。

图6是山体裂缝处PP-R管组成可移动伸缩护套管的结构示意图。

图中：1、雨量计，2、不锈钢仪器箱，3、拉绳位移传感器，4、监测主机，5、拉力平衡器，6、下地导引装置，7、固定桩，8、PVC管，9、牵引钢丝，10、活动桩，11、山体裂缝，12、砂石水泥；60、PP-R管，61、不锈钢管，62、钢丝软管，63、翅膀，64、抱箍，65、轴承钢。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明包括固定桩7、活动桩10、牵引钢丝9、不锈钢仪器箱2和下地导引装置，在山体裂缝的固定缘上安装固定桩7，在裂缝的活动缘上安装活动桩10，固定桩7和活动桩10通过砂石水泥固定，固定桩7顶部安装有雨量计1，固定桩7上用抱箍固定安装有不锈钢仪器箱2，不锈钢仪器箱2内安装监控主机4、用于拉动牵引钢丝9的拉绳位移传感器3与用于辅助拉绳位移传感器3拉紧和回拉的拉力平衡器5；拉力平衡器5和拉绳位移传感器3均连接有拉绳，拉力平衡器5和拉绳位移传感器3的拉绳穿出不锈钢仪器箱2后一起连接到牵引钢丝9的一端；固定桩7和活动桩10之间的山体开有穿过山体裂缝11的槽，槽内装有下地导引装置，牵引钢丝9另一端穿过下地导引装置固定到活动桩10上。

本发明的拉绳位移传感器拉力很小，不能拉动牵引钢丝，所以才需要拉力平衡器来加强拉紧牵引钢丝，而拉力平衡器可以提供较大的力，但没有测量能力，通过拉绳位移传感器进行测量。

如图1所示，下地导引装置包括相互交替连接的多根PP-R管60和多根不锈钢管61以及PVC管8，多根PP-R管60和多根不锈钢管61相互交替连接形成下地导引管路，首端和末端均为PP-R管60，相邻的PP-R管60与不锈钢管61之间通过钢丝软管62连接；牵引钢丝9从固定桩7一端依次穿过下地导引管路、PP-R管8连接到活动桩10，如图6所示，下地导引管路末端的PP-R管60与PVC管8连接在山体裂缝处，末端的PP-R管60套在PVC管8内。

如图1所示，下地导引管路中靠近末端的不锈钢管61的两侧固定连接有与山体固定连接的翅膀63。翅膀63先通过长螺杆与山体固定，再用砂石水泥固定。

如图4和图5所示，钢丝软管62的两端分别套在PP-R管60与不锈钢管61上，并通过抱箍64紧固，可以大角度调整牵引钢丝出线方向。通过调节钢丝软管可实现牵引钢丝0~180°方向调整而且不会使牵引钢丝磨到不锈钢管的缺口。

如图2和图3所示，不锈钢管61的两端均为U形开口结构，U形开口结构的两侧之间设有两根轴承钢65，缺口打磨成圆弧型，牵引钢丝9绕过两根轴承钢65。牵引钢丝9绕在两根轴承钢65的同一侧或者分别绕在两根轴承钢65的不同侧。

不锈钢管61中部焊接两个有孔的翅膀63，其中一种牵引钢丝转弯方式如图4所示，不锈钢管通过钢丝软管和PP-R管连接，牵引钢丝9绕在两根轴承钢65的同一侧，组成可转弯结构。另一种牵引钢丝转弯方式如图5所示，其穿线方式增加了牵引钢丝的摩擦阻力，在现场安装时，不确定牵引钢丝是否摩擦到不锈钢钢管的缺口时，可以采用图5的穿线方式。

不锈钢管的两端都有同样的轴承钢，两端都可通过钢丝软管连接PP-R管，实现连续转弯。有山体裂缝的地方可将PP-R管60插入PVC管8，组成可伸缩的护套管，把PP-R管60插入一部分到PVC管8中，伸缩区安放在裂缝处，可随裂缝的增加而活动如图6所示，当多个坡面都有裂缝时，前面裂缝伸缩区的PVC管8需要换成不锈钢管，只有最后一个裂缝的伸缩区才可以用PVC管，否则前面裂缝伸缩区的PVC管被压破后阻碍牵引钢丝位移，影响后面裂缝的位移测量。

监控主机4分别与雨量计1、拉力平衡器5和拉绳位移传感器3连接，采集雨量计1的雨量数据、拉绳位移传感3的位移数据和电池电压数据并通过GPRS网络传送到远程的监测服务器。监控主机4可采用MSP430超低功耗单片机，采用高能锂电池供电。

优选的拉绳位移传感器3为电阻型拉绳位移传感器，拉绳位移传感器3的拉绳系在拉力平衡器的拉绳上，随平衡器的拉绳一起移动，拉绳位移传感器3把山体裂缝的位移量转换为电压量信号。

优选的雨量计1为翻斗式雨量计，雨量计1的雨量桶及底盘采用不锈钢材料。

优选的固定桩7采用镀锌管，镀锌管顶部焊接金属底盘用于安装雨量计1。

优选的拉力平衡器为弹簧拉力平衡器，最大拉力1.5kg~7kg不等，根据山体裂缝宽度的不同选不同拉力的平衡器。

优选的牵引钢丝为不锈钢钢丝绳。

本发明的具体实施工作过程如下：

参阅图1~图4，具体实施例，如图1在山体裂缝的固定缘上安装固定桩7，在裂缝的活动缘上安装活动桩10，固定桩7和活动桩10都用砂石水泥固定，固定桩顶部安装雨量计1，固定桩上用抱箍安装不锈钢仪器箱2，不锈钢箱内安装监控主机4、拉力平衡器5和拉绳位移传感器3，安装时保证拉力平衡器5的拉绳和拉绳位移传感器3的拉绳都能从箱体的下部穿出而不受阻挡，拉力平衡器5的拉绳和拉力传感器3的拉绳系在一起。在固定桩7和活动桩10之间开有槽，该槽要穿过山体裂缝11，把牵引钢丝9穿过下地导引装置然后一起埋入槽中，牵引钢丝9一端连接拉力平衡器5和拉绳位移传感器3的拉绳，一端固定在活动桩10上。当山体裂缝11增大时，山体带动活动桩10移动，活动桩10通过牵引钢丝9拉动拉绳位移传感器3，监测主机4读取位移数据，然后通过GPRS网络把位移数据、电池电压数据、远传给监测服务器。

如图1所示，下地导引装置包括三根PP-R管60和两根钢丝软管61，连接如下：下地导引装置的第一根PP-R管60一端接不锈钢箱2，另一端通过钢丝软管62接埋入地下山坡台面的第一根不锈钢管62，第二根PP-R管60通过钢丝软管62连接上面的第一根不锈钢管62和埋在低一级坡面的第二根不锈钢钢管61，通过内部的轴承钢实现牵引钢丝9转弯，第二根不锈钢管62的另一端通过钢丝软管62连接第三根PP-R管60，第三根PP-R管60位于山体裂缝处，在裂缝处的第三根PP-R管60外套PVC管8，把再PVC8埋入槽中，PVC管8一直埋设到活动桩，保证山体裂缝增大时能带动牵引钢丝9和PVC管8一起移动。下地导引装置的不锈钢管部分用砂石水泥固定，所有不锈钢管均设有翅膀63，翅膀也采用不锈钢材料，翅膀部分63先用长螺杆固定，然后再用砂石水泥固定。

若多个坡面上都有裂缝时，可按本发明的下地导引装置实现牵引钢丝在多个坡面上转弯测量，同时前面裂缝伸缩处的PVC管8需要换为不锈钢管。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种山体裂缝下地测量装置，其特征在于：包括固定桩（7）、活动桩（10）、牵引钢丝（9）、不锈钢仪器箱（2）和下地导引装置，在山体裂缝的固定缘上固定安装固定桩（7），在裂缝的活动缘上固定安装活动桩（10），固定桩（7）顶部安装有雨量计（1），固定桩（7）上固定安装有不锈钢仪器箱（2），不锈钢仪器箱（2）内安装监控主机（4）、用于测量牵引钢丝（9）位移的拉绳位移传感器（3）与用于辅助拉绳位移传感器（3）拉紧和回拉的拉力平衡器（5）；拉力平衡器（5）和拉绳位移传感器（3）的拉绳穿出不锈钢仪器箱（2）后一起连接到牵引钢丝（9）的一端；固定桩（7）和活动桩（10）之间的山体开有穿过山体裂缝（11）的槽，槽内装有下地导引装置，牵引钢丝（9）另一端穿过下地导引装置固定到活动桩（10）上；

所述的下地导引装置包括相互交替连接的多根PP-R管（60）和多根不锈钢管（61）以及PVC管（8），多根PP-R管（60）和多根不锈钢管（61）相互交替连接形成下地导引管路，首端和末端均为PP-R管（60），相邻的PP-R管（60）与不锈钢管（61）之间通过钢丝软管（62）连接；牵引钢丝（9）从固定桩（7）一端依次穿过下地导引管路、PVC管（8）连接到活动桩（10），下地导引管路末端的PP-R管（60）与PVC管（8）连接在山体裂缝处，末端的PP-R管（60）套在PVC管（8）内；

山体带动活动桩（10）移动，活动桩（10）通过牵引钢丝（9）拉动拉绳位移传感器（3）获得位移数据。

2.根据权利要求1所述的一种山体裂缝下地测量装置，其特征在于：所述的下地导引管路中靠近末端的不锈钢管（61）的两侧固定连接有与山体固定连接的翅膀（63）。

3.根据权利要求1所述的一种山体裂缝下地测量装置，其特征在于：所述的钢丝软管（62）的两端分别套在PP-R管（60）与不锈钢管（61）上，并通过抱箍（64）紧固。

4.根据权利要求1所述的一种山体裂缝下地测量装置，其特征在于：所述的不锈钢管（61）的两端均为U形开口结构，U形开口结构的两侧之间焊接有两根轴承钢（65），牵引钢丝（9）绕过两根轴承钢（65）。

5.根据权利要求4所述的一种山体裂缝下地测量装置，其特征在于：所述的牵引钢丝（9）绕在两根轴承钢（65）的同一侧或者分别绕在两根轴承钢（65）的不同侧。

6.根据权利要求1所述的一种山体裂缝下地测量装置，其特征在于：所述的监控主机（4）分别与雨量计（1）、拉力平衡器（5）和拉绳位移传感器（3）连接，采集雨量计（1）的雨量数据、拉绳位移传感器（3）的位移数据和电池电压数据并通过GPRS网络传送到远程的监测服务器。

7.根据权利要求1所述的一种山体裂缝下地测量装置，其特征在于：所述的拉绳位移传感器（3）为电阻型拉绳位移传感器，拉绳位移传感器（3）的拉绳系在拉力平衡器的拉绳上，随平衡器的拉绳一起移动，拉绳位移传感器（3）把山体裂缝的位移量转换为电压量信号。

8.根据权利要求1所述的一种山体裂缝下地测量装置，其特征在于：所述的雨量计（1）为翻斗式雨量计，雨量计（1）的雨量桶及底盘采用不锈钢材料。

9.根据权利要求1所述的一种山体裂缝下地测量装置，其特征在于：所述的固定桩（7）采用镀锌管，镀锌管顶部焊接金属底盘用于安装雨量计（1）。