CN108049328B - 公路塌陷预警装置及其预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种公路塌陷预警装置及其预警方法，属于地质灾害监测技术领域，提供了一种结构简单，设计合理，能够准确确定塌陷扩张方向和范围的公路塌陷预警装置及其预警方法，所采用的技术方案为包括预埋在路基内的安装管，安装管的底部安装有底板，底板的圆周上安装有八个呈圆形分布的塌陷指向挡板，塌陷指向挡板转动安装在底板上，安装管的中部安装有中板，中板位于塌陷指向挡板的顶板，安装管的顶部安装有顶板，顶板的底部安装有拉线弹簧卷轴，塌陷指向挡板的顶部通过拉线、滑轮与拉线弹簧卷轴相连接，顶板上还安装有编码器，编码器上安装有接触轮，接触轮与拉线相接触，编码器与地面设置的PLC控制系统相连接；本发明广泛用于公路的塌陷预警。
Description
技术领域
本发明涉及一种公路塌陷预警装置及其预警方法，属于地质灾害监测技术领域。
背景技术
随着国家经济的迅速发展，越来越多的城市开始修路，拓宽路面。由于施工质量及地质环境的不同，经常会发生不均匀的沉降，造成路面塌陷。由于地面塌陷具有突发性、隐蔽性、不确定性和时空效应等特点，很容易对车辆和行人造成伤害。目前，现有技术中并未发现没有能够预测路面塌陷的技术方案。
发明内容
为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种结构简单，设计合理，能够准确确定塌陷扩张方向和范围的公路塌陷预警装置及其预警方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为公路塌陷预警装置，包括预埋在路基内的安装管，所述安装管竖直设置，所述安装管的底部安装有底板，所述底板的圆周上安装有八个呈圆形分布的塌陷指向挡板，所述塌陷指向挡板通过销轴转动安装在底板上，且销轴上安装有扭簧，所述安装管的中部安装有中板，所述中板位于塌陷指向挡板的顶板，且中板的底部安装有用于阻挡塌陷指向挡板的限位块，所述安装管的顶部安装有顶板，所述顶板的底部安装有拉线弹簧卷轴，所述塌陷指向挡板的顶部通过拉线、滑轮与拉线弹簧卷轴相连接，所述顶板上还安装有用于测量拉线移动长度的编码器，所述编码器上安装有接触轮，所述接触轮与拉线相接触，所述编码器与地面设置的PLC控制系统相连接。
优选的，所述滑轮的数量为3个，分别安装有中板的底部、底板的底部和顶板的顶部。
优选的，所述底板的底部还安装有锥形防护罩，所述安装管的上部还安装有固定环板，所述固定环板位于拉线弹簧卷轴的下方，所述固定环板上固定有保护壳，所述保护壳上盖有保护盖，所述保护壳的两侧设置有缘板。
优选的，所述中板的直径大于八个塌陷指向挡板构成圆形的直径，且中板的圆周上设置有向下倾斜的翻边。
优选的，所述塌陷指向挡板的长度为0.5-1m。
一种利用公路塌陷预警装置的预警方法，按照以下步骤进行，
a、在监测区域，预埋公路塌陷预警装置，其中八个塌陷指向挡板分别指代八个方向，分别为东、西、南、北、东南、东北、西南和西北，并且塌陷指向挡板的预埋深度为2-5m；
b、在路基未出现塌陷时，塌陷指向挡板在路基填土的作用下，构成一个圆形，拉线无动作，编码器无信号；当路基出现塌陷时，由于塌陷指向挡板的路基填土塌陷，塌陷指向挡板在扭簧的作用下打开，同时带动拉线移动，对应拉线的编码器产生信号，并传输给PLC控制系统，PLC控制系统根据哪个方向的塌陷指向挡板张开及拉线的移动距离，确定塌陷的扩张方向及扩张范围。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明采用八个呈圆形分布的塌陷指向挡板，分别指代东、西、南、北、东南、东北、西南和西北八个方向，当任一方向的路基塌陷时，塌陷指向挡板向外张开，确定塌陷的扩张方向，同时通过计算钢丝绳的移动长度，确定塌陷的扩张范围，从而准确确定塌陷的扩张情况，进而及时进行处理，操作方便，数据处理简单，准确性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明塌陷指向挡板的布置结构示意图。
图3为图1中A处的局部放大图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图3所示，公路塌陷预警装置，包括预埋在路基内的安装管1，安装管1竖直设置，安装管1的底部安装有底板2，底板2的圆周上安装有八个呈圆形分布的塌陷指向挡板3，塌陷指向挡板3通过销轴4转动安装在底板2上，且销轴4上安装有扭簧，安装管1的中部安装有中板5，中板5位于塌陷指向挡板3的顶板，且中板5的底部安装有用于阻挡塌陷指向挡板的限位块6，安装管1的顶部安装有顶板7，顶板7的底部安装有拉线弹簧卷轴8，塌陷指向挡板3的顶部通过拉线9、滑轮10与拉线弹簧卷轴8相连接，滑轮10的数量为3个，分别安装有中板5的底部、底板2的底部和顶板7的顶部，主要用于拉线的改向，使拉线延伸至地表，顶板7上还安装有用于测量拉线移动长度的编码器11，编码器11上安装有接触轮12，接触轮12与拉线9相接触，编码器11与地面设置的PLC控制系统相连接。
其中，底板2的底部还安装有锥形防护罩13，安装管1的上部还安装有固定环板14，固定环板14位于拉线弹簧卷轴8的下方，固定环板14上固定有保护壳15，保护壳15上盖有保护盖16，保护壳15的两侧设置有缘板17。锥形防护罩用于对底板底部的进行防护，保护滑轮和拉线，保护用于保护安装管顶部的设备，如编码器、滑轮和拉线弹簧卷轴等，同时保护壳预埋在路基内，缘板用于对保护壳及安装管顶部进行支撑。
其中，中板5的直径大于八个塌陷指向挡板构成圆形的直径，且中板5的圆周上设置有向下倾斜的翻边18。采用这种结构，主要是为了在进行塌陷预测时，避免部分填土进入塌陷指向挡板之间位置，影响测量，同时还能够对中板顶部的塌陷的填土进行分流，避免对塌陷指向挡板造成损坏。
具体使用时，按照以下步骤进行，
a、在监测区域，预埋公路塌陷预警装置，塌陷指向挡板预埋在地下2-5m的区域，同时塌陷指向挡板的长度为0.5-1m，即塌陷指向挡板的最大预测范围为半径为1米左右的圆形区域，其中八个塌陷指向挡板分别指代八个方向，分别为东、西、南、北、东南、东北、西南和西北。
b、在路基未出现塌陷时，塌陷指向挡板在路基填土的作用下，构成一个圆形，拉线无动作，编码器无信号；当路基出现塌陷时，地面塌陷一般是从地表较深位置处向地表方向发展，由于塌陷指向挡板的路基填土塌陷，塌陷指向挡板在扭簧的作用下打开，同时带动拉线移动，对应拉线的编码器产生信号，并传输给PLC控制系统，PLC控制系统根据哪个方向的塌陷指向挡板张开及拉线的移动距离，确定塌陷的扩张方向及扩张范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。
Claims (3)
1.公路塌陷预警装置，其特征在于：包括预埋在路基内的安装管，所述安装管竖直设置，所述安装管的底部安装有底板，所述底板的圆周上安装有八个呈圆形分布的塌陷指向挡板，所述塌陷指向挡板通过销轴转动安装在底板上，且销轴上安装有扭簧，所述安装管的中部安装有中板，所述中板位于塌陷指向挡板的顶板，且中板的底部安装有用于阻挡塌陷指向挡板的限位块，所述安装管的顶部安装有顶板，所述顶板的底部安装有拉线弹簧卷轴，所述塌陷指向挡板的顶部通过拉线、滑轮与拉线弹簧卷轴相连接，所述顶板上还安装有用于测量拉线移动长度的编码器，所述编码器上安装有接触轮，所述接触轮与拉线相接触，所述编码器与地面设置的PLC控制系统相连接；
所述滑轮的数量为3个，分别安装有中板的底部、底板的底部和顶板的顶部；所述底板的底部还安装有锥形防护罩，所述安装管的上部还安装有固定环板，所述固定环板位于拉线弹簧卷轴的下方，所述固定环板上固定有保护壳，所述保护壳上盖有保护盖，所述保护壳的两侧设置有缘板；
预警方法按照以下步骤进行，
a、在监测区域，预埋公路塌陷预警装置，其中八个塌陷指向挡板分别指代八个方向，分别为东、西、南、北、东南、东北、西南和西北，并且塌陷指向挡板的预埋深度为2-5m；
b、在路基未出现塌陷时，塌陷指向挡板在路基填土的作用下，构成一个圆形，拉线无动作，编码器无信号；当路基出现塌陷时，由于塌陷指向挡板的路基填土塌陷，塌陷指向挡板在扭簧的作用下打开，同时带动拉线移动，对应拉线的编码器产生信号，并传输给PLC控制系统，PLC控制系统根据哪个方向的塌陷指向挡板张开及拉线的移动距离，确定塌陷的扩张方向及扩张范围。
2.根据权利要求1所述的公路塌陷预警装置，其特征在于：所述中板的直径大于八个塌陷指向挡板构成圆形的直径，且中板的圆周上设置有向下倾斜的翻边。
3.根据权利要求1所述的公路塌陷预警装置，其特征在于：所述塌陷指向挡板的长度为0.5-1m。
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