CN108547329B - 地下连续墙水平位移测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地下连续墙水平位移测量系统及方法，本发明可以应用于岩土监测，通过水平位移测量装置沿不锈钢管上下移动，对测斜管的标准线进行超清拍摄，测斜管以及地下连续墙墙体协同变形，后期将每次拍摄到的测斜管标准线通过高清图像对比，获取线性的地下连续墙的水平位移，解决目前基坑测斜工作中无法实现分布式测量、无法实现实时监测、人工任务量重、耗时长的问题。

Description

地下连续墙水平位移测量系统及方法

技术领域

本发明涉及一种地下连续墙水平位移测量系统及方法。

背景技术

基坑工程在理论指导下有目的地进行工程监测是十分必要的，而基坑围护多采用地下连续墙方式，在基坑开挖过程中对地下连续墙的水平位移的监测，对于判断基坑安全性有着极其重要的位置。国内常用的测斜仪按照传感器类型可分为加速度计式测斜仪和应变片式测斜仪。这类仪器的敏感元件具有结构简单、稳定性好、效率高、重复性高的特点。测斜监测前将测读仪与测头用电缆连接起来,功能开关置于工作位置,测头竖起并沿四个导轮平面正反方向倾斜,数显指示有正负变化,上轮对应方向倾斜为正,倾角增大时数字发生变化,当倾斜到±53°时,数显应指示饱和,出现闪烁,说明仪器工作正常,在进行基坑监测前将测头导轮按一定方向放入固定不变且垂直于水平面的测斜导管中，将探头放入测斜管内每相隔0.5m或1m，稳定后读取水平位移数值。

但上述测量方法存在下列弊端：

1 通过人工拉放测头来进行监测，易产生人为误差；

2 该测量方法采用倾角推算出0.5m范围内的水平位移，后进行叠加，从而得到某深度的水平位移，计算过程易产生误差；

3不属于分布式测量，依靠点数据推断出全线数据，数据精准度不够高；

4 为满足监测要求，所消耗人工量极大；

5 不能满足深基坑关键工序施工时要求的实时监控要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下连续墙水平位移测量系统及方法，能够解决现有的地下连续墙水平位移测量方案工作量大、精确度不高的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种地下连续墙水平位移测量系统，包括：

布置于地下连续墙的基坑测斜位置的测斜管，所述测斜管与所述地下连续墙协同变形，所述测斜管内侧壁沿轴向对称平行设置有两条标准线；

设置于所述测斜管的中心的不锈钢管，所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管以延伸到地面上；

水平支撑于所述地面上的固定装置，所述不锈钢管的顶部与所述固定装置连接，所述固定装置上设置有孔洞；

套设于所述不锈钢管上的水平位移测量装置，所述水平位移测量装置沿所述不锈钢管上下移动，所述水平位移测量装置的两侧对应所述标准线的位置，设置高清摄像头和照明灯，所述高清摄像头用于拍摄标准线图像；

连接所述水平位移测量装置的电源线和控制线，所述电源线和控制线穿过所述不锈钢管，并从所述固定装置上的孔洞中伸出；

采集传输盒，从所述固定装置上的孔洞中伸出的电源线和控制线与所述采集传输盒连接，所述采集传输盒分别与后台控制设备和后台分析设备连接，所述采集传输盒从后台控制设备获取移动控制信号，并通过所述控制线将所述移动控制信号发送至水平位移测量装置，以供所述水平位移测量装置根据所述移动控制信号确定其在不锈钢管上移动的方向和距离；所述采集传输盒通过所述控制线接收所述标准线图像，所述采集传输盒将所述标准线图像传输至后台分析设备；

与所述采集传输盒连接的后台控制设备；

与所述采集传输盒连接的后台分析设备，所述后台分析设备将所述高清摄像头多次拍摄的标准线图像进行比对，以确定地下连续墙水平位移。

进一步的，在上述系统中，所述标准线为黄色。

进一步的，在上述系统中，所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管3~5cm。

进一步的，在上述系统中，所述控制线外接天线。

进一步的，在上述系统中，所述后台分析设备，用于将相邻两次的拍摄的所述标准线图像进行比对，以确定当前次的地下连续墙水平位移。

根据本发明的另一面，提供一种地下连续墙水平位移测量方法，包括：

在测斜管内侧壁沿轴向对称平行设置两条标准线，在地下连续墙的基坑测斜位置布置测斜管，所述测斜管与所述地下连续墙协同变形；

在所述测斜管的中心设置不锈钢管，所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管以延伸到地面上；

在固定装置上设置孔洞，在所述地面上水平支撑所述固定装置，将所述不锈钢管的顶部与所述固定装置连接；

在水平位移测量装置两侧对应所述标准线的位置，设置高清摄像头和照明灯，将水平位移测量装置套设于所述不锈钢管上；

将电源线和控制线的一端连接所述水平位移测量装置，将所述电源线和控制线的另一端穿过所述不锈钢管，并从所述固定装置上的孔洞中伸出；

将从所述固定装置上的孔洞中伸出的电源线和控制线的一端与所述采集传输盒连接，将所述采集传输盒分别与后台控制设备和后台分析设备连接；

所述采集传输盒从所述后台控制设备获取移动控制信号，并通过所述控制线将所述移动控制信号发送至水平位移测量装置，所述水平位移测量装置根据所述移动控制信号确定其在不锈钢管上移动的方向和距离，根据所述方向和距离进行移动，所述高清摄像头在移动过程中拍摄标准线图像，并通过所述控制线发送到所述采集传输盒；

所述采集传输盒通过所述控制线接收所述标准线图像，所述采集传输盒将所述标准线图像传输至后台分析设备；

所述后台分析设备将所述高清摄像头多次拍摄的标准线图像进行比对，以确定地下连续墙水平位移。

进一步的，在上述方法中，所述标准线为黄色。

进一步的，在上述方法中，所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管以延伸到地面上，包括：

所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管3~5cm以延伸到地面上。

进一步的，在上述方法中，将所述电源线和控制线的另一端穿过所述不锈钢管，并从所述固定装置上的孔洞中伸出之后，还包括：

将所述控制线外接天线。

进一步的，在上述方法中，所述后台分析设备将所述高清摄像头多次拍摄的标准线图像进行比对，以确定地下连续墙水平位移，包括：

所述后台分析设备，用于将相邻两次的拍摄的所述标准线图像进行比对，以确定当前次的地下连续墙水平位移。

与现有技术相比，本发明可以应用于岩土监测，通过水平位移测量装置沿不锈钢管上下移动，对测斜管的标准线进行超清拍摄，测斜管以及地下连续墙墙体协同变形，后期将每次拍摄到的测斜管标准线通过高清图像对比，获取线性的地下连续墙的水平位移，解决目前基坑测斜工作中无法实现分布式测量、无法实现实时监测、人工任务量重、耗时长的问题。

附图说明

图1是本发明一实施例的地下连续墙水平位移测量系统的结构图；

图2是本发明一实施例的水平位移测量装置的结构图；

图3是本发明一实施例的不锈钢管的安装示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1~3所示，本发明提供一种地下连续墙水平位移测量系统，包括：

布置于地下连续墙的基坑测斜位置的测斜管1，所述测斜管1与所述地下连续墙协同变形，所述测斜管内侧壁沿轴向对称平行设置有两条标准线2；

设置于所述测斜管1的中心的不锈钢管3，所述不锈钢管3的顶部超出所述测斜管1以延伸到地面上；

水平支撑于所述地面上的固定装置4，所述不锈钢管3的顶部与所述固定装置4连接，所述固定装置4上设置有孔洞；

在此，所述不锈钢管3通过固定装置4，保证每次测量时的设置角度不变，不随所述地下连续墙协同变形；

套设于所述不锈钢管3上的水平位移测量装置5，所述水平位移测量装置5沿所述不锈钢管3上下移动，所述水平位移测量装置5的两侧对应所述标准线2的位置设置有高清摄像头51和照明灯52，所述高清摄像头51用于拍摄所述标准线图像；

连接所述水平位移测量装置5的电源线53和控制线54，所述电源线53和控制线54穿过所述不锈钢管3，并从所述固定装置4上的孔洞中伸出；

采集传输盒6，从所述固定装置4上的孔洞中伸出的电源线53和控制线54与所述采集传输盒6连接，所述采集传输盒6分别与后台控制设备和后台分析设备连接，所述采集传输盒6从后台控制设备获取移动控制信号，并通过所述控制线54将所述移动控制信号发送至水平位移测量装置，以供所述水平位移测量装置5根据所述移动控制信号确定其在不锈钢管3上移动的方向和距离；所述采集传输盒6通过所述控制线54接收所述标准线图像，所述采集传输盒将所述标准线图像传输至后台分析设备；

与所述采集传输盒6连接的后台控制设备；

与所述采集传输盒连接的后台分析设备，所述后台分析设备将所述高清摄像头多次拍摄的所述标准线图像进行比对，以确定地下连续墙水平位移。

在此，可以在基坑平面内测斜点处，每一测斜点专门设置一地下连续墙水平位移测量装置，其通过在基坑测斜位置布置测斜管，采用水平位移测量装置定时沿所述不锈钢管自动匀速下移，将测斜管上的标准线进行高清拍摄，直至测试深度范围，并自动上升回复原位，等待下次测量指令。

本发明可以应用于岩土监测，通过水平位移测量装置沿不锈钢管上下移动，对测斜管的标准线进行超清拍摄，测斜管以及地下连续墙墙体协同变形，后期将每次拍摄到的测斜管标准线通过高清图像对比，获取线性的地下连续墙的水平位移，解决目前基坑测斜工作中无法实现分布式测量、无法实现实时监测、人工任务量重、耗时长的问题。

本发明的地下连续墙水平位移测量系统一实施例中，所述标准线2为黄色。

在此，可在平行于基坑开挖面的测斜管弧顶位置，各设置一条标准线，共计两条，将标准线设置为黄色，更利于高清摄像头采集到清晰的标准线图像。

本发明的地下连续墙水平位移测量装置一实施例中，所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管3~5cm。

在此，可以在测斜管的圆心处加设不锈钢管一根，不锈钢管的底部可与测斜管底部相连，不锈钢管上部超出测斜管3~5cm，以便与所述固定装置连接。

本发明的地下连续墙水平位移测量系统一实施例中，所述控制线外接天线。

在此，基坑测斜点位处，通过预埋或钻孔方式埋入特制测斜管1根；测斜管底部固定后，将水平位移测量装置套设于所述不锈钢管上，放置时需将水平位移测量装置两侧照明灯及高清摄像头，对准测斜管的标准线，后将不锈钢管上部通过固定装置固定；控制线及电源线通过上部固定装置预留的孔洞伸出，控制线外接天线，以提高数据收发的效率，电源线外接电源。

可以通过后台控制设备或者手机APP程序，通过向水平位移测量装置发送移动控制信号，预调下移滑动距离，开启水平位移测量装置的照明及高清摄像头后，控制水平位移测量装置沿不锈钢管匀速下移；在匀速下移过程中，高清摄像头将两侧标准线进行高清拍摄；到达预设深度位置后，停止照片和拍摄，并匀速上升，期间通过外接天线，将标准线图像传输至后台分析设备器或者手机APP程序。

本发明的地下连续墙水平位移测量系统一实施例中，所述后台分析设备，用于将相邻两次的拍摄的所述标准线图像进行比对，以确定当前次的地下连续墙水平位移。

在此，可以通过后台分析设备或者手机APP程序，将每次的标准线模拟出来并形成高清图片，对比相邻两次的图片，获取本次地下连续墙水平位移的数据。

可以重复上述步骤进行地下连续墙的水平位移测量；施工阶段，根据工况分别设置及改变监测频率，确保施工过程中数据的适用性；监测全部完成，检查并回收水平位移测量装置；

本发明通过新型水平位移测量装置的上下移动，对特制的测斜管的标准线进行超清拍摄，测斜管以及地下连续墙墙体协同变形，后期将每次拍摄到的测斜管标准线通过高清图像对比，获取线性的地下连续墙的水平位移，解决目前基坑测斜工作中无法实现分布式测量、无法实现实时监测、人工任务量重、耗时长的问题。

如图1~3所示，本发明还提供一种地下连续墙水平位移测量方法，包括：

步骤S1，在测斜管内侧壁沿轴向对称平行设置两条标准线2，在地下连续墙的基坑测斜位置布置测斜管1，所述测斜管1与所述地下连续墙协同变形；

步骤S2，在所述测斜管1的中心设置不锈钢管3，所述不锈钢管3的顶部超出所述测斜管1以延伸到地面上；

步骤S3，在固定装置4上设置孔洞，在所述地面上水平支撑所述固定装置4，将所述不锈钢管3的顶部与所述固定装置4连接；

步骤S4，在水平位移测量装置5两侧对应所述标准线2的位置，设置高清摄像头51和照明灯52，将水平位移测量装置5套设于所述不锈钢管3上；

步骤S5，将电源线53和控制线54的一端连接所述水平位移测量装置5，将所述电源线53和控制线54的另一端穿过所述不锈钢管3，并从所述固定装置4上的孔洞中伸出；

步骤S6，将从所述固定装置4上的孔洞中伸出的电源线53和控制线54的一端与采集传输盒6连接，将所述采集传输盒6分别与后台控制设备和后台分析设备连接；

步骤S7，所述采集传输盒6从所述后台控制设备获取移动控制信号，并通过所述控制线将所述移动控制信号发送至水平位移测量装置5，所述水平位移测量装置5根据所述移动控制信号确定其在不锈钢管3上移动的方向和距离，根据所述方向和距离进行移动，所述高清摄像头51在移动过程中拍摄标准线图像，并通过所述控制线54发送到所述采集传输6；

步骤S8，所述采集传输盒6通过所述控制线54接收所述标准线图像，所述采集传输盒6将所述标准线图像传输至后台分析设备；

步骤S9，所述后台分析设备将所述高清摄像头多次拍摄的标准线图像进行比对，以确定地下连续墙水平位移。

在此，可以在基坑平面内测斜点处，每一测斜点专门设置一地下连续墙水平位移测量装置，其通过在基坑测斜位置布置测斜管，采用水平位移测量装置定时沿所述不锈钢管自动匀速下移，将测斜管上的标准线进行高清拍摄，直至测试深度范围，并自动上升回复原位，等待下次测量指令。

本发明可以应用于岩土监测，通过水平位移测量装置沿不锈钢管上下移动，对测斜管的标准线进行超清拍摄，测斜管以及地下连续墙墙体协同变形，后期将每次拍摄到的测斜管标准线通过高清图像对比，获取线性的地下连续墙的水平位移，解决目前基坑测斜工作中无法实现分布式测量、无法实现实时监测、人工任务量重、耗时长的问题。

进一步的，在上述方法中，所述标准线为黄色。

在此，可在平行于基坑开挖面的测斜管弧顶位置，各设置一条标准线，共计两条，将标准线设置为黄色，更利于高清摄像头采集到清晰的标准线图像。

进一步的，在上述方法中，所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管以延伸到地面上，包括：

所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管3~5cm以延伸到地面上。

在此，可以在测斜管的圆心处加设不锈钢管一根，不锈钢管的底部可与测斜管底部相连，不锈钢管上部超出测斜管3~5cm，以便与所述固定装置连接。

进一步的，在上述方法中，将所述电源线和控制线的另一端穿过所述不锈钢管，并从所述固定装置上的孔洞中伸出之后，还包括：

将所述控制线外接天线。

在此，基坑测斜点位处，通过预埋或钻孔方式埋入特制测斜管1根；测斜管底部固定后，将水平位移测量装置套设于所述不锈钢管上，放置时需将水平位移测量装置两侧照明灯及高清摄像头，对准测斜管的标准线，后将不锈钢管上部通过固定装置固定；控制线及电源线通过上部固定装置预留的孔洞伸出，控制线外接天线，以提高数据收发的效率，电源线外接电源。

可以通过后台控制设备或者手机APP程序，通过向水平位移测量装置发送移动控制信号，预调下移滑动距离，开启水平位移测量装置的照明及高清摄像头后，控制水平位移测量装置沿不锈钢管匀速下移；在匀速下移过程中，高清摄像头将两侧标准线进行高清拍摄；到达预设深度位置后，停止照片和拍摄，并匀速上升，期间通过外接天线，将标准线图像传输至后台分析设备器或者手机APP程序。

进一步的，在上述方法中，所述后台分析设备将所述高清摄像头多次拍摄的标准线图像进行比对，以确定地下连续墙水平位移，包括：

所述后台分析设备，用于将相邻两次的拍摄的所述标准线图像进行比对，以确定当前次的地下连续墙水平位移。

在此，可以通过后台分析设备或者手机APP程序，将每次的标准线模拟出来并形成高清图片，对比相邻两次的图片，获取本次地下连续墙水平位移的数据。

可以重复上述步骤进行地下连续墙的水平位移测量；施工阶段，根据工况分别设置及改变监测频率，确保施工过程中数据的适用性；监测全部完成，检查并回收水平位移测量装置；

本发明通过新型水平位移测量装置的上下移动，对特制的测斜管的标准线进行超清拍摄，测斜管以及地下连续墙墙体协同变形，后期将每次拍摄到的测斜管标准线通过高清图像对比，获取线性的地下连续墙的水平位移，解决目前基坑测斜工作中无法实现分布式测量、无法实现实时监测、人工任务量重、耗时长的问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种地下连续墙水平位移测量系统，其特征在于，包括：

布置于地下连续墙的基坑测斜位置的测斜管，所述测斜管与所述地下连续墙协同变形，所述测斜管内侧壁沿轴向对称平行设置有两条标准线；

设置于所述测斜管的中心的不锈钢管，所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管以延伸到地面上；

水平支撑于所述地面上的固定装置，所述不锈钢管的顶部与所述固定装置连接，所述固定装置上设置有孔洞；

套设于所述不锈钢管上的水平位移测量装置，所述水平位移测量装置沿所述不锈钢管上下移动，所述水平位移测量装置的两侧对应所述标准线的位置，设置高清摄像头和照明灯，所述高清摄像头用于拍摄标准线图像；

连接所述水平位移测量装置的电源线和控制线，所述电源线和控制线穿过所述不锈钢管，并从所述固定装置上的孔洞中伸出；

采集传输盒，从所述固定装置上的孔洞中伸出的电源线和控制线与所述采集传输盒连接，所述采集传输盒分别与后台控制设备和后台分析设备连接，所述采集传输盒从后台控制设备获取移动控制信号，并通过所述控制线将所述移动控制信号发送至水平位移测量装置，以供所述水平位移测量装置根据所述移动控制信号确定其在不锈钢管上移动的方向和距离；所述采集传输盒通过所述控制线接收所述标准线图像，所述采集传输盒将所述标准线图像传输至后台分析设备；

与所述采集传输盒连接的后台控制设备；

与所述采集传输盒连接的后台分析设备，所述后台分析设备将所述高清摄像头多次拍摄的标准线图像进行比对，以确定地下连续墙水平位移。

2.如权利要求1所述的地下连续墙水平位移测量系统，其特征在于，所述标准线为黄色。

3.如权利要求1所述的地下连续墙水平位移测量系统，其特征在于，所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管3~5cm。

4.如权利要求1所述的地下连续墙水平位移测量系统，其特征在于，所述控制线外接天线。

5.如权利要求1所述的地下连续墙水平位移测量系统，其特征在于，所述后台分析设备，用于将相邻两次的拍摄的所述标准线图像进行比对，以确定当前次的地下连续墙水平位移。

6.一种地下连续墙水平位移测量方法，其特征在于，包括：

在测斜管内侧壁沿轴向对称平行设置两条标准线，在地下连续墙的基坑测斜位置布置测斜管，所述测斜管与所述地下连续墙协同变形；

在所述测斜管的中心设置不锈钢管，所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管以延伸到地面上；

在固定装置上设置孔洞，在所述地面上水平支撑所述固定装置，将所述不锈钢管的顶部与所述固定装置连接；

在水平位移测量装置两侧对应所述标准线的位置，设置高清摄像头和照明灯，将水平位移测量装置套设于所述不锈钢管上；

将电源线和控制线的一端连接所述水平位移测量装置，将所述电源线和控制线的另一端穿过所述不锈钢管，并从所述固定装置上的孔洞中伸出；

将从所述固定装置上的孔洞中伸出的电源线和控制线的一端与采集传输盒连接，将所述采集传输盒分别与后台控制设备和后台分析设备连接；

所述采集传输盒从所述后台控制设备获取移动控制信号，并通过所述控制线将所述移动控制信号发送至水平位移测量装置，所述水平位移测量装置根据所述移动控制信号确定其在不锈钢管上移动的方向和距离，根据所述方向和距离进行移动，所述高清摄像头在移动过程中拍摄标准线图像，并通过所述控制线发送到所述采集传输盒；

所述采集传输盒通过所述控制线接收所述标准线图像，所述采集传输盒将所述标准线图像传输至后台分析设备；

所述后台分析设备将所述高清摄像头多次拍摄的标准线图像进行比对，以确定地下连续墙水平位移。

7.如权利要求6所述的地下连续墙水平位移测量方法，其特征在于，所述标准线为黄色。

8.如权利要求6所述的地下连续墙水平位移测量方法，其特征在于，所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管以延伸到地面上，包括：

所述不锈钢管的顶部超出所述测斜管3~5cm以延伸到地面上。

9.如权利要求6所述的地下连续墙水平位移测量方法，其特征在于，将所述电源线和控制线的另一端穿过所述不锈钢管，并从所述固定装置上的孔洞中伸出之后，还包括：

将所述控制线外接天线。

10.如权利要求6所述的地下连续墙水平位移测量方法，其特征在于，所述后台分析设备将所述高清摄像头多次拍摄的标准线图像进行比对，以确定地下连续墙水平位移，包括：

所述后台分析设备，用于将相邻两次的拍摄的所述标准线图像进行比对，以确定当前次的地下连续墙水平位移。

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