CN108955604A - 深孔位移监测传感器新结构及其预埋式安装方法 - Google Patents

深孔位移监测传感器新结构及其预埋式安装方法 Download PDF

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张振强
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吴志刚
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马新凯
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Abstract

本发明提供了一种深孔位移监测传感器新结构及其预埋式安装方法,用于监测边坡深部位移的变化。该深孔位移监测传感器新结构包括监测孔、井上装置、监测装置;监测装置包括多组监测组件,每组监测组件均包括传感器和同轴设置在传感器两端的连接杆钢筋;多组监测组件在竖直方向上依次相连,相邻两监测组件之间的连接杆钢筋同轴连接。本发明是利用连接杆钢筋实现传感器在监测孔中的安装,无需使用测斜管,避免了测斜管在深孔中易发生断裂的问题;同时连接杆钢筋的硬度较大,在超深孔环境作业时不易产生断裂;此外在兼具硬度和强度的情况下,连接杆钢筋的直径较小,其在监测孔中占用的空间较小,能够为传感器提供较大的安装空间,使传感器能顺利安装在监测孔中的整个监测区段中,保证监测数据的准确性。

Description

深孔位移监测传感器新结构及其预埋式安装方法
技术领域
本发明涉及地质灾害深部位移监测领域,特别涉及一种深孔位移监测传感器新结构及其预埋式安装方法。
背景技术
在现有技术中,深孔监测需要在测孔中预埋PVC硬质测斜管。但当测孔的深度较大时,特别是测孔的深度超过200m时,利用传统的PVC测斜管便无法保证监测作业的顺利进行。其中,传统的PVC测斜管的缺陷主要表现在:管材强度较低,在较深的测孔中作业时易发生破损断裂,从而将测孔堵塞,影响监测作业的顺利进行;同时PVC测斜管的管径较大,在有限孔径的测孔中安装时易出现卡管的问题;此外测斜管为传感器安装提供的安装空间有限,无法满足深孔监测中监测区段的传感器安装,影响深孔监测数据的准确性。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中利用PVC测斜管进行深孔监测作业时,测斜管的安装空间有限且易发生断裂,影响监测作业顺利进行以及监测数据准确性的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种深孔位移监测传感器新结构,用于监测边坡位移的变化,包括监测孔、井上装置、监测装置;监测孔竖直贯穿边坡的监测区段;井上装置靠近所述监测孔的孔口处设置,所述井上装置包括中继器;监测装置设置在所述监测孔中;所述监测装置包括多组监测组件,每组所述监测组件均包括传感器和同轴设置在所述传感器两端的连接杆钢筋;多组所述监测组件在竖直方向上依次相连,相邻两所述监测组件之间的连接杆钢筋同轴连接;所述传感器用于测量所述边坡的位移量,所述传感器通过通信线缆与所述中继器通信连接,以将测量信息传输至所述中继器。
优选地,所述监测装置包括多组测量单元,多组所述测量单元相互并联;每组所述测量单元均包括多个所述传感器;每组所述测量单元中的多个传感器之间相互串联,并共用一条所述通信线缆与所述中继器通信连接。
优选地,每组所述测量单元包括3-5个所述传感器。
优选地,相邻两所述监测组件之间的连接杆钢筋通过万向接头同轴连接。
优选地,所述连接杆钢筋的端部设有螺纹,所述传感器的顶部和底部均设有与所述螺纹相适配的连接孔,两所述连接孔对称布置。
本发明还提供一种深孔位移监测传感器新结构的预埋式安装方法,包括步骤:在边坡的监测区段钻监测孔,使监测孔竖直贯穿监测区段;提供多组监测组件,每组监测组件均包括传感器和同轴设置在传感器两端的连接杆钢筋,传感器上连接有通信线缆;将多组监测组件依次竖直下放至监测孔中,并使相邻两组监测组件之间的连接杆钢筋同轴连接;待监测组件的端部与监测孔的孔底相抵触时,停止监测组件的下放;在靠近监测孔的孔口处安装中继器,并将通信线缆与中继器连接;在监测孔中填充泥浆,使监测孔封闭。
优选地,将所述监测组件下放至监测孔中时,使所述传感器朝向所述边坡的滑坡方向。
优选地,所述预埋式安装方法还包括在传感器上连接通信线缆的步骤:将3-5个所述传感器通过一根所述通信线缆串联。
优选地,所述传感器和所述中继器安装前均需要进行测试。
由上述技术方案可知,本发明的有益效果为:
本发明的深孔位移监测传感器新结构及其预埋式安装方法中,是利用连接杆钢筋实现传感器在监测孔中的安装。无需使用测斜管,避免了测斜管在深孔中易发生断裂的问题。同时连接杆钢筋的硬度较大,在超深孔环境作业时不易产生断裂,能够确保深孔位移监测传感器新结构在较深的监测孔中仍能稳定地工作;此外在兼具硬度和强度的情况下,连接杆钢筋的直径较小,其在监测孔中占用的空间较小,能够为传感器提供较大的安装空间,使传感器能顺利安装在监测孔中的整个监测区段中,保证监测数据的准确性。
附图说明
图1是本发明深孔位移监测传感器新结构实施例的结构示意图。
图2是本发明深孔位移监测传感器新结构实施例中监测组件的结构示意图。
图3是本发明深孔位移监测传感器新结构预埋式安装方法实施例的流程图。
附图标记说明如下:1、深孔位移监测传感器新结构;11、监测孔;12、井上装置;121、中继器;14、监测装置;14a、监测组件;140、测量单元;141、传感器;142、连接杆钢筋;15、通信线缆;16、万向接头;2、注浆管。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化,其皆不脱离本发明的范围,且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用,而非用以限制本发明。
为了进一步说明本发明的原理和结构,现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
参阅图1和图2,本申请提供一种深孔位移监测传感器新结构1,主要用于边坡位移变化的监测,尤其适用于深孔位移的监测。该深孔位移监测传感器新结构1包括监测孔11、井上装置12以及监测装置14。
其中,监测孔11竖直贯穿边坡的监测区域。井上装置12靠近监测孔11的孔口处设置,该井上装置12包括中继器121。监测装置14设置在监测孔11中,该监测装置14包括多组监测组件14a。每组监测组件14a均包括传感器141和同轴设置在传感器141两端的连接杆钢筋142。多组监测组件14a在竖直方向上依次相连,相邻两组监测组件14a之间的连接杆钢筋142同轴连接。传感器141用于测量边坡的位移量,该传感器141通过通信线缆15与中继器121通信连接,以将测量信息传输至中继器121。
进一步地,在本实施例中,监测装置14包括多组测量单元140,多组测量单元140之间相互并联。每组测量单元140均包括多个传感器141,每组测量单元140中的多个传感器141之间相互串联,并共用一条通信线缆15与中继器121通信连接。
本实施例中每组测量单元140只通过一条通信线缆15与中继器121通信连接,可使传感器141安装时所需的通信线缆15数量大幅度地减少,使得有限直径的监测孔11能够满足超深孔监测时多个传感器141的安装需求。此外通信线缆15数量的减少,可以使安装简便并降低安装成本,同时还可以保证对多个传感器141供电的稳定性。
此外,在本实施例中,传感器141采用了单点阵列式并联安装方法,即将传感器141直接固定在连接杆钢筋142上,再通孔监测孔11处的工作平台,分段固定安装并分段下放至监测孔11中。整体技术合理可行,可操作性强,有效解决了超深监测孔中监测结构的安装难题。
较佳地,在本实施例中,每组传感器141单元包括3-5个传感器141。此种设置不仅可以保证有限孔径的监测孔11中通信线缆15的布置,而且可以保证传感器141监测数据的稳定性,确保监测结果的准确。
进一步地,本实施例的传感器141使通过连接杆钢筋142安装在监测孔11中。连接杆钢筋142的硬度较大,在超深孔环境作业时不易产生断裂,能够确保深孔位移监测传感器新结构1在较深的监测孔11中仍能稳定地工作;同时在保证硬度和强度的情况下,连接杆钢筋142的直径较小,其在监测孔11中占用的空间较小,能够为传感器141提供较大的安装空间,确保传感器141在监测孔11中能顺利布置在整个监测区段中。
在本实施例中,连接杆钢筋142的端部设有螺纹,传感器141的顶部和底部设有与该螺纹相适配的连接孔,以使传感器141与连接杆钢筋142螺接配合,从而使传感器141与连接杆钢筋142固定连接。
本实施例的传感器141上的两个连接孔对称布置,两根连接杆钢筋142分别螺接固定在传感器141顶部和底部的连接孔中时,可实现两根连接杆钢筋142在传感器141两端的同轴设置。
多组监测组件14a在竖直方向上依次相连,且相邻两组监测组件14a之间的连接杆钢筋142同轴连接,从而使多个传感器141沿竖直方向间隔地布置在监测孔11中。多个传感器141能够测量监测孔11中不同深度的位移量,从而监测边坡的位移变化情况。在本实施例中,相邻两组监测组件14a之间的连接杆钢筋142是通过万向接头16实现同轴连接。
进一步地,本实施例的传感器141通过通信线缆15与中继器121通信连接,该中继器121包括数据处理模块和通讯模块。其中,数据处理模块用于处理传感器141测量的位移数据,通讯模块用于将处理后的位移数据发送至后台基站,以使操作人员实时了解边坡位移的变化情况。在本实施例中,中继器121的通讯模块为无线通讯模块。
此外,本实施例的监测孔11内填充有泥浆。泥浆可使传感器141与边坡连接成整体,以使传感器141准确地测量边坡的位移变化。本实施例中的井上装置12还包括钻孔设备和吊装设备,其中钻孔设备用于在监测区段钻监测孔11,吊装设备用于吊接监测组件14a,使监测组件14a悬空于监测孔11中,从而便于监测组件14a之间连接杆钢筋142的连接。
参阅图3,本申请还提供一种深孔位移监测传感器新结构的预埋式安装方法,该预埋式安装方法包括如下步骤:
S10、在边坡的监测区段钻监测孔11,使监测孔11竖直贯穿监测区段;
S20、提供多组监测组件14a,每组监测组件14a均包括传感器141和同轴设置在传感器141两端的连接杆钢筋142,传感器141上连接有通信线缆15;
S30、将多组监测组件14a依次竖直下放至监测孔11中,并使相邻两组监测组件14a之间的连接杆钢筋142同轴连接;待监测组件14a的端部与监测孔11的孔底相抵触时,停止监测组件14a的下放;
S40、在靠近监测孔11的孔口处安装中继器121,并将通信线缆15与中继器121连接;
S50、在监测孔11中填充泥浆,使监测孔11封闭。
在本实施例中,该深孔位移监测传感器新结构的预埋式安装方法还包括在传感器141上连接通信线缆15的步骤。具体地,在传感器141上连接通信线缆15之前,先对传感器141和通信线缆15进行测试。对测试合格的传感器141和通信线缆15编号,然后进行传感器141和通信线缆15的连接。
较优地,在传感器141上连接通信线缆15时,可以将3-5个通过一根通信线缆15串联。此种设置不仅可以减少通信线缆15的数量,保证有限孔径的监测孔11中通信线缆15的布置,而且可以保证传感器141监测数据的稳定性,确保监测结果的准确。
在本实施例中,传感器141与连接杆钢筋142之间是螺接固定。具体地,连接杆钢筋142的端部设有螺纹,传感器141的顶部和底部均设有与螺纹相适配的连接孔,两个连接孔对称设置。两根连接杆钢筋142分别螺接在传感器141的顶部和底部,以使传感器141与连接杆钢筋142固定连接。传感器141与连接杆钢筋142固定连接时,传感器141两端的连接杆钢筋142同轴布置。
步骤S30中,将监测组件14a下放至监测孔11中时,可利用吊装设备吊接连接杆钢筋142,使监测组件14a稳定地悬空于监测孔11中,便于操作人员在监测孔11的孔口处完成相邻两组监测组件14a之间连接杆钢筋142的连接。相邻两组监测组件14a之间的连接杆钢筋142连接后,可通过吊装设备下放至监测孔11中。
较优地,将监测组件14a下放至监测孔11中时,使传感器141朝向边坡的滑坡方向,以保证传感器141能够准确地测定边坡位移的变化量。进一步地,相邻两组监测组件14a之间的连接杆钢筋142的连接是通过万向接头16实现的。在连接杆钢筋142连接过程中,使每根连接杆钢筋142上传感器141均朝向边坡的滑坡方向。当监测组件14a的端部抵接在监测孔11的孔底时,即完成最后一组监测组件14a的连接后,将最后一组监测组件14a中的传感器141调整至朝向边坡的滑坡方向,从而确保每组监测组件14a中的传感器141的位置均对准边坡。
较佳地,在本实施例中,连接杆钢筋142上还安装有螺帽,以在相邻两组监测组件14a之间的连接杆钢筋142连接时保证传感器141固定朝向边坡的滑坡方向。
步骤S40中,中继器121安装之前先进行测试。测试合格的中继器121安装时,先在靠近监测孔11孔口的位置处挖出一安装位,再在安装位中固定中继器121。中继器121固定后,再将传感器141上的通信线缆15与中继器121连接。在本实施例中,中继器121包括数据处理模块和通讯模块,其中通讯模块为无线通讯模块。
中继器121固定安装后,进行基站的安装,基站在安装前也需要测试。基站安装完成后,调试基站与深孔位移监测传感器新结构1,保证测量数据稳定地传输,使后台可以实时接收位移信息,确保操作人员能够准确地了解边坡位移的变化情况。
基站调试完成后,进行步骤S50,将泥浆填充至监测孔11中。在本实施例中,采用的是可控孔底反压注浆法。将注浆管2伸入监测孔11接近孔底的位置,利用注浆管2将黄土水泥浆注入监测孔11中,从而将监测孔11填充封闭。
监测孔11封闭后,再对整个深孔位移监测传感器新结构1进行测试,测试合格后,将安装有中继器121的安装位用水泥浆填充。
综上,对于本实施例的深孔位移监测传感器新结构及其预埋式安装方法中,其利用连接杆钢筋实现传感器在监测孔中的安装。无需使用测斜管,避免了测斜管在深孔中易发生断裂的问题。同时连接杆钢筋的硬度较大,在超深孔环境作业时不易产生断裂,能够确保深孔位移监测传感器新结构在较深的监测孔中仍能稳定地工作;此外在兼具硬度和强度的情况下,连接杆钢筋的直径较小,其在监测孔中占用的空间较小,能够为传感器提供较大的安装空间,使传感器能顺利安装在监测孔中的整个监测区段中,保证监测数据的准确性。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明,但应当理解,所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质,所以应当理解,上述实施方式不限于任何前述的细节,而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种深孔位移监测传感器新结构,用于监测边坡位移的变化,其特征在于,包括:
监测孔,竖直贯穿边坡的监测区段;
井上装置,靠近所述监测孔的孔口处设置,所述井上装置包括中继器;
监测装置,设置在所述监测孔中;所述监测装置包括多组监测组件,每组所述监测组件均包括传感器和同轴设置在所述传感器两端的连接杆钢筋;多组所述监测组件在竖直方向上依次相连,相邻两所述监测组件之间的连接杆钢筋同轴连接;所述传感器用于测量所述边坡的位移量,所述传感器通过通信线缆与所述中继器通信连接,以将测量信息传输至所述中继器。
2.根据权利要求1所述的深孔位移监测传感器新结构,其特征在于,所述监测装置包括多组测量单元,多组所述测量单元相互并联;每组所述测量单元均包括多个所述传感器;每组所述测量单元中的多个传感器之间相互串联,并共用一条所述通信线缆与所述中继器通信连接。
3.根据权利要求2所述的深孔位移监测传感器新结构,其特征在于,每组所述测量单元包括3-5个所述传感器。
4.根据权利要求1所述的深孔位移监测传感器新结构,其特征在于,相邻两所述监测组件之间的连接杆钢筋通过万向接头同轴连接。
5.根据权利要求1所述的深孔位移监测传感器新结构,其特征在于,所述连接杆钢筋的端部设有螺纹,所述传感器的顶部和底部均设有与所述螺纹相适配的连接孔,两所述连接孔对称布置。
6.一种深孔位移监测传感器新结构的预埋式安装方法,其特征在于,包括步骤:
在边坡的监测区段钻监测孔,使监测孔竖直贯穿监测区段;
提供多组监测组件,每组监测组件均包括传感器和同轴设置在传感器两端的连接杆钢筋,传感器上连接有通信线缆;
将多组监测组件依次竖直下放至监测孔中,并使相邻两组监测组件之间的连接杆钢筋同轴连接;待监测组件的端部与监测孔的孔底相抵触时,停止监测组件的下放;
在靠近监测孔的孔口处安装中继器,并将通信线缆与中继器连接;
在监测孔中填充泥浆,使监测孔封闭。
7.根据权利要求6所述的深孔位移监测传感器新结构的预埋式安装方法,其特征在于,将所述监测组件下放至监测孔中时,使所述传感器朝向所述边坡的滑坡方向。
8.根据权利要求6所述的深孔位移监测传感器新结构的预埋式安装方法,其特征在于,所述预埋式安装方法还包括在传感器上连接通信线缆的步骤:将3-5个所述传感器通过一根所述通信线缆串联。
9.根据权利要求6所述的深孔位移监测传感器新结构的预埋式安装方法,其特征在于,所述传感器和所述中继器安装前均需要进行测试。
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