CN114264282A - 一种适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电网施工监测设备的领域，公开了一种适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，其包括平台、第一支柱、蓄水罐以及透明管，所述蓄水罐和第一支柱均与平台固定连接，所述第一支柱用于支撑在基岩上，所述透明管的一端设为封闭端，所述透明管的封闭段固定连接有锚杆，所述锚杆上固定连接有锚固块，所述透明管的封闭端以及锚杆和锚固块均用于埋设在地下，所述蓄水罐与透明管通过软管连通。本申请减少了监测装置自身的沉降对测量结果的干扰，提高了测量结果的精度。

Description

一种适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置

技术领域

本申请涉及电网施工监测设备的领域，特别是涉及一种适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置。

背景技术

目前，在电网系统的施工过程中，有大量的电缆线需要埋设在地下。在埋设电缆时，由于不同施工区域的土壤质地存在差异，因此不同施工区域的地面承载力不同，在施工场地的局部区域容易发生地面沉降，对电网系统的建设效率造成影响，因此电网建设人员需要对地面沉降进行监测。

公告号为CN208333437U的中国专利公开了一种地面沉降监测装置，地面沉降监测装置包括插入到监测孔中破裂面以下的监测杆，监测孔的开口处设置有盖板，盖板的中间开设有贯通孔，监测杆与贯通孔滑移配合。在盖板上固定设置有沉降环，沉降环套设在监测杆上。在监测地面沉降时，操作者先在地面处向下钻设监测孔，然后操作者再将监测杆设置在监测孔内。地面发生沉降时，盖板与地面共同发生沉降，盖板带动沉降环沉降。监测人员以监测杆为参照物，通过测量监测杆的位置得出沉降环的下降程度，从而对地面沉降进行了监测。

针对上述中的相关技术，发明人认为，相关技术中的监测装置虽然通过测量检测杆的位置实现了对地面沉降的监测，但是监测装置自身在土壤中也会发生沉降，容易对测量地面沉降的精度造成影响。

发明内容

相关技术中，监测装置自身会在土壤中发生沉降，容易影响测量地面沉降的精度，为了改善这一缺陷，本申请提供一种适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置。

本申请提供的一种适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，采用如下的技术方案得出：

一种适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，包括平台、第一支柱、蓄水罐以及透明管，所述蓄水罐和第一支柱均与平台固定连接，所述第一支柱用于支撑在地下的基岩上方，所述透明管的一端设为封闭端，所述透明管的封闭段固定连接有锚杆，所述锚杆上固定连接有锚固块，所述透明管的封闭端以及锚杆和锚固块均用于埋设在地下，所述蓄水罐与透明管通过软管连通。

通过上述技术方案，当需要监测地面沉降时，操作者先在土壤表面沿竖直向下的方向开设监测孔，直到监测孔底部出现基岩。然后，操作者再将第一支柱伸入监测孔内，并沿监测孔的轴向持续移动第一支柱，直到将第一支柱支撑在基岩上方。接着，操作者将透明管靠近封闭端的一段埋设在蓄水罐一侧的土壤中，并向蓄水罐中注水。此后，基岩通过第一支柱对平台和蓄水罐进行支撑，使蓄水罐内的水位保持稳定，而透明管在锚固块与锚杆的牵引下随地面一同发生沉降。透明管沉降时，由于蓄水罐与透明管之间的U形管效应，透明管内与蓄水罐内的水位保持齐平，因此透明管发生沉降之后，透明管内的水面与透明管的管口之间的距离缩短。监测人员通过测量水面与透明管的管口之间缩短的距离即可得到地面沉降的数值，从而利用监测装置自身的沉降对地面的沉降量进行了测量，减少了监测装置自身的沉降对测量结果的干扰，提高了测量结果的精度。

作为优选：所述平台上沿厚度方向贯通开设有第一投料孔，所述第一支柱上沿轴向贯通开设有第二投料孔，所述第一投料孔与第二投料孔连通，所述第二投料孔用于向地下输送固体填充物。

通过上述技术方案，当基岩所在的深度大于第一支柱的长度时，操作者仍然将第一支柱插接在监测孔内，并向第一投料孔中投入瓦砾、碎石等固体填充物，固体填充物沿第一投料孔和第二投料孔落入监测孔内，并在监测孔内持续堆积，直到第一支柱的底端与固体填充物接触。此后，基岩通过固体填充物对第一支柱进行间接支撑，从而对平台以及蓄水罐的竖直位置进行了固定。

作为优选：所述平台上固定连接有漏斗，所述漏斗直径较小的一端与第一投料孔连通。

通过上述技术方案，当需要向第一投料孔中投入固体填充物时，操作者将固体填充物投入漏斗中，固体填充物经过漏斗进入第一投料孔。漏斗增大了第一投料孔的接收范围，从而减少了固体填充物落到第一投料孔外的可能。

作为优选：所述第一支柱的外侧壁上固定连接有投料管，所述投料管的一端与第二投料孔连通，所述投料管远离第一支柱的一端用于延伸出地面。

通过上述技术方案，当漏斗堵塞时，操作者通过投料管向第二投料管投放固体填充物，从而减少了漏斗堵塞对投放固体填充物的影响。此外，当需要向监测孔内投放两种粒径不同的固体填充物以提高对监测孔的填充率时，操作者分别将两种粒径不同的固体填充物投入漏斗内以及投料管中，即可使两种固体填充物均匀混合，从而省去了混合两种固体填充物的步骤，提高了操作的便捷度。

作为优选：所述电网施工沉降监测装置还包括定位机构，所述定位机构包括定位板和第二支柱，所述定位板上沿厚度方向贯通开设有定位槽，所述透明管穿设过定位槽，所述透明管与定位槽滑移配合，所述第二支柱至少设有三个，所述第二支柱与定位板固定连接，所述第二支柱用于支撑在地面上。

通过上述技术方案，在透明管随地面发生沉降的同时，第二支柱始终将定位板支撑在地面上。定位板通过定位槽对透明管的沉降方向进行了约束，减少了透明管在沉降过程中发生偏移的可能，提高了测量地面沉降时的精确度。

作为优选：所述第二立柱远离定位板的一端沿外周缘固定连接有挡环，所述挡环用于与地面抵触。

通过上述技术方案，挡环分散了第二支柱与地面之间的作用力，从而减少了第二支柱因受力不均而陷入地下的可能，提高了定位板的稳定性，改善了定位板对透明管的约束效果。

作为优选：所述第二支柱沿定位板的厚度方向穿过定位板，所述第二支柱上沿轴向贯通开设有螺纹槽，所述定位机构还包括定位柱，所述定位柱的外侧壁上设有螺纹，所述定位柱穿设过螺纹槽，并与所述螺纹槽螺纹配合。

通过上述技术方案，当地表处覆盖有碎石，导致定位板难以保持水平状态时，操作者转动定位柱，使定位柱与第二支柱之间的相对位置发生改变，从而对第二支柱的高度位置进行了调节，通过多个定位柱的配合，使得定位板能够在地表覆盖有碎石的情况下保持水平。在调节定位柱的位置时，操作者以透明管内的水平面作为参照，即可更快地将定位板调节到水平位置。

作为优选：所述定位机构还包括支架和定位块，所述支架与定位板固定连接，所述定位块通过柔性绳与支架固定连接，所述柔性绳用于指示竖直方向。

通过上述技术方案，当需要判断定位板是否处于水平位置时，操作者除了观察透明管内的水面，还可通过观察柔性绳与定位板之间的夹角进行判断，通过将柔性绳指示的竖直方向与水平面指示的水平方向相结合，操作者能够容易地判断定位板是否处于水平位置。

作为优选：所述透明管远离封闭端的一端设置有封口塞，所述封口塞的外周缘和透明管的内侧壁上均设有螺纹，所述封口塞穿设并螺纹连接在透明管内。

通过上述技术方案，在等待透明管发生沉降的过程中，封口塞对透明管的管口进行封闭，从而减少了透明管内的水发生蒸发的可能。当需要通过透明管内的水位观察地面沉降时，操作者取下封口塞，使透明管液面上方的气压恢复常压。等待液面的位置稳定后，操作者即可对地面沉降的数值进行测量和记录。

作为优选：所述封口塞的一侧固定设置有激光发生器，所述封口塞远离透明管的一端固定连接有反光镜，所述平台的一侧固定连接有接收屏，所述反光镜用于反射激光发生器发出的激光，所述接收板用于接收经过反光镜反射的激光，所述接收屏用于接收反光镜反射的激光。

通过上述技术方案，当需要测量地面沉降的数值时，操作者将封口塞螺纹连接在透明管的管口处，然后激光发生器向反光镜发射激光，反光镜将激光反射到接收板处。操作者通过测量接收板上的激光点位置的变化，即可间接测得沉降观测的尺寸。通过对比激光点位置的变化以及透明管端口与水面距离的变化，操作者能够对地面沉降的测量值进行修正，从而提高了测量精度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请通过在基岩上方固定设置蓄水罐，再通过蓄水罐向底端埋设在地下的透明管供水，从而利用透明管自身的沉降以及蓄水罐和透明管之间的U形管效应监测了地面的沉降量，从而减少了监测装置自身的沉降对测量精度的影响；

2.本申请通过激光发生器、反射镜以及接收屏的组合对地面的沉降量进行了间接测量，通过对比激光点位置的变化以及透明管端口与水面距离的变化，操作者能够对地面沉降的测量值进行修正，从而提高了测量精度。

附图说明

图1是本申请实施例的适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置的整体结构示意图。

图2是本申请实施例用于展示漏斗、第一投料孔、第二投料孔三者关系的结构示意图。

图3是本申请实施例用于展示定位机构的结构示意图。

附图标记说明：

1、平台；2、第一支柱；3、蓄水罐；4、透明管；5、定位机构；51、定位板；52、第二支柱；53、支架；54、定位块；6、进水阀门；7、锚杆；8、锚固块；9、软管；10、第一投料孔；11、漏斗；12、第二投料孔；13、投料管；14、定位槽；15、螺纹槽；16、柔性绳；17、封口塞；18、立柱；19、激光发生器；20、反光镜；21、接收屏；22、定位柱；23、挡环。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置。参照图1，适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置包括平台1、第一支柱2、蓄水罐3、透明管4以及定位机构5，平台1放置在地面上，第一支柱2共设有四个，四个第一支柱2分别设于平台1四角。第一支柱2固定连接在平台1底端。蓄水罐3固定连接在平台1顶端，蓄水罐3顶端设置有进水阀门6，透明管4的底端设置为封闭端。透明管4底端固定连接有锚杆7，锚杆7上固定连接有四个“十”字形锚固块8，锚杆7、锚固块8以及透明管4的封闭端均插接在土壤中。透明管4与蓄水罐3之间设置有软管9，软管9的一端与蓄水罐3连通并固定连接，另一端与透明管4连通并固定连接。

参照图1，对于基岩距离地面的距离小于第一支柱2长度的区域，在开始测量地面沉降之前，操作者先向在从地面向下开挖监测孔，直到监测孔延伸至基岩处，然后操作者将第一支柱2插入监测孔，使基岩对第一支柱2进行支撑。接着，操作者向蓄水罐3内注水，蓄水罐3内的水通过软管9流入透明管4。地面沉降时，土壤通过锚杆7和锚固块8带动透明管4一起沉降，定位机构5对透明管4的沉降方向进行约束。当地面发生沉降之后，蓄水罐3内的水位和透明管4内的水位未发生变化，而透明管4自身发生了沉降，因此透明管4内的水面与透明管4的顶端的距离缩短，操作者通过测量缩短的距离即可测得地面的沉降量，从而利用监测装置自身的沉降对地面沉降进行了测量，减少了监测装置自身的沉降对测量精度的干扰。

参照图1和图2，平台1上沿竖直方向贯通开设有四个第一投料孔10，平台1顶端固定连接有四个漏斗11，漏斗11口径较大的一端朝上，一个漏斗11与一个第一投料孔10连通，以减少固体填充物落到平台1上的可能。第一支柱2上沿轴向贯通开设有第二投料孔12，一个第二投料孔12与一个第一投料孔10连通。一个第一支柱2的外壁上固定连接有一个投料管13，一个投料管13与一个第二投料孔12连通。投料管13远离第一支柱2的一端向上倾斜设置，投料管13的顶端的位置高于平台1所处的位置。

参照图1和图2，当基岩距离地面的距离大于第一支柱2的长度时，操作者先将第一支柱2插接在监测孔中，同时在监测孔周围开挖沟槽，并将投料管13放置在沟槽内。接着，操作者分别向漏斗11中和投料管13中投放大粒径的固体填充物和小粒径的固体填充物，两种固体填充物在第二投料孔12中混合，并落到监测孔的底部。固体填充物持续在监测孔内堆积，直到固体填充物与第一支柱2的底端接触，然后操作者停止投放固体填充物。此后，基岩通过固体填充物对第一支柱2进行支撑，第一支柱2对平台1和蓄水罐3进行支撑，从而保持了蓄水罐3以及透明管4内水平面的稳定。

参照图1和图3，定位机构5包括定位板51、第二支柱52、支架53和定位块54，定位板51的横截面为圆形，定位板51的中心沿竖直方向贯通开设有定位槽14，透明管4穿过定位槽14，并与定位槽14滑移配合。第二支柱52共设有三个，三个第二支柱52均沿竖直方向穿过定位板51，并与定位板51固定连接。在同一水平面内，三个第二支柱52两两之间距离相等。第二支柱52底端沿周缘固定连接有挡环23，第二支柱52和挡环23二者底端的端面均与地面抵触。第二支柱52上沿轴向贯通开设有螺纹槽15，螺纹槽15内穿设有定位柱22，定位柱22的外侧壁上设有螺纹，定位柱22与螺纹槽15螺纹配合。支架53固定连接在定位板51顶端，支架53顶端固定连接有柔性绳16，柔性绳16底端与定位块54固定连接。

参照图1和图3，在透明管4发生沉降时，第二支柱52和挡环23共同将定位板51支撑和固定在水平位置，定位板51通过定位槽14对透明管4进行约束，使得透明管4的沉降方向保持竖直向下，从而减少了透明管4在沉降时发生偏移的可能。当施工场地因铺设有碎石而导致平整度较差时，操作者转动定位柱22，使定位柱22抵接在碎石上，然后碎石将第二支柱52顶起，通过三个定位柱22的配合即可将定位板51设置在水平位置。在判断定位板51是否处于水平位置时，柔性绳16在定位块54的牵引下对竖直方向进行指示，透明管4中的水平面则对水平方向进行指示，操作者通过观察柔性绳16和水平面能够更加准确地判断定位板51是否水平。

参照图1和图3，所述透明管4远离封闭端的一端设置有封口塞17，封口塞17靠近透明管4的一端沿外周缘设有螺纹，透明管4顶端的内侧壁上也设有螺纹，封口塞17穿进透明管4顶端，并与透明管4螺纹连接。定位板51上固定连接有立柱18，立柱18顶端固定连接有激光发生器19，封口塞17顶端固定连接有反光镜20，平台1朝向透明管4的一端在上表面固定连接有接收屏21，接收屏21与平台1垂直。

参照图1和图3，在进行沉降监测的过程中，封口塞17对透明管4进行封闭，减少了透明管4内的水分蒸发的可能，提高了通过透明管4测量地面沉降的准确度。当地面发生沉降之后，操作者先取下封口塞17，再重新将封口塞17螺纹连接在透明管4上，以平衡透明管4液面上方的气压。

除了通过透明管4进行测量外，在本实施例中，激光发生器19发射的激光经过反光镜20的反射之后能够在接收屏21上产生光斑。当地面发生沉降之后，激光发生器19和反光镜20的位置发生改变，而接收屏21的位置不变，操作者通过测量光斑的位置变化即可间接测得地面的沉降量，从而增加了测量地面沉降的途径。操作者通过对比两种途径测得的地面沉降量，能够进一步提高对地面沉降的检测精度。

本申请实施例一种适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置的实施原理为：当需要测量地面的沉降量时，操作者在地面处开挖监测孔，并将第一支柱2穿进监测孔，再利用基岩对第一支柱2进行固定，然后操作者将透明管4的封闭段以及锚杆7插入地下。接着，操作者向蓄水罐3内注水。待水面位置稳定之后，激光发生器19开启，操作者对光斑的初始位置进行记录，以及对透明管4内的水面与透明管4管口之间的初始距离进行记录。地面发生沉降之后，操作者再次测量光斑的位置，以及测量透明管4内的水面与透明管4管口之间的距离，通过计算光斑位置的移动量以及测量透明管4内的水面与透明管4管口之间的距离变化量，操作者即可得知地面的沉降量。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，其特征在于：包括平台(1)、第一支柱(2)、蓄水罐(3)以及透明管(4)，所述蓄水罐(3)和第一支柱(2)均与平台(1)固定连接，所述第一支柱(2)用于支撑在地下的基岩上方，所述透明管(4)的一端设为封闭端，所述透明管(4)的封闭段固定连接有锚杆(7)，所述锚杆(7)上固定连接有锚固块(8)，所述透明管(4)的封闭端以及锚杆(7)和锚固块(8)均用于埋设在地下，所述蓄水罐(3)与透明管(4)通过软管(9)连通。

2.根据权利要求1所述的适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，其特征在于：所述平台(1)上沿厚度方向贯通开设有第一投料孔(10)，所述第一支柱(2)上沿轴向贯通开设有第二投料孔(12)，所述第一投料孔(10)与第二投料孔(12)连通，所述第二投料孔(12)用于向地下输送固体填充物。

3.根据权利要求2所述的适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，其特征在于：所述平台(1)上固定连接有漏斗(11)，所述漏斗(11)直径较小的一端与第一投料孔(10)连通。

4.根据权利要求3所述的适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，其特征在于：所述第一支柱(2)的外侧壁上固定连接有投料管(13)，所述投料管(13)的一端与第二投料孔(12)连通，所述投料管(13)远离第一支柱(2)的一端用于延伸出地面。

5.根据权利要求1所述的适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，其特征在于：所述电网施工沉降监测装置还包括定位机构(5)，所述定位机构(5)包括定位板(51)和第二支柱(52)，所述定位板(51)上沿厚度方向贯通开设有定位槽(14)，所述透明管(4)穿设过定位槽(14)，所述透明管(4)与定位槽(14)滑移配合，所述第二支柱(52)至少设有三个，所述第二支柱(52)与定位板(51)固定连接，所述第二支柱(52)用于支撑在地面上。

6.根据权利要求5所述的适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，其特征在于：所述第二立柱(18)远离定位板(51)的一端沿外周缘固定连接有挡环(23)，所述挡环(23)用于与地面抵触。

7.根据权利要求6所述的适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，其特征在于：所述第二支柱(52)沿定位板(51)的厚度方向穿过定位板(51)，所述第二支柱(52)上沿轴向贯通开设有螺纹槽(15)，所述定位机构(5)还包括定位柱(22)，所述定位柱(22)的外侧壁上设有螺纹，所述定位柱(22)穿设过螺纹槽(15)，并与所述螺纹槽(15)螺纹配合。

8.根据权利要求6所述的适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，其特征在于：所述定位机构(5)还包括支架(53)和定位块(54)，所述支架(53)与定位板(51)固定连接，所述定位块(54)通过柔性绳(16)与支架(53)固定连接，所述柔性绳(16)用于指示竖直方向。

9.根据权利要求1所述的适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，其特征在于：所述透明管(4)远离封闭端的一端设置有封口塞(17)，所述封口塞(17)的外周缘和透明管(4)的内侧壁上均设有螺纹，所述封口塞(17)穿设并螺纹连接在透明管(4)内。

10.根据权利要求9所述的适用于多质地土壤的电网施工沉降监测装置，其特征在于：所述封口塞(17)的一侧固定设置有激光发生器(19)，所述封口塞(17)远离透明管(4)的一端固定连接有反光镜(20)，所述平台(1)的一侧固定连接有接收屏(21)，所述反光镜(21)用于反射激光发生器(19)发出的激光，所述接收屏(21)用于接收反光镜(21)反射的激光。

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