CN118050052B - 一种沉降水位一体化监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水体监测设备领域，具体为一种沉降水位一体化监测设备，其包括：基座，设置在地面上且位于水层液面上方，最顶部的沉降管与基座连接；单向排水机构，设置在最底部的沉降管底部，用来将沉降管内的积水排出；顶封板，密封设置在最上方一个沉降管的顶部；以及导向管，竖直穿过顶封板，底部插入最下方一个沉降管内，导向管与沉降管同轴，排水时，高压气通过导向管输送至沉降管内，在正压作用下，沉降管内部积水排出。本发明中，沉降管不需要通过基岩来固定，而是通过地面上方的基座进行固定，大大降低了钻孔难度，有助于提高施工效率，且沉降管内不会进水，或者进水后能及时排出，避免对沉降管内壁以及导向管的腐蚀，提高使用寿命。

Description

一种沉降水位一体化监测设备

技术领域

本发明涉及水体监测设备领域，尤其涉及一种沉降水位一体化监测设备。

背景技术

沉降水位一体化监测是指通过集成不同监测手段和科技，实现对地面沉降及水位变化的综合监测，以便更好地理解地壳运动和水的动态，并及时预警可能的风险。

公告号为CN218673618U的中国专利公开了一种表层沉降、分层沉降及水位一体化自动化监测装置。固定测杆固定预埋在地基内且其顶端伸出地基表面，地表沉降监测机构固定连接于沉降套板顶部，以使沉降套板下沉后带动其移动，地表沉降监测机构用于监测沉降套板与固定测杆的相对位移；分层沉降监测机构包括磁环和固定连接于固定测杆上的分层沉降传感器，分层沉降套管固定预埋在地基内且其外部套设有磁环，以使地基内部下沉带动磁环移动，分层沉降传感器用于感应磁环移动距离。该监测装置具有一体化监测功能，提高监测效率的同时能够节约成本。

但是上述已公开方案存在如下不足之处：分层沉降套管内需要与外部水源连通进行水位测量，这导致分层沉降套管内时刻被水填充，加剧了内壁、固定侧杆以及分层沉降传感器的腐蚀，水质中的杂质也容易慢慢堆积在分层沉降套管内，可能影响传感器的正常工作。另外，钻孔需要打到基岩位置，通过基岩来固定分层沉降套管，在软土层厚度很大或者水很深的情况下给施工增加了难度，也会降低施工效率。

发明内容

本发明目的是针对背景技术中存在的分层沉降套管内进水导致腐蚀加剧且钻孔需要打到基岩位置，增加了施工难度的问题，提出一种沉降水位一体化监测设备。

本发明的技术方案：一种沉降水位一体化监测设备，包括多个竖直拼接连接的沉降管，以及并排套在沉降管上的多个磁环，沉降管穿过水层并插入软土层内；还包括：

基座，设置在地面上且位于水层液面上方，最顶部的沉降管与基座连接；

单向排水机构，设置在最底部的沉降管底部，用来将沉降管内的积水排出；

顶封板，密封设置在最上方一个沉降管的顶部；

以及导向管，竖直穿过顶封板，底部插入最下方一个沉降管内，导向管与沉降管同轴，排水时，高压气通过导向管输送至沉降管内，在正压作用下，沉降管内部积水通过单向排水机构排出。

优选的，导向管顶部设置堵头，用来密封导向管顶部。

优选的，位于水层内的沉降管上设置水位检测传感器a，水位检测传感器a为入水压力式水位传感器。

优选的，单向排水机构包括设置在沉降管最底部的底封板，设置在底封板底部的桶体，以及竖直设置在每个沉降管外壁上的对接排水管，上下两个对接排水管密封对接，位于水层内的沉降管上不设置对接排水管，磁环内周壁上设置有供对接排水管穿过的导向槽；底封板上设置水位检测传感器b，底封板顶部设置排水孔，底封板底部设置盲孔，排水孔底部连通排水管，排水管上设置单向阀，桶体与盲孔连通，桶体上设置多个连通管，连通管与对接排水管底部连通。

优选的，对接排水管顶部设置锥形导向插入头，锥形导向插入头顶部设置滤网，上下对接排水管对接时，锥形导向插入头插入对接排水管内。

优选的，底封板上设置多个插接孔，导向管外壁底部设置多个插接脚，插接脚插入插接孔内，导向管上并排设置多组竖直槽，每组包括周向设置的多个，磁环位于竖直槽上下之间。

优选的，还包括预留沉降管，预留沉降管位于最下方的沉降管下方，预留沉降管内壁上设置有多个供对接排水管插入的滑槽，预留沉降管底部封闭。

优选的，还包括控制系统，控制系统与水位检测传感器a以及水位检测传感器b均数据传输连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：沉降管不需要通过基岩来固定，而是通过地面上方的基座进行固定，大大降低了钻孔难度，有助于提高施工效率，且沉降管内不会进水，或者进水后能及时排出，避免对沉降管内壁以及导向管的腐蚀，提高使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图2为图1的部分结构示意图；

图3为图2的轴测图；

图4为图3去掉桶体后的结构示意图；

图5为图1中的A处放大示意图；

图6为图4中的B处放大示意图；

图7为本发明的工作示意图。

附图标记：1、沉降管；2、基座；3、外法兰；4、加固管；5、顶封板；6、底封板；7、锥形面；8、排水孔；9、盲孔；10、排水管；11、单向阀；12、桶体；13、连通管；14、对接排水管；15、锥形导向插入头；16、滤网；17、磁环；18、导向槽；19、水位检测传感器a；20、预留沉降管；21、插接脚；22、导向管；23、竖直槽；24、堵头；25、水位检测传感器b；26、水层；27、软土层；28、沉降检测线缆。

具体实施方式

实施例一，如图1-图7所示，本发明提出的一种沉降水位一体化监测设备，包括多个竖直拼接连接的沉降管1，以及并排套在沉降管1上的多个磁环17，沉降管1穿过水层26并插入软土层27内，磁环17位于软土层27内，沉降管1底部并不需要通过坚固的基岩固定，可以降低钻孔难度，有利于施工，沉降管1内壁的顶部和底部均设置内法兰，相邻两个沉降管1通过内法兰进行防水密封连接；还包括基座2、单向排水机构、顶封板5、导向管22以及水位检测传感器a19：

基座2，设置在地面上且位于水层26液面上方，最顶部的沉降管1与基座2连接，具体的，基座2上设置加固管4，最顶部的沉降管1穿过加固管4，最顶部的沉降管1外壁上和加固管4顶部均设置外法兰3，通过两个外法兰3进行连接，在一个可选的实施例中，沉降管1外壁与加固管4内壁吻合接触，从而提高对沉降管1的支撑；

单向排水机构，设置在最底部的沉降管1底部，用来将沉降管1内的积水排出；

顶封板5，密封设置在最上方一个沉降管1的顶部；

导向管22，竖直穿过顶封板5，底部插入最下方一个沉降管1内，导向管22与沉降管1同轴，导向管22顶部设置堵头24，用来密封导向管22顶部，堵头24为倒扣在导向管22顶部的桶状结构，桶状结构内周壁和导向管22顶部外周壁上设置相互配合的螺纹，在一个可选的实施例中，堵头24还可以通过卡接的形式安装在导向管22顶部，排水时，高压气通过导向管22输送至沉降管1内，在正压作用下，沉降管1内部积水通过单向排水机构排出，导向管22和顶封板5密封连接，具体的，顶封板5上设置有供导向管22穿过的通孔，导向管22和顶封板5之间通过胶粘密封连接，或者通过焊接密封连接，测量软土层27的沉降前先校准基座2的高度，然后通过沉降检测线缆28不断下放检测探头，探头通过每个磁环时产生信号，记录高度，再用基座2的沉降值来校准该高度数值，对比前后测量数值，得出软土层27的分层沉降数据，基座2高度的校准可以使用水准仪，或者通过GPS定位系统进行确定；

以及水位检测传感器a19，设置在位于水层26内的沉降管1上，水位检测传感器a19为入水压力式水位传感器，水位检测传感器a19穿过沉降管1伸入水层26内，测量与水面之间的距离，通过前后比对并结合基座2的沉降数据得到水位数据，水位检测传感器a19与沉降管1之间进行防水密封。

实施例二，如图2-图6所示，本发明提出的一种沉降水位一体化监测设备，相较于实施例一，本实施例详细介绍了单向排水机构的结构。

单向排水机构包括设置在沉降管1最底部的底封板6，设置在底封板6底部的桶体12，以及竖直设置在每个沉降管1外壁上的对接排水管14，上下两个对接排水管14密封对接，位于水层26内的沉降管1上不设置对接排水管14，磁环17内周壁上设置有供对接排水管14穿过的导向槽18；底封板6上设置水位检测传感器b25，用来检测沉降管1内是否有水，底封板6顶部设置排水孔8，底封板6上设置锥形面7，排水孔8位于锥形面7最低点位置处，底封板6底部设置盲孔9，排水孔8底部连通排水管10，排水管10上设置单向阀11，桶体12与盲孔9连通，桶体上设置多个连通管13，连通管13与对接排水管14底部连通，连通管13和对接排水管14均设置多个，在一个可选的实施例中，连通管13和对接排水管14均设置四组，四组对接排水管14以沉降管1轴线为中心沿圆周方向均匀分布。

进一步，对接排水管14顶部设置锥形导向插入头15，锥形导向插入头15顶部设置滤网16，上下对接排水管14对接时，锥形导向插入头15插入对接排水管14内，滤网16能对水层26中的异物进行阻挡。

进一步，底封板6上设置多个插接孔，导向管22外壁底部设置多个插接脚21，插接脚21插入插接孔内，导向管22上并排设置多组竖直槽23，每组包括周向设置的多个，磁环17位于竖直槽23上下之间。

进一步，还包括控制系统，控制系统与水位检测传感器a19以及水位检测传感器b25均数据传输连接。

实施例三，如图1和图2所示，本发明提出的一种沉降水位一体化监测设备，相较于实施例一或实施例二，本实施例还介绍了预留沉降管20的布置方式。

预留沉降管20位于最下方的沉降管1下方，预留沉降管20内壁上设置有多个供对接排水管14插入的滑槽，预留沉降管20底部封闭，预留沉降管20底部内壁和底封板6底部之间预留一定距离，该距离为基座2的沉降预留距离，通过设置预留距离，防止对沉降管1产生较大的挤压。

综上，本发明在使用时，先向下钻孔至所需检测的最低点位置下方，不一定需要钻入基岩内，可以根据需要钻孔至软土层27中即可，然后预留沉降管20和拼接的沉降管1放入钻孔内，且放置好导向管22，接着向上拉动沉降管1，使沉降管1底部和预留沉降管20底部之间留出间隙，然后将沉降管1与基座2固定，完成沉降管1的布设，接着将钻孔填实，然后将顶封板5和沉降管1连接，并将导向管22和顶封板5之间进行防水密封处理，再通过高压气输送设备向导向管22内输送高压气，通过在沉降管1内形成正压将沉降管1内的水排出去，最后盖上堵头24，完成安装。测量沉降时，先校准基座2的高度，然后打开堵头24，通过沉降检测线缆28将检测探头沿着导向管22不断下放，检测探头每经过一个磁环17就发送一个信号，通过沉降检测线缆28上的刻度线读出深度数据，将深度数据经基座2沉降数据矫正后与初始数据进行比对，得出分层沉降数据；测量水位时，只需要通过水位检测传感器a19得出测量点与水面之间的距离，再与初始数据进行比对即可得出水位的变化情况。本发明中，沉降管1不需要通过基岩来固定，而是通过地面上方的基座2进行固定，大大降低了钻孔难度，有助于提高施工效率，且沉降管1内不会进水，或者进水后能及时排出，避免对沉降管1内壁以及导向管22的腐蚀，提高使用寿命。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。

Claims (6)

1.一种沉降水位一体化监测设备，包括多个竖直拼接连接的沉降管（1），以及并排套在沉降管（1）上的多个磁环（17），沉降管（1）穿过水层（26）并插入软土层（27）内；其特征在于，还包括：

基座（2），设置在地面上且位于水层（26）液面上方，最顶部的沉降管（1）与基座（2）连接；

单向排水机构，设置在最底部的沉降管（1）底部，用来将沉降管（1）内的积水排出；

顶封板（5），密封设置在最上方一个沉降管（1）的顶部；

以及导向管（22），竖直穿过顶封板（5），底部插入最下方一个沉降管（1）内，导向管（22）与沉降管（1）同轴，排水时，高压气通过导向管（22）输送至沉降管（1）内，在正压作用下，沉降管（1）内部积水通过单向排水机构排出；

位于水层（26）内的沉降管（1）上设置水位检测传感器a（19），水位检测传感器a（19）为入水压力式水位传感器；单向排水机构包括设置在沉降管（1）最底部的底封板（6），设置在底封板（6）底部的桶体（12），以及竖直设置在每个沉降管（1）外壁上的对接排水管（14），上下两个对接排水管（14）密封对接，位于水层（26）内的沉降管（1）上不设置对接排水管（14），磁环（17）内周壁上设置有供对接排水管（14）穿过的导向槽（18）；底封板（6）上设置水位检测传感器b（25），底封板（6）顶部设置排水孔（8），底封板（6）底部设置盲孔（9），排水孔（8）底部连通排水管（10），排水管（10）上设置单向阀（11），桶体（12）与盲孔（9）连通，桶体上设置多个连通管（13），连通管（13）与对接排水管（14）底部连通。

2.根据权利要求1所述的沉降水位一体化监测设备，其特征在于，导向管（22）顶部设置堵头（24），用来密封导向管（22）顶部。

3.根据权利要求1所述的沉降水位一体化监测设备，其特征在于，对接排水管（14）顶部设置锥形导向插入头（15），锥形导向插入头（15）顶部设置滤网（16），上下对接排水管（14）对接时，锥形导向插入头（15）插入对接排水管（14）内。

4.根据权利要求1所述的沉降水位一体化监测设备，其特征在于，底封板（6）上设置多个插接孔，导向管（22）外壁底部设置多个插接脚（21），插接脚（21）插入插接孔内，导向管（22）上并排设置多组竖直槽（23），每组包括周向设置的多个，磁环（17）位于竖直槽（23）上下之间。

5.根据权利要求1所述的沉降水位一体化监测设备，其特征在于，还包括预留沉降管（20），预留沉降管（20）位于最下方的沉降管（1）下方，预留沉降管（20）内壁上设置有多个供对接排水管（14）插入的滑槽，预留沉降管（20）底部封闭。

6.根据权利要求1所述的沉降水位一体化监测设备，其特征在于，还包括控制系统，控制系统与水位检测传感器a（19）以及水位检测传感器b（25）均数据传输连接。