CN210804702U - 一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统，属于一种道路地质灾害监测技术；其技术方案要点是包括地下预警装置和地上预警信息接收器；主体内部的空腔侧壁上固定连接有信号传输模块、位移传感器、电源以及电源开关且四者通过导线串联在一起；密封的空腔内设有水平的横轴，横轴的两端通过轴承和空腔的内壁转动连接，横轴上缠绕有位移线；主体的下端开设有容纳槽，容纳槽内设有落垂体，位移线的一端和电源开关连接，位移线的另外一端进入容纳槽内和落垂体固定连接，位移传感器靠近位移线设置。本实用新型解决了常规的监测技术不适用对城市道路地下塌陷直接进行监控的问题，并且达到了在路面塌陷形成之前提前预警的效果。

Description

一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统

技术领域

本实用新型涉及一种道路地质灾害监测技术，特别涉及一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统。

背景技术

随着我国城镇化的不断推进，受城市各种工程建设的影响，特别是城市轨道交通建设的高峰期，以及城市道路地下复杂的地下管线，城市道路塌陷频发，给道路交通和人民的生命财产造成极大的损失。城镇道路由于自身的结构特点，城市道路塌陷具有隐蔽性、突发性、破坏性大、难以直接监测的特点。

现可参考授权公告号为CN103558639B的中国发明专利，其公开了一种地面塌陷监测方法，将感应环和磁传感器顺次吊装在监测洞内，当地面塌陷灾害出现后，监测洞被破坏，感应环失去支撑并下落，下落过程中，设置在感应环上的永磁体与磁传感器的探测区域发生重叠，由磁传感器感应到感应环的下落动作后，即可知道地面塌陷灾害已经发生。

上述技术在进行监测的过程中，需要在道路上进行钻孔，从而形成监测洞，且监测洞后期只会封闭洞口，道路的结构层内虽然存在空洞，并且由于道路结构层具有一定的刚性的特点，监测洞不容易受到破坏，所以常规的监测技术不适用对城市道路地下塌陷直接进行监控且不能够提前预警。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统，它具有能够对城市道路地下塌陷直接进行监控，且能够在路面塌陷形成之前提前预警的特点。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统，包括地下预警装置和地上预警信息接收器；

地下预警装置包括圆柱形的主体，主体内部开设有密封的空腔，空腔靠近主体的上部分设置；

空腔的侧壁上固定连接有信号传输模块、位移传感器、电源以及电源开关且四者通过导线串联在一起；

密封的空腔内设有水平的横轴，横轴的两端通过轴承和空腔的内壁转动连接，横轴上缠绕有位移线；

主体的下端开设有容纳槽，容纳槽内设有落垂体，位移线的一端和电源开关连接，位移线的另外一端进入容纳槽内和落垂体固定连接，位移传感器靠近位移线设置；

横轴上固定连接有按压板，按压板远离横轴的一端能够对电源开关进行按压。

通过采用上述技术方案，主体的下端和道路结构层下方的土层接触，主体能够和道路浇筑在一起，从而减少对道路强度造成的影响，且塌陷一般都是先从道路的下方土层产生，故落垂体和土层接触，当土层产生塌陷时，落垂体能够快速下降，且落垂体下降能够同时带动横轴转动，进而使位移线产生移动；同时横轴上的按压板能够对电源开关施力，使电源开关闭合，进而使位移传感器对位移线的位移距离进行测量，信号传输模块将测量的数据传递到地上预警接收器，能够及时接收道路下方土层塌陷的信息，方便对塌陷的土层进行监测。

本实用新型进一步设置为：所述容纳槽的顶面固定连接有多个弹簧，弹簧的下端和落垂体的上表面抵接。

通过采用上述技术方案，弹簧能够对落垂体施加推力，在道路下方的土层塌陷时，弹簧能够使落垂体更快的产生坠落，也能够避免落垂体因为土层塌陷不规则卡在容纳槽内，进而能够准确的对地面塌陷进行监测。

本实用新型进一步设置为：所述落垂体的圆周面上涂抹润滑剂。

通过采用上述技术方案，润滑剂能够减少落垂体和容纳槽侧壁之间的摩擦力，进而能够使落垂体更好的产生坠落。

本实用新型进一步设置为：所述主体的上表面固定连接有固定杆。

通过采用上述技术方案，固定杆能够深入混凝土，进而增加主体和道路之间的摩擦力，使主体更好的和道路连接成一个整体，减少对道路强度造成的影响。

本实用新型进一步设置为：所述固定杆的上端还固定连接有横杆。

通过采用上述技术方案，横杆能够增加固定杆和道路之间的连接性，故能够进一步增加主体和道路连接的稳定性，使地下预警装置能够更好的道路连接成一个整体。

本实用新型进一步设置为：所述空腔的顶面上还固定连接有支撑架，支撑架上通过轴承转动连接有收卷辊，位移线远离落垂体的一端缠绕在收卷辊上。

通过采用上述技术方案，位移线留有余量，方便位移传感器对位移线的移动进行监测，收卷辊能够对位移线进行收卷，避免位移线纠缠在一起，能够使位移传感器更好的对位移线移动进行测量，提高测量的准确性。

本实用新型进一步设置为：所述主体的内部设有钢管，钢管贯通主体的上下两端以及落垂体，钢管能够可供地表监测用的钢筋穿过主体。

通过采用上述技术方案，可以直接利用安装地下预警装置的空洞直接安装地表监测用的钢筋，不需要额外的钻取监测孔，从而减少对道路造成的破坏。

本实用新型进一步设置为：所述主体外壳采用坚硬、耐腐蚀、光滑的PVC材料。

通过采用上述技术方案，没有采用金属外壳，能够避免对信号传输模块造成的影响，还能够减少地下环境造成的影响。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统能够准确及时的对地下塌陷造成的空洞大小位置进行测量，便于后续的处理；

2.主体能够和道路融合成一体，从而减少对道路结构层造成的破坏，减轻对道路强度造成的影响，降低存在的安全隐患；

3.主体外壳采用坚硬、耐腐蚀、光滑的PVC材料，没有应用影响信号传输的金属材料，电子元件处于密封的状态，故受到地下环境的影响小，也可以减轻来自地表车辆震动的影响。

附图说明

图1是实施例一中地上预警信息接收器和地下预警装置的整体结构图；

图2是实施例一中突显空腔内部结构的剖视图；

图3是图2中A部放大图；

图4是实施例二中突显钢管的剖视图。

图中，1、地上预警信息接收器；2、地下预警；21、主体；211、固定杆；212、横杆；22、空腔；23、信号传输模块；24、位移传感器；25、电源；26、电源开关；27、横轴；271、按压板；272、倒角；28、容纳槽；29、支撑架；291、收卷辊；3、落垂体；31、位移线；32、弹簧；4、钢管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统，如图1 所示，包括地上预警信息接收器1以及地下预警装置2；地下预警装置2设于道路结构层的下方，地上预警信息接收器1与地下预警装置2无线连接，当道路地下产生塌陷时，地下预警装置2自动启动，将塌陷的信息传递给地上预警信息接收器1，从而能够对道路的塌陷信息实时监控。

如图2和图3所示，地下预警装置2包括圆柱形的主体21以及开设与主体21内部的空腔22，空腔22位于主体21的上半部分；空腔22内壁上固定连接有信号传输模块23（可选择型号为：GDKJ-1的信号传输模块）、位移传感器24（可选择型号为：米朗MPS-M的位移传感器）、电源25以及电源开关26且四者通过导线串联在一起；空腔22内部还设有横轴27，横轴27的两端通过轴承和空腔22的侧壁转动连接，使横轴27能够沿着自身的轴线转动；主体21的下端开设有容纳槽28，容纳槽28内设有落垂体3，落垂体3的上表面固定连接有位移线31，位移线31穿过容纳槽28的顶面进入空腔22内然后均匀的缠绕在横轴27上，横轴27上固定连接有按压板271，按压板271能够对电源开关26进行按压；地下预警装置2安装在道路结构层内，落垂体3的下端和主体21的下端处于同意平面内，且落垂体3的下端和道路下方的土层贴合接触；当地下产生塌陷时，因为道路基层具有一定的刚性，所以一般塌陷都出现在道路结构层下方的土层内，土层发现塌陷时，落垂体3失去支撑在自身的重力下产生下落，进而带动位移线31运动，位移线31运动使横轴27上的位移线31边松散边缠绕，同时按压板271能够对电源开关26按压，进而使电源开关26闭合；进而使位移传感器24通电，进而使位移传感器24对位移线31的移动距离进行监测，从而得出塌陷空洞的深度，无线信号传输模块23将信息进行传递，从而实现塌陷预警的目的；防止塌陷导致道路产生变形时才发现，避免发生交通事故；设置有电源开关26，使传感器以及无线信号传输模块23在平常状态下处于休眠状态，减少电源25的消耗，从而增加地下预警装置2的使用寿命。

如图3所示，按压板271远离横轴27靠近电源开关26的侧壁上开设有倒角272；按压板271对电源开关26按压后，电源开关26不再和按压板271接触，避免对按压板271的转动造成干涉，倒角272能够减少按压板271和电源开关26发生碰撞的概率，避免按压板271造成电源开关26打开，对检测装置的测量的准确性造成影响。

如图2所示，落垂体3的上端设有弹簧32，弹簧32的上端和容纳槽28的顶面固定连接，弹簧32的下端和落垂体3的上表面抵接，当地面产生塌陷时，弹簧32能够对落垂体3施加推力，使落垂体3能够顺利的产生下坠，落垂体3的圆周面上还涂抹有一层润滑剂，能够使落垂体3坠落的更加顺利。

地下预警装置2每隔一定的距离进行埋设一个，多个地下预警装置2和地上预警信息接收器1形成预警监控网络，且每个地下预警装置2上均有一个独立的编号，编号信息储存在无线信号传输模块23中，无线信号传输模块23在进行信息传递时会带着编号信息进行传递，从而使地上预警信息接收器1能够准确快速的定位发出信号的地下预警装置2的位置，进而能够更快的对塌陷位置进行定位和修复。

如图1和图2所示，主体21的上表面还固定连接有固定杆211，固定杆211的上端固定连接有横杆212；在安装地下预警装置2时，需要在道路上钻出监测孔，监测孔的大小和主体21的大小基本相同，通过固定杆211能够方便将地下预警装置2安装进监测孔内，且在对监测孔用混凝土进行回填时，固定杆211和横杆212能够增加地下预警装置2和道路基层的连接性，使地下预警装置2的主体21能够和道路形成一个整体，不会对道路现有的结构造成破坏和影响道路安全，在土层发现塌陷时，主体21不会产生下坠，只有落垂体3产生下坠，能够更好的对塌陷空洞进行监测。

如图3所示，空腔22的顶面还固定连接有支撑架29，支撑架29上通过轴承转动连接有收卷辊291，位移线31远离落垂体3的一端缠绕在收卷辊291上；收卷辊291对位移线31多余的部分进行缠绕，从而避免位移线31预留出的余量部分纠缠在一起，还方便位移传感器24对位移线31的移动距离进行测量，收卷辊291能够转动，不会对位移线31的展开造成影响。

实施例二：如图4所示，常规城市工程施加地表监测需要在道路上钻取监测孔，通过监测孔向道路地下贯通一根螺纹钢筋，再浇筑混凝土填充，使钢筋与道路形成一个整体，通过全站仪或者水准仪定期观测道路地表的形变，但是钻取监测孔会对道路造成破坏，故主体21上插设有竖直的钢管4，钢管4处于主体21的轴线处，且钢管4贯通主体21、空腔22以及落垂体3，钢管4可供钢筋的插入穿过，从而不需要再额外钻取监测孔，减少对道路造成的破坏；横轴27的两端通过轴承分别和空腔22的侧壁以及钢管4的侧壁转动连接，横轴27不穿过钢管4，避免对钢筋的插入造成影响。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，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，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统，其特征在于：包括地下预警装置（2）和地上预警信息接收器（1）；

地下预警装置（2）包括圆柱形的主体（21），主体（21）内部开设有密封的空腔（22），空腔（22）靠近主体（21）的上部分设置；

空腔（22）的侧壁上固定连接有信号传输模块（23）、位移传感器（24）、电源（25）以及电源开关（26）且四者通过导线串联在一起；

密封的空腔（22）内设有水平的横轴（27），横轴（27）的两端通过轴承和空腔（22）的内壁转动连接，横轴（27）上缠绕有位移线（31）；

主体（21）的下端开设有容纳槽（28），容纳槽（28）内设有落垂体（3），位移线（31）的一端进入容纳槽（28）内和落垂体（3）固定连接，位移传感器（24）靠近位移线（31）设置；

横轴（27）上固定连接有按压板（271），按压板（271）远离横轴（27）的一端能够对电源开关（26）进行按压。

2.根据权利要求1所述的一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统，其特征在于：所述容纳槽（28）的顶面固定连接有多个弹簧（32），弹簧（32）的下端和落垂体（3）的上表面抵接。

3.根据权利要求1所述的一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统，其特征在于：所述落垂体（3）的圆周面上涂抹润滑剂。

4.根据权利要求1所述的一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统，其特征在于：所述主体（21）的上表面固定连接有固定杆（211）。

5.根据权利要求4所述的一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统，其特征在于：所述固定杆（211）的上端还固定连接有横杆（212）。

6.根据权利要求1所述的一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统，其特征在于：所述空腔（22）的顶面上还固定连接有支撑架（29），支撑架（29）上通过轴承转动连接有收卷辊（291），位移线（31）远离落垂体（3）的一端缠绕在收卷辊（291）上。

7.根据权利要求1所述的一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统，其特征在于：所述主体（21）的内部设有钢管（4），钢管（4）贯通主体（21）的上下两端以及落垂体（3），钢管（4）能够可供地表监测用的钢筋穿过主体（21）。

8.根据权利要求1所述的一种城镇道路地下塌陷自动预警监控装置系统，其特征在于：所述主体（21）外壳采用坚硬、耐腐蚀、光滑的PVC材料。

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