CN218813922U - 一种城市综合管廊基坑监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种城市综合管廊基坑监测装置，包括多个检测测量装置以及标靶，所述检测测量装置包括底板，所述底板上设有调平机构，所述底板的顶面固定有金属架，所述底板的顶面通过轴承转动连接有贯穿并延伸至金属仓上方的转动柱，所述转动柱上方设有水平板，所述水平板的顶面固定有激光测距仪，所述金属架的内部设有转动机构，所述金属架的顶面设有升降机构。通过升降机构和转动机构调节激光测距仪的高度和激光发射方位，使激光光束可精准的照射在标靶上，标靶对激光光束进行反射，从而通过测量激光光束在待测距离上往返传播的时间来计算出基坑边的真实差值，整个过程无需人工用全站仪水准仪监测，测量更加方便且精度更高。

Description

一种城市综合管廊基坑监测装置

技术领域

本实用新型涉及综合管廊基坑监测技术领域，具体为一种城市综合管廊基坑监测装置。

背景技术

城市综合管廊是将电力、通信、给水、燃气和热力等各种不同的管线，共同敷设在一个地下空间中的市政管道的设置方案，也是一个利用城市地下空间建造的集约化的隧道空间，它将分散独立埋设在地下或架空的各种市政管线或公用管线部分或全部汇集到该隧道空间，并留有增设余地，同时设置专门的检修口、吊装口、监测和控制系统，并进行统一规划、统一设计、统一建设，实施共同维护和集中管理。

随着城市化的发展进程，综合管廊将成为城市最基础的市政设施，长度会越来越长，容纳的管线也会越来越多，目前的城市综合管廊的选址绝大部分都在城市道理的下方，城市管廊的开挖，基本都是又长又深，宽度在10m左右，其开挖势必引起周边房屋的受力变化，而目前的对综合管廊的基坑监测，还停留在人工用全站仪水准仪监测阶段，由于道路旁边还需通车，根据测量学原理，全站仪在测量夹角很小的测点时，精度很差，故而，提出一种城市综合管廊基坑监测装置以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种城市综合管廊基坑监测装置，具备测量方便且精度高的优点，解决了目前的对综合管廊的基坑监测，还停留在人工用全站仪水准仪监测阶段，由于道路旁边还需通车，根据测量学原理，全站仪在测量夹角很小的测点时，精度很差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种城市综合管廊基坑监测装置，包括设置在管廊基坑一侧的多个检测测量装置以及多个相对检测测量装置设置在管廊基坑另一侧且用以反射激光的标靶，其中，所述检测测量装置包括底板，所述底板上设有调平机构；

所述底板的顶面固定有形状为倒U字形的金属架，所述底板的顶面通过轴承转动连接有贯穿并延伸至金属仓上方的转动柱，所述转动柱的顶端面插接有对接方形杆，所述对接方形杆的顶端垂直固定有水平板，所述水平板的顶面固定有用以对标靶发射激光的激光测距仪，所述金属架的内部设有驱动激光测距仪转动的转动机构，所述金属架的顶面设有驱动激光测距仪升降的升降机构。

进一步，多个所述检测测量装置以及多个标靶均沿管廊基坑长度方向依次分布，所述标靶为反射片，多个所述标靶中首三个标靶以及尾三个标靶分别位于管廊基坑的两头。

进一步，所述转动柱通过轴承与金属架转动连接，所述转动柱的顶端面开设有供对接方形杆插入且与其过渡配合的对接槽。

进一步，所述调平机构包括四个螺纹杆，四个所述螺纹杆的底端分别垂直贯穿底板顶面的四周并延伸至底板的下方，所述底板顶面的四周均开设有与螺纹杆螺纹连接的螺纹通孔，所述螺纹杆的底端通过轴承转动连接有支撑板，所述底板的顶面且靠近其四侧面处均固定有水平尺。

进一步，所述转动机构包括固定在底板顶面且位于金属架内部的底部驱动电机，所述底部驱动电机的输出轴固定有主动齿轮，所述转动柱上固定有位于金属仓内且与主动齿轮啮合的从动齿轮。

进一步，所述升降机构包括固定在金属仓顶面的顶部驱动电机，所述水平板的底面垂直固定有套杆，所述顶部驱动电机的输出轴固定有顶端插入套杆内的螺柱，所述金属仓的顶面与水平板的底面之间垂直固定有伸缩杆。

进一步，所述套杆的底面开设有螺纹槽，所述螺纹槽与螺柱螺纹连接。

与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：

该城市综合管廊基坑监测装置，通过升降机构和转动机构调节激光测距仪的高度和激光发射方位，使激光测距仪发射的激光光束可精准的照射在管廊基坑另一侧的标靶上，标靶对激光光束进行反射，从而通过测量激光光束在待测距离上往返传播的时间来计算出基坑边的真实差值，整个过程无需人工用全站仪水准仪监测，测量更加方便且精度更高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型图1中A的放大结构示意图；

图3为本实用新型转动柱和对接杆的连接示意图；

图4为本实用新型多台检测测量装置以及多个标靶安装后的现场示意图。

图中：1底板、2支撑板、3转动柱、4水平尺、5金属架、6对接方形杆、7对接杆、8水平板、9激光测距仪、10螺纹杆、11标靶、12伸缩杆、13套杆、14螺柱、15顶部驱动电机、16从动齿轮、17底部驱动电机、18主动齿轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实施例中的一种城市综合管廊基坑监测装置，包括设置在管廊基坑一侧的多个检测测量装置以及多个相对检测测量装置设置在管廊基坑另一侧且用以反射激光的标靶11，标靶11为反射片，多个检测测量装置以及多个标靶11均沿管廊基坑长度方向依次分布，其中，检测测量装置包括底板1，底板1上设有调平机构，此外，底板1的顶面固定有形状为倒U字形的金属架5，底板1的顶面通过轴承转动连接有贯穿并延伸至金属仓上方的转动柱3，转动柱3通过轴承与金属架5转动连接，转动柱3的顶端面插接有对接方形杆6，转动柱3的顶端面开设有供对接方形杆6插入且与其过渡配合的对接槽，对接方形杆6的顶端垂直固定有水平板8，水平板8的顶面固定有用以对标靶11发射激光的激光测距仪9，金属架5的内部设有驱动激光测距仪9转动的转动机构，金属架5的顶面设有驱动激光测距仪9升降的升降机构。

检测时，通过升降机构和转动机构调节激光测距仪9的高度和激光发射方位，使激光测距仪9发射的激光光束可精准的照射在管廊基坑另一侧的标靶11上，标靶11对激光光束进行反射，从而通过测量激光光束在待测距离上往返传播的时间来换算出距离的，其换算公式为：d=ct/2，测距方法为相位测距法，通过测量连续调制的光波在待测距离上往返传播所发生的相位变化，间接测量时间t，第一次测量时得到的距离值D₀设置为初始值，之后每一次测量值为D_i，基坑边的变化量为D_i-D₀=Δ_i，Δ_i越小则基坑安全，数值越大，基坑越不安全。

请参阅图4，由于综合管廊很长，一条综合管廊会布设多个检测测量装置，检测测量装置会出现同时测量一个标靶11的情况，此时同一标靶11的不同检测测量装置的变化量Δ_i会出现不一样的情况，所以，为避免上述情况出现，多个标靶11中首三个标靶11以及尾三个标靶11分别位于管廊基坑的两头，这样，位于基坑左侧的三个标靶11以及位于基坑右侧的三个标靶11能分别被第一个检测测量装置C1和最后一个检测测量装置Cn测量到，每两个检测测量装置至少有一个共同的测量标靶11。

激光测距仪9发射的激光光束可对准不同的标靶11发射，然后根据测量的数值可计算出基坑边的真实差值，具体步骤如下：

S1、设第一个检测测量装置C1的初始坐标（x_c1，y_c2），最后一个检测测量装置Cn的初始坐标为（x_cn,y_cn），基坑外6个标靶11的坐标为B1（x_b1，y_b1）...B6(x_b6,y_b6)，6个基坑外的标靶11在基坑外，因此标靶11不会发生变化，坐标也不会变化；

S2、根据上位机记录的每个测距到每个标靶11之间的角度值和测距测量出来的距离，可以从基坑外三个标靶11的坐标反算出C1和Cn的坐标值，C1检测测量装置和C2检测测量装置测量共同的标靶11，可得到C2的坐标，以此类推，实现每个检测测量装置的坐标传递，当传递到Cn检测测量装置时，此时的传递坐标Cn′（xcn′，ycn′）和用B4、B5、B6算出来的Cn坐标存在不一致，所以需要对两个坐标的差值进行修正，以此对所有检测测量装置坐标进行修正，达到相邻两个检测测量装置测量同一个标靶11坐标一致的效果；

S3、由于存在观测误差，测量所得的Cn点坐标（x_cn,y_cn）与C点已知坐标（x_cn′，y_cn′）不一致，将会产生纵、横坐标增量闭合差f_x，f_y，即：f_x=x_cn-x_cn′,f_y=y_cn-y_cn′，导线全长闭合差f为：

导线全长相对闭合差为：

计算得出的整条测量线路的精度指标，如果k不大于千分之二，则可用下面的公式继续计算，如果达不到，则需继续测量Cn′，直到满足精度指标为止；

带i个装置的纵横坐标增量改正值计算公式为：

第i点的改正后坐标，等于观测值与改正数之和；

用改正后的坐标，测量标靶11，得出的差值，即为基坑边的真实差值。

调平机构包括四个螺纹杆10，四个螺纹杆10的底端分别垂直贯穿底板1顶面的四周并延伸至底板1的下方，底板1顶面的四周均开设有与螺纹杆10螺纹连接的螺纹通孔，螺纹杆10的底端通过轴承转动连接有支撑板2，底板1的顶面且靠近其四侧面处均固定有水平尺4，通过转动螺纹杆10，使螺纹杆10通过与螺纹通孔螺纹连接而上下移动，带动支撑板2上下移动，通过参考水平尺4，来调节底板1的水平。

转动机构包括固定在底板1顶面且位于金属架5内部的底部驱动电机17，底部驱动电机17的输出轴固定有主动齿轮18，转动柱3上固定有位于金属仓内且与主动齿轮18啮合的从动齿轮16，当需要调节激光测距仪9的激光发射方位时，可启动底部驱动电机17，使主动齿轮18转动，通过从动齿轮16与主动齿轮18的啮合，使转动柱3转动，带动激光测距仪9转动，实现对发射方位的调节。

升降机构包括固定在金属仓顶面的顶部驱动电机15，水平板8的底面垂直固定有套杆13，顶部驱动电机15的输出轴固定有顶端插入套杆13内的螺柱14，金属仓的顶面与水平板8的底面之间垂直固定有伸缩杆12，套杆13的底面开设有螺纹槽，螺纹槽与螺柱14螺纹连接，当需要调节激光测距仪9的高度时，可启动顶部驱动电机15，使螺柱14转动，在伸缩杆12的限制作用下，套杆13可通过螺纹槽与螺柱14螺纹连接而上下移动，带动激光测距仪9上下移动，实现对激光测距仪9高度的调节。

其中，伸缩杆12由套仓和运动杆组成，运动杆的一端贯穿并延伸至套仓的内部，且该端固定有位于套仓内部的限定块，套仓上开设有供运动杆插入与其间隙配合的贯穿孔，通过设置有限定块，防止了运动杆在运动过程中与套仓脱离。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种城市综合管廊基坑监测装置，其特征在于，包括设置在管廊基坑一侧的多个检测测量装置以及多个相对检测测量装置设置在管廊基坑另一侧且用以反射激光的标靶（11），其中，所述检测测量装置包括底板（1），所述底板（1）上设有调平机构；

所述底板（1）的顶面固定有形状为倒U字形的金属架（5），所述底板（1）的顶面通过轴承转动连接有贯穿并延伸至金属仓上方的转动柱（3），所述转动柱（3）的顶端面插接有对接方形杆（6），所述对接方形杆（6）的顶端垂直固定有水平板（8），所述水平板（8）的顶面固定有用以对标靶（11）发射激光的激光测距仪（9），所述金属架（5）的内部设有驱动激光测距仪（9）转动的转动机构；

所述金属架（5）的顶面设有驱动激光测距仪（9）升降的升降机构。

2.根据权利要求1所述的一种城市综合管廊基坑监测装置，其特征在于：多个所述检测测量装置以及多个标靶（11）均沿管廊基坑长度方向依次分布，所述标靶（11）为反射片，多个所述标靶（11）中首三个标靶（11）以及尾三个标靶（11）分别位于管廊基坑的两头。

3.根据权利要求2所述的一种城市综合管廊基坑监测装置，其特征在于：所述转动柱（3）通过轴承与金属架（5）转动连接，所述转动柱（3）的顶端面开设有供对接方形杆（6）插入且与其过渡配合的对接槽。

4.根据权利要求3所述的一种城市综合管廊基坑监测装置，其特征在于：所述调平机构包括四个螺纹杆（10），四个所述螺纹杆（10）的底端分别垂直贯穿底板（1）顶面的四周并延伸至底板（1）的下方，所述底板（1）顶面的四周均开设有与螺纹杆（10）螺纹连接的螺纹通孔，所述螺纹杆（10）的底端通过轴承转动连接有支撑板（2），所述底板（1）的顶面且靠近其四侧面处均固定有水平尺（4）。

5.根据权利要求3所述的一种城市综合管廊基坑监测装置，其特征在于：所述转动机构包括固定在底板（1）顶面且位于金属架（5）内部的底部驱动电机（17），所述底部驱动电机（17）的输出轴固定有主动齿轮（18），所述转动柱（3）上固定有位于金属仓内且与主动齿轮（18）啮合的从动齿轮（16）。

6.根据权利要求3所述的一种城市综合管廊基坑监测装置，其特征在于：所述升降机构包括固定在金属仓顶面的顶部驱动电机（15），所述水平板（8）的底面垂直固定有套杆（13），所述顶部驱动电机（15）的输出轴固定有顶端插入套杆（13）内的螺柱（14），所述金属仓的顶面与水平板（8）的底面之间垂直固定有伸缩杆（12）。

7.根据权利要求6所述的一种城市综合管廊基坑监测装置，其特征在于：所述套杆（13）的底面开设有螺纹槽，所述螺纹槽与螺柱（14）螺纹连接。

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