[发明专利]复合式地下深部灾害监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及地下深部灾害监测装置。

背景技术

地质灾害体的安全监测主要是监测灾害体的地表变形及地下深部变形，当灾害体发生变形时，首先是地下部分变形，继而反映到地表，地表以下不同深度的土体(或岩体、土石混合体)的变形能够直接反应灾害体的变形趋势，因此，做好此项监测对灾害的预测、预防大有帮助。

目前，用于测量地下深部变形的仪器主要是手动式测斜仪，其测量方法是利用预先安装于灾害体钻孔内的带有竖直轨道的测斜管，定期将测斜杆沿轨道放入，在不同深度停下来测量倾斜度，进而通过深度积分计算出不同层位的位移量，这种仪器或方法存在的问题主要有以下几点：1、测量周期长、自动化程度低。由于需要有技术员定期到达监测点进行手动操作、记录，不能做到监测数据的密集采集，监测数据需要输入计算机后方可进行比对分析，监测效率较为低下；2、易失效。当灾害体某个层位发生突变后，测管发生挤压变形，测斜杆便不能通过，只能重新打钻孔，造成监测费用增加及监测数据的不连续；3、测量数据误差大。当监测钻孔较深时(一般的钻孔深度在30～50米)，测管会发生旋转变形，测管内的轨道随之扭转，而轨道的扭转会直接导致测斜杆测量的方位发生变化，对测量结果产生直接影响(如：在地表时测斜杆测量的是与灾害体滑向垂直方向，随着深度的增加、扭转角度变大，可能最深点轨道已产生了几十度的扭转角度，造成测量方向误差)。

近年来，也出现了一些能够全自动测量地下深部变形的装置，如拉线式深部位移测量装置、全自动测斜装置。

拉线式深部位移测量装置：将若干根可自由活动的测线从地表引至地下不同深度固定，当灾害体滑带贯通产生块体错动位移后将测线拉长，通过测量地表的拉线长度变化获取灾害体错动变形，这种方法对灾害体前期的倾斜变形不敏感，只能测量边坡滑带贯通后的大位移，通常这个阶段已经十分危险，可能现场人员来不及撤离。

全自动测斜装置：将若干倾角传感器安装于地表以下不同层位，实时测量各传感器的倾斜数据，这种方法存在测量量单一、倾角传感器一旦失效无法更换的缺点。

由上可见，拉线式深部位移测量装置和全自动测斜装置均存在测量量单一的问题，同时，分别还存在灵敏度差和不能更换传感元件的问题。

发明内容

针对现在技术存在的或自动化程度低、易失效、测量数据误差大，或测量量单一、灵敏度差、不能更换传感元件的问题，本发明提供一种全自动、多物理量测量、不易失效、灵敏度好、测量数据准确、传感元件可更换及回收再利用的复合式深部安全监测装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种复合式地下深部灾害监测装置，其包括测管、手动侧斜杆、柔性传感带、大位移测线组、数据采集模块、无线发送模块及供电模块，所述测管竖直安装在深入地下的钻孔内，所述测管内有两条轴向延伸且相互平行的肋板，测管被两条肋板分隔成三个空腔，其中位于中间的空腔为第二空腔、第二空腔的两侧分别为第一空腔和第三空腔，所述第一空腔内的壁面上设有导轨，柔性传感带通过所述导轨放置在第一空腔内，所述柔性传感带内部由竖列布置的若干双轴倾角传感器通过总线并联而成，所述第二空腔内的壁面上设有轨道，用于放置手动侧斜杆，所述大位移测线组包括若干根不同长度的柔性测线，各柔性测线一端分别固定于测管上不同层位深度的锚固装置上，另一端分别可自由抽动地连接于地表的位移传感器上，所述数据采集模块与各传感器电信号连接，所述无线发送模块与数据采集模块电信号连接。

优选地，所述第三空腔的壁面设有与钻孔连通的开口，所述第三空腔内安装有用于测量地下水位的液位传感器。

优选地，所述测管由若干测管段通过若干接头连接而成，所述接头内的肋板设置及接头侧壁上的开口均与测管段相同，所述接头的具有侧壁开口的空腔内设置有智能传感器，设置在测管不同层位深度的接头内的智能传感器相同或不同。

优选地，所述智能传感器包括应变传感器和土体含水率传感器。

为保证柔性传感带能顺利安装到第一空腔内及柔性传感带与第一空腔接触密实，优选地，所述柔性传感带底部连接有重锤。

优选地，所述手动测斜杆为具有一定长度的细长杆，其两端固定有滚轮，内部设置有双轴倾角传感器和电子罗盘。

优选地，所述供电模块包括太阳能电池板、充电管理单元和蓄电池。

优选地，所述测管的外表面设置有用于限制其转动的定位槽。

优选地，所述液位传感器为测量水体压力式或电阻测线式。

优选地，所述柔性传感带带有尺寸标记。