[发明专利]一种采集土体内任意深度处的爆破振动监测装置

说明书

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种采集土体内任意深度处的爆破振动监测装置，其主体结构包括：基板、镂空钢管、传感器固定装置、振动监测设备、指南针、水准泡、预留孔洞、钢管连接螺母、数据传输线、振动传感器和振动信号接收器，竖直放置的镂空钢管上端螺纹连接有平板结构的铝板作为基板，基板上中心贯穿式开有便于通过数据传输线的贯穿孔，基板上侧面设置有水准泡和指南针，镂空钢管为多段式结构，并且每段钢管之间通过钢管连接螺母连接，最下端的镂空钢管的下端部设置有用以进行振动检测的振动传感器，该装置测量爆破地震波准确，适用性好，效率高，结构简单，操作方便，成本低廉，应用环境友好，市场前景广阔。

技术领域：

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种采集土体内任意深度处的爆破振动监测装置，在隧道爆破法施工中，该装置能够用于监测隧道上方土体任意深度处的爆破振动大小，获取爆破峰值振速和主振频率特征。

背景技术：

随着城市交通的发展和城市用地愈加紧张，城市隧道工程发展迅速。由于城市地下市政管线错综复杂，越来越多的隧道施工时会近距下穿诸多市政管线，而隧道爆破法施工产生的振动，极易对管线造成损伤和破坏。为了减小爆破振动的危害，首先要了解爆破振动信号的特点，这就需要通过采集振动信号，从中得出信号的振速和频率特征，推算出爆破地震波在地层中的传播规律，进而评估隧道爆破振动对市政管线的影响。爆破振动监测是振动信号分析的基础，准确采集到爆破振动信号是进行信号分析的前提。

常见的管线监测方法有两种：一、在管线正上方地表处安置传感器。但隧道爆破产生的振动在土体中传播规律较为复杂，单纯的从地表监测爆破振动的大小，用于估算土体内部管线处的振动大小的方法，虽然简单、直接，但是准确性无法保证，只能根据经验判断。二、在管线上直接安放。但市政管线通常不允许进行开挖，而且诸多管线年老失修，一旦开挖上覆土层，扰动或损伤管线，后果十分严重。因此，本发明设计提供一种采集土体内任意深度处的爆破振动监测装置，能够准确采集土体内部任意深度处的爆破振动的大小。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷和不足，寻求设计提供一种直接、简便的采集土体内部任意深度处的爆破振动的装置，该装置基于已有的振动传感器和信号采集器来制备，并且该发明装置还具有简单、易于组装且造价低廉等优点。

为了实现上述目的，本发明涉及的采集土体内任意深度处的爆破振动监测装置的主体结构包括：基板、镂空钢管、传感器固定装置、振动监测设备、指南针、水准泡、预留孔洞、钢管连接螺母、数据传输线、振动传感器和振动信号接收器，竖直放置的镂空钢管上端螺纹连接有平板结构的铝板作为基板，基板上中心贯穿式开有便于通过数据传输线的贯穿孔，基板上侧面设置有水准泡和指南针，用以确定方向和水平度，保证振动传感器的z向垂直于地面，y方向平行于隧道走向，x方向垂直于隧道走向；镂空钢管为多段式结构，并且每段钢管之间通过钢管连接螺母连接，以便于拆装，最下端的镂空钢管的下端部设置有用以进行振动检测的振动传感器，振动传感器为尺寸为 9*9*9cm的立方体结构，并且镂空钢管的下端部通过传感器固定装置来提高与振动传感器连接的稳定性，所述传感器固定装置的主体结构包括螺钉、圆形钢板和折线型固定钢板；镂空钢管的下端部的前后侧和左右侧分别设置有折线型固定钢板，折线型固定钢板的结构为上端为竖直放置的Z字型钢板，Z字型钢板的下端为水平放置的固定底板， Z字型钢板上端的竖直钢板紧贴镂空钢管的下端部，并且Z字型钢板的上端通过螺钉与镂空钢管的下端部螺栓连接，用以作为底部支撑的圆形钢板位于振动传感器正下方，折线型固定钢板的固定底板紧贴在圆形钢板的上部并通过螺钉与圆形钢板连接，在提高连接的稳定性的同时保证振动传感器结构不被破坏；圆形钢板作用为固定和保护振动传感器，由于钻孔底部岩体不平整，能够避免传感器卡在岩石里，振动传感器通过数据传输线与信号振动信号接收器通信连接，将接收到的数据传输到振动信号接收器，振动信号接收器设置于地表上部，数据传输线设置于内部镂空钢管并通过基板的贯穿孔与振动信号接收器连接。

进一步地，镂空钢管的外侧壁上设置螺钉的方式为上下方向设置两组，以提高连接牢固性。