[发明专利]一种远程全自动监测地表沉降的设备及方法

说明书

本发明涉及一种远程全自动监测地表沉降的设备及其施工方法，所述设备包括：反光单元，设置于地表监测点，所述反光单元垂直方向的位移与地表沉降一致；测量单元，用于测量所述反光单元的地表沉降数据，并将测量的所述沉降数据传输至控制单元；控制单元，用于接收所述测量单元传输的信号并根据所述测量数据确定下一个监测点的角度信息，将所述角度信息传输至信号处理单元；信号处理单元，用于接收所述控制单元发出的无线信号并将所述无线信号转换为控制旋转单元运动的脉冲信号；所述旋转单元，用于接收所述信号处理单元发出的所述脉冲信号并用于控制所述测量单元的角度信息。本发明系统简单可靠，使用成本低，工作效率高。

技术领域

本发明涉及工程施工领域的检测设备和方法，具体地说，涉及的是一种远程全自动监测地表沉降的设备及方法。

背景技术

为了方便人们的出行，越来越多的城市将机场与地铁、城铁等轨道交通相结合。地表沉降是隧道下穿机场滑行跑道时最难把控的工程问题。一旦出现超限地表沉降，将对飞机正常起降产生严重影响。因此，在隧道施工过程中需对滑行跑道的沉降量进行严格监测，并对可能影响飞机起降的沉降情况提出预警。然而，现有的地表沉降监测需要人工搬运设备至各个监测基站，在机场等特殊环境，只能在夜间机场停航期间进行操作，大大增加监测成本。

为了在机场不停航的前提下对沉降进行有效的监测，并且能确保滑行跑道沉降监测的准确性，羿生钻于2013年在《国防交通工程与技术》发表的《机场不停航条件下大跨度隧道穿越机场跑道沉降检测技术》一文中通过对隧道下穿北京首都国际机场项目的分析研究，指出沉降监测需要做到以下几点：(1)监测人员不能进入跑道；(2)跑道上不能做明显的标志；(3)根据机场安排时间进行监测；(4)确保监测精度。

尽管市场上存在少量能实现自动采集数据的全站仪，但其使用成本昂贵，且无法对多个监测断面同时进行测量，整体工作效率较低。

经对现有技术文献检索发现，申请专利号为：CN201120198678.7，公开号为：CN202109904U，专利名称为：一种路基沉降监测设备，该专利自述“路基沉降检测精度高，且易于维护”。然而，该专利在使用时需要设置一个基准点，并且需在基准点上放置用于盛放液体的容器，操作复杂，工作效率较低。此外，该设备需要人工操作，无法满足机场等特殊环境的监测要求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种可远程全自动监测地表沉降的设备及其施工方法，通过增加控制单元、信号处理单元和旋转单元对常规全站仪进行改造从而实现同时对多个断面进行远程全自动地表沉降监测，提高工作效率，降低使用成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供一种远程全自动监测地表沉降的设备，包括测量单元、控制单元、反光单元、信号处理单元和旋转单元，其中：

所述反光单元，设置于地表监测点，所述反光单元垂直方向的位移与地表沉降一致；

所述测量单元，用于测量所述反光单元的地表沉降数据，并将测量的所述沉降数据传输至所述控制单元；

所述控制单元，分别与所述测量单元和所述信号处理单元交互连接，用于接收所述测量单元传输的所述沉降数据并根据所述沉降数据确定下一个监测点的角度信息，并将所述角度信息传输至所述信号处理单元；

所述信号处理单元，用于接收所述控制单元发出所述角度信息并将所述角度信息转换为控制所述旋转单元运动的脉冲信号；

所述旋转单元，分别连接所述信号处理单元和所述测量单元，用于接收所述信号处理单元发出的所述脉冲信号并用于控制所述测量单元的角度信息。

可选地，所述控制单元包括具有控制软件的计算机。

可选地，所述测量单元包括全站仪，所述全站仪具有自动对焦读数功能。