[发明专利]远程无人值守基岩标稳定性及区域地面沉降监测系统及其安装调试方法

说明书

本发明公开了一种远程无人值守基岩标稳定性及区域地面沉降监测系统及其安装调试方法，包括差压式静力水准仪、数据透传模块、光伏板、UPS电源、液箱、液体连通管、基岩标、护壁管、气体连通管、服务器、电缆、放液阀。能够有效监测基岩标稳定性，同时，配合基岩标水准点特性能够有效监测区域地面沉降情况，通过远程连续实时监控，能够降低基岩标测量维护成本，降低工作人员劳动强度，帮助专业人员及时获取远距离基岩标的稳定性及地面沉降相关实时连续数据，便于后期数据分析及及时发现存在问题，实现长期远程免维护基岩标相关监测。

技术领域

本发明涉及基岩标和地面沉降监测领域，尤其是一种远程无人值守基岩标稳定性及区域地面沉降监测系统及其安装调试方法。

背景技术

基岩标是埋设在稳定基岩上的水准点，主要用于水准测量，同时也常用于地面沉降测量及提高地震观测精度。

近几年，一些部门和行业根据自身需要建设了行业专用基岩标。如河北省地质部门为全国地质灾害预警系统建设了唐山基岩标；为了满足京沪高铁、津秦高铁和京石高铁对稳定的高程起算点的需要，铁路部门按照铁路规范要求在沿线建造了若干座浅层基岩标点，分布于海河流域东部平原区的有唐山唐钢基岩标、天津高铁基岩标、沧州兴济高铁基岩标、德州高铁基岩标。

基岩标主要组成为两部分，一部分是基岩标主标杆，一部分是护壁管，两者同心嵌入基岩中，护壁管保证主标杆不与土层接触，且作为副标使用。基岩标一般建立在稳定的基岩上，主标杆和护壁管相对较为稳定，但由于基岩硬度和施工工艺等影响，基岩标建立后，在护壁管自重作用下极有可能切割基岩，引起护壁管下沉，特别是长度超过千米的深层基岩标，护壁管与主标杆相对稳定性需要进行长期的观测。

为了监测基岩标稳定性，通常需要每年多期从远距离更高等级的水准点对基岩标进行精密水准联测，测量距离几十上百公里，耗费大量人力、物力。当确定某基岩标是稳定的，则可以利用该基岩标作为地面沉降观测、工程测绘、地质变动观测等的测量基准点。

连续测量竖直方向物体间相对位移情况，往往使用静力水准仪。静力水准仪测量方法按照所测物理量不同可分为直接测量型和间接测量型，直接测量型一般指液面型，通过测量钵体内液位高度差计算相对位移；间接测量型主要指差压型，通过测量不同钵体内压强差，间接计算相对位移。液面型静力水准仪一般量程较短，多用于长期相对位移较小的测量系统中，若用于长期基岩标稳定性及地面沉降监测过程中，特别是沉降较严重地区，需要不定时重新标定，由此不仅浪费人力，且重新标定很容易造成误差，如果增大液面型静力水准量程，势必减小测量精度，同时，其体积较大，安装后对基岩标使用存在影响。差压型静力水准传感器，量程大，但测量精度受温度影响较大，需稳定的环境温度，多用于常年温差不大的室内观测。

目前，国内早期建立的基岩标往往建设在使用及维护单位院内，使用液面型静力水准监测基岩标过程中，当系统超量程时，工作人员可随时进行标定，并可通过u盘等手段考取数据，进行人工分析。随着基岩标的作用被更多业内人士所重视，大量基岩标将建立在距离使用及维护单位较远的地方，如果使用上述静力水准自动安装调试方法，需每年定期驱车取数据与维护，很难及时发现并整改问题，出现未及时重新标定或者传感器损坏等造成的数据错误或遗失等问题，使连续观测数据作废。

2020年之前，大部分基岩标远程监测系统使用gprs技术进行远程通信，但是随着5G时代的到来，2G即将退网，使用gprs作为物联网终端通讯手段的远程系统将被逐渐淘汰，随之而来的将是NB-lot、eMTC、LTE Cat1等新兴通讯技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种远程无人值守基岩标稳定性及区域地面沉降监测系统及其安装调试方法，实现长期远程免维护基岩标监测。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种远程无人值守基岩标稳定性及区域地面沉降监测系统，包括差压式静力水准仪、数据透传模块、光伏板、UPS电源、液箱、液体连通管、基岩标、护壁管、气体连通管、服务器、电缆、放液阀；