[发明专利]一种深层土体传感器快速布设系统及其方法

权利要求书

1.一种深层土体传感器快速布设系统，其特征在于，包括竖向采套管(1)，所述竖向采套管(1)内可分离地连接安装有传感器套管(2)，所述竖向采套管(1)的内壁分别布置有进水管(3)和排泥管(4)，所述传感器套管(2)内安装有用于测量深层土体水平位移的测斜仪(5)，所述传感器套管(2)的内壁安装有定滑轮(7)，所述定滑轮(7)与水平推出装置(8)相连接，所述水平推出装置(8)与待布设的传感器相连接，所述待布设的传感器设置于传感器套管(2)的外壁，所述测斜仪(5)和待布设的传感器分别与数据采集装置(6)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种深层土体传感器快速布设系统，其特征在于，所述竖向采套管(1)由多节开口式预制合金薄壁圆筒拼装而成，所述竖向采套管(1)的底部设置有刃脚，以便于顺利地下沉进入深层土体。

3.根据权利要求1所述的一种深层土体传感器快速布设系统，其特征在于，所述传感器套管(2)包括主管(2-1)和对称布置于主管(2-1)外壁两侧的多个侧管(2-2)，所述主管(2-1)和侧管(2-2)均为开口式薄壁圆筒结构，所述主管(2-1)的内壁上对称开设有导槽，所述导槽内连接安装有多个依次级联的测斜仪(5)，所述侧管(2-2)内放置有待布设的传感器及其连接的水平推出装置(8)。

4.根据权利要求3所述的一种深层土体传感器快速布设系统，其特征在于，所述主管(2-1)的底部呈圆锥形，以便于下沉进入深层土体中进行固定。

5.根据权利要求3所述的一种深层土体传感器快速布设系统，其特征在于，所述水平推出装置(8)包括与待布设的传感器相连接的高弹力弹簧(8-1)，所述高弹力弹簧(8-1)内穿设有传感器导线(8-3)和多根弹簧引线(8-2)，所述传感器导线(8-3)与多根弹簧引线(8-2)在一端封装入线束(8-4)，所述线束(8-4)连接至定滑轮(7)进行转向，线束(8-4)内的传感器导线(8-3)与数据采集装置(6)相连接，线束(8-4)内的弹簧引线(8-2)与外部绞盘相连接。

6.根据权利要求5所述的一种深层土体传感器快速布设系统，其特征在于，所述主管(2-1)的内壁上开设有与多个侧管(2-2)分别对应相连通的通孔(2-3)，所述线束(8-4)穿设于通孔(2-3)，所述定滑轮(7)安装于各通孔(2-3)的周边位置，所述定滑轮(7)的滑轮面穿过的对应的通孔(2-3)，以保证通孔(2-3)内穿出的线束(8-4)能够不弯折地连接至定滑轮(7)。

7.根据权利要求3所述的一种深层土体传感器快速布设系统，其特征在于，所述测斜仪(5)包括上下布置的两个测斜探头(5-1)，所述测斜探头(5-1)的两侧对称设置有导轮(5-2)，所述导轮(5-2)嵌入安装于导槽内，所述两个测斜探头(5-1)之间通过连杆(5-3)相连接。

8.根据权利要求7所述的一种深层土体传感器快速布设系统，其特征在于，所述多个测斜仪(5)之间通过钢丝绳(9)相互连接，所述钢丝绳(9)内设置有与测斜探头(5-1)连接的导线，所述导线与数据采集装置(6)相连接。

9.根据权利要求1所述的一种深层土体传感器快速布设系统，其特征在于，所述进水管(3)的下部管口与坑内土体之间存在间距，所述进水管(3)与外部高压水泵相连接，以实现进水冲土；

所述排泥管(4)的下部管口位于泥浆水位以下位置，所述排泥管(4)与外部的抽水泵相连接，以将坑内泥浆抽取排出。

10.一种深层土体传感器快速布设方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定地下工程监测点位，根据监测点位的要求，在传感器套管内预先安装好待布设的传感器、水平推出装置以及测斜仪，并将水平推出装置的弹簧引线和传感器导线通过定滑轮转向连接至外部，将测斜仪通过导线与外部的数据采集装置相连接；

S2、将传感器套管与竖向采套管固定连接，之后整体下放至预订深度，进水管和排泥管同步工作，以进行高压水冲土和泥浆排出操作；

S3、在土层中固定传感器套管，保持传感器套管的竖直状态，将弹簧引线接入外部绞盘，转动绞盘使高弹力弹簧处于压缩状态，将传感器导线与外部的数据采集装置相连接；

S4、解除竖向采套管与传感器套管之间的连接，单独将竖向采套管从土层中抽离，周围土体坍塌覆盖传感器套管，当覆盖高度不满足要求时采用人工回填；

S5、反方向转动绞盘以释放弹簧引线，高弹力弹簧释放以将待布设的传感器水平推入土层、完成传感器的布设操作，之后外部的数据采集装置分别从传感器以及测斜仪实时获取相应监测数据信息。