[发明专利]一种深层土体传感器快速布设系统及其方法

说明书

本发明涉及一种深层土体传感器快速布设系统及其方法，该系统包括竖向采套管，竖向采套管内可分离地连接安装有传感器套管，竖向采套管的内壁分别布置有进水管和排泥管，传感器套管内安装有测斜仪，传感器套管的内壁安装有定滑轮，定滑轮与水平推出装置相连接，水平推出装置与待布设的传感器相连接，待布设的传感器设置于传感器套管的外壁，测斜仪和待布设的传感器分别与数据采集装置相连接。与现有技术相比，本发明能够将地下工程中所需的各种传感器按要求快速方便地布设到地下预定位置，大大提高布设的效率和布设精度，既能够满足监测传感器在地下水平竖向自动化布置的需要，同时有效降低了传感器布设功耗、节约了监测成本。

技术领域

本发明涉及土木工程施工技术领域，尤其是涉及一种深层土体传感器快速布设系统及其方法。

背景技术

在地下工程中，为实现对土体的实时监控、保障工程建设安全，有必要布设相应的监测传感器，通过监测传感器采集的数据信息，还能够为后续设计以及科研提供重要参考。随着城市中各类地下工程建设需求的增多，也出现了越来越多对深层土体监测监控的需求。受施工限制及周边环境的影响，深层土体传感器的埋设速度较慢、周期较长，这无疑使得工程监测更加困难，并大大影响了施工进度。

目前，通过埋设传感器进行工程数据的监测在地下工程领域广泛应用。关于土体中传感器的埋设方法已经很多，以土压力传感器为例，一般的埋设方案为：1.钻孔；2.坑底整平并安装传感器及配套装置；3.坑中回填原样土体。然而对于在深层土体中埋设传感器，这种方法存在以下缺点：1、钻孔设备较大、效率和精度较低；2、所适用的传感器单一；3、对三维空间监测不足等。

经过对现有技术的文献检索发现，目前关于深层土体的监测主要针对土压力、孔隙水压力、土体位移等单个方面，对适用于多种类型传感器的布设方法或系统的研究较少，尤其是对于深层土体位移，当前国内外工程主要采用单独埋设测斜管的方法进行监测。常规的深层传感器布设，需要在监测井中不同深度分别安装传感器并回填，耗时较长。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种深层土体传感器快速布设系统及其方法，能够适用于多种传感器，同时在满足深层土体三维监测要求的基础上有效提高传感器布设效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种深层土体传感器快速布设系统，包括竖向采套管，所述竖向采套管内可分离地连接安装有传感器套管，所述竖向采套管的内壁分别布置有进水管和排泥管，所述传感器套管内安装有用于测量深层土体水平位移的测斜仪，所述传感器套管的内壁安装有定滑轮，所述定滑轮与水平推出装置相连接，所述水平推出装置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的外壁，所述测斜仪和待布设的传感器分别与数据采集装置相连接。

进一步地，所述竖向采套管由多节开口式预制合金薄壁圆筒拼装而成，所述竖向采套管的底部设置有刃脚，以便于顺利地下沉进入深层土体。

进一步地，所述传感器套管包括主管和对称布置于主管外壁两侧的多个侧管，所述主管和侧管均为开口式薄壁圆筒结构，所述主管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，所述侧管内放置有待布设的传感器及其连接的水平推出装置。

进一步地，所述主管的底部呈圆锥形，以便于下沉进入深层土体中进行固定。

进一步地，所述水平推出装置包括与待布设的传感器相连接的高弹力弹簧，所述高弹力弹簧内穿设有传感器导线和多根弹簧引线，所述传感器导线与多根弹簧引线在一端封装入线束，所述线束连接至定滑轮进行转向，线束内的传感器导线与数据采集装置相连接，线束内的弹簧引线与外部绞盘相连接。

进一步地，所述主管的内壁上开设有与多个侧管分别对应相连通的通孔，所述线束穿设于通孔，所述定滑轮安装于各通孔的周边位置，所述定滑轮的滑轮面穿过的对应的通孔，以保证通孔内穿出的线束能够不弯折地连接至定滑轮。