一种地下结构纵向不均匀沉降自动化监测系统及方法与流程

1.本发明涉及地下工程技术领域，特别是涉及一种地下结构纵向不均匀沉降自动化监测系统及方法。


背景技术：

2.不均匀沉降，一般是指同一结构体中，相邻的两个基础沉降量的差值。如果差异沉降过大，就会使相应的上部结构产生额外应力，当超过一定的限度时，将会产生裂缝、倾斜甚至破坏。沉降主要成因为泥受压增加，如加建建筑物，泥中水分流出，令泥体积减少，引致下陷，主要发生在污泥、粉粒、粘粒的泥层。另一原因为泥层中包含腐植质，当腐植质被分解，令泥体积减少，引致下陷。因土层结构和土面施力情况不同，不同部份的沉降皆不相同，引致不平均沉降。
3.装配式管廊、沉管和地铁隧道等地下结构为线状构筑物，受地层变形、周边施工、振动和地震等作用，容易产生不均匀沉降，进而导致隧道管节、管片等接头张开、结构开裂或渗水，严重影响地下结构安全和正常使用。因此，对地下结构进行纵向不均匀沉降监测显得尤为重要。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种地下结构纵向不均匀沉降自动化监测系统及方法，以实现地下结构纵向不均匀沉降的高效监测，保证地下结构的安全和正常使用。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种地下结构纵向不均匀沉降自动化监测系统，包括水准仪、位移检测装置以及远程处理平台，所述水准仪位于地下结构端部起始段地面位置处用以检测地下结构绝对沉降，所述位移检测装置通过导轨活动设置在地下结构内部用以采集相关倾角数据，所述导轨纵向安装在地下结构侧壁上，所述远程处理平台与所述水准仪和位移检测装置信号连接用以接收水准仪检测的数据和位移检测装置采集的数据并进行数据处理得到纵向相对沉降量和绝对沉降量以及进行纵向相对沉降量和绝对沉降量的实时展示和异常报警。
6.进一步的，所述水准仪及位移检测装置均通过无线发射模块与所述远程处理平台无线信号连接。
7.进一步的，所述位移检测装置包括勘测小车、第二无线发送模块和倾角计，所述勘测小车滑动安装在导轨上，所述勘测小车上安装有所述倾角计。
8.进一步的，所述远程处理平台包括用于对数据进行处理得出纵向相对沉降量和绝对沉降量的控制处理模块、用于进行数据无线接收的无线接收模块以及用于对控制处理模块处理后的数据进行实时展示的显示模块，所述无线收发模块和显示模块均与控制处理模块连接。
9.进一步的，所述远程处理平台还包括用于对控制处理模块处理后的数据进行存储的存储模块，所述存储模块与所述控制处理模块连接。
10.进一步的，所述远程处理平台还包括用于进行异常数据及时报警的报警模块，所述报警模块与所述控制处理模块连接。
11.本发明还提供一种地下结构纵向不均匀沉降自动化监测方法，包括如下步骤：
12.沿地下结构纵向在地下结构侧壁安装导轨；
13.在地下结构端部起始段地面位置处安放水准仪并通过水准仪监测地下结构绝对沉降；
14.驱动勘测小车在轨道上运动，利用倾角计进行倾角数据的采集；
15.远程处理平台接收倾角数据进行倾角换算得到相对沉降量，同时远程处理平台接收水准仪监测的绝对沉降数据推算绝对沉降量；
16.远程处理平台对得到的绝对沉降量和相对沉降量进行数据的实时展示并对异常数据进行实时报警。
17.相比于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：
18.本发明利用水准仪和移动监测装置的使用，能够分别对地下结构的绝对沉降和相对沉降进行实时检测，配合远程平台，得到地下结构的纵向绝对沉降量和相对沉降量数据并进行数据的实时展示及异常报警，实现了地下结构纵向不均匀沉降的高效监测，保证了地下结构的安全和正常使用。
附图说明
19.图1为本发明实施例中地下结构纵向不均匀沉降自动化监测方法的流程图；
20.图2为本发明实施例中地下结构纵向不均匀沉降自动化监测系统的整体示意图；
21.图3为本发明实施例中地下结构纵向不均匀沉降自动化监测系统中位移检测装置的结构框图；
22.图4为本发明实施例中地下结构纵向不均匀沉降自动化监测系统中远程处理平台的结构框图。
具体实施方式
23.下面将结合示意图对本发明的地下结构纵向不均匀沉降自动化监测系统及方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
24.在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
25.如图1所示，本发明实施例提出了一种地下结构纵向不均匀沉降自动化监测方法，采用如图2所示的地下结构纵向不均匀沉降自动化监测系统进行监测，所述地下结构纵向不均匀沉降自动化监测系统包括水准仪1、位移检测装置2以及远程处理平台3，所述水准仪1位于地下结构端部起始段地面位置处用以监测地下结构绝对沉降，所述位移检测装置2通过导轨4活动设置在地下结构内部用以采集相关倾角数据，所述导轨4纵向安装在地下结构侧壁上，所述远程处理平台3与所述水准仪1和位移检测装置2信号连接用以接收水准仪1监
测的数据和位移检测装置2采集的数据并进行数据处理得到纵向相对沉降量和绝对沉降量以及进行纵向相对沉降量和绝对沉降量的实时展示和异常报警；
26.进一步的，结合参照图4，所述远程处理平台3包括用于对数据进行处理得出纵向相对沉降量和绝对沉降量的控制处理模块、用于进行数据无线接收的无线接收模块、用于进行异常数据及时报警的报警模块、用于对控制处理模块处理后的数据进行存储的存储模块以及用于对控制处理模块处理后的数据进行实时展示的显示模块，所述无线收发模块、报警模块、存储模块以及显示模块均与控制处理模块连接；
27.地下结构纵向不均匀沉降自动化监测方法可包括如下步骤：
28.s1、沿地下结构纵向在地下结构侧壁安装导轨4；
29.具体的，导轨4可采用铝合金材料制成，保证导轨4的轻量化，便于进行导轨4的安装。
30.s2、在地下结构端部起始段地面位置处安放水准仪1并通过水准仪1监测地下结构绝对沉降；
31.具体的，水准仪是建立水平视线测定地面两点间高差的仪器，原理为根据水准测量原理测量地面点间高差测量，通过将水准仪1置于地下结构端部起始段地面处，即可测量地下结构端部起始段地面与地下结构端部起始段内部底面之间的距离，即实现地下结构端部起始段纵向绝对沉降的监测。
32.s3、驱动勘测小车在轨道上运动，利用倾角计进行倾角数据的采集；
33.具体的，倾角计的倾角采集频率可设置为：勘测小车每运行0.5m倾角计进行一次倾角数据的采集，实现大量倾角数据的采集，以保证有效的样本数据。
34.s4、远程处理平台3接收倾角数据进行倾角换算得到相对沉降量，同时远程处理平台接收水准仪监测的绝对沉降数据推算绝对沉降量；
35.具体的，水准仪1及位移检测装置2均通过无线发射模块与所述远程处理平台3无线信号连接，利用无线发射模块实现水准仪1及位移检测装置2的数据远程发送，实现地下结构不均匀监测的远程监测。
36.远程处理平台3的无线接收模块接收接收水准仪1的检测数据发送至控制处理模块进行计算得到地下结构绝对沉降量，同时无线接收模块接收倾角计测量的数据，结合勘测小车运行的间隔距离进行沉降换算，得到地下结构相对沉降量。
37.s5、远程处理平台3对得到的绝对沉降量和相对沉降量进行数据的实时展示并对异常数据进行实时报警；
38.具体的，远程处理平台3的显示模块可对绝对沉降量和相对沉降量数据进行实时展示，可直观了解地下结构的沉降情况，同时远程处理平台3的控制处理模块在进行数据的转换计算后，可将计算后的数据与预设阈值进行对比，一但与预设阈值产生较大偏差，控制处理模块会发送命令控制报警模块进行及时报警，以提醒进行及时的施工补救。
39.综上所述，本发明相对于现有技术，具有如下优势：
40.本发明利用水准仪和移动监测装置的使用，能够分别对地下结构的绝对沉降和相对沉降进行实时检测，配合远程平台，得到地下结构的纵向绝对沉降量和相对沉降量数据并进行数据的实时展示及异常报警，实现了地下结构纵向不均匀沉降的高效监测，保证了地下结构的安全和正常使用。
41.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。