專利名稱：淺海區(qū)域沉浮式水工建筑物地基監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種地基監(jiān)測裝置，特別是涉及一種淺海區(qū)域沉浮式水工建筑物地基監(jiān)測裝置。
背景技術：
淺海區(qū)域水工建筑物地基監(jiān)測是圍堤造陸工程和沿海港口防波堤建設或延伸工程中急需解決的一個問題，在確保工程基礎穩(wěn)定的前提下，提高施工效率，并使工程建設得以科學地、有計劃地進行，從而可以縮短工期、保證質量，安全順利的完成工程項目，這是一
項適時而有益的工作，具有極大的經(jīng)濟效益和社會效益。進行淺海區(qū)域水工建筑物地基監(jiān)測，首先要解決的問題是在大規(guī)模施工前把監(jiān)測儀器布設在設計指定的斷面點位上，在大規(guī)模施工時既要正常觀測和分析，又不受施工和過往船只等外在因素的影響。目前尚沒有可行的技術方案解決這個問題。目前，淺海區(qū)域水工建筑物地基監(jiān)測，一般采用潛水員下潛將監(jiān)測儀器的數(shù)據(jù)傳輸線纜從水下提上來再進行數(shù)據(jù)采集，或直接將監(jiān)測儀器的數(shù)據(jù)傳輸線纜直接漂浮在海水表面，如果潛水員找不到監(jiān)測儀器的數(shù)據(jù)傳輸線纜，或監(jiān)測儀器的數(shù)據(jù)傳輸線纜受到過往船舶的剮蹭破壞，監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集工作就不能進行，需要再重新布設監(jiān)測儀器。這樣做，監(jiān)測成本高，工作效率低，監(jiān)測數(shù)據(jù)也不能有效地連貫起來，因缺乏監(jiān)測分析資料，地基穩(wěn)定性得不到及時的掌控，將直接影響工程質量的評估。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種淺海區(qū)域沉浮式水工建筑物地基監(jiān)測裝置，該裝置能夠被靈活運放至淺海區(qū)域海底原泥面上，在進行數(shù)據(jù)采集作業(yè)時，自動漂浮到海面上來，從而避免監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集工作中斷，為后序施工作業(yè)提供準確的指導數(shù)據(jù)，為保證地基穩(wěn)定提供堅實的保障。本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是一種淺海區(qū)域沉浮式水工建筑物地基監(jiān)測裝置，包括一套安裝在測量船舶上的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)和多套監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸線纜均設有線纜保護系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)采集并處理來自多套所述監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，所述線纜保護系統(tǒng)與沉浮系統(tǒng)連接，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)對所述沉浮系統(tǒng)進行無線控制。所述沉浮系統(tǒng)包括空心浮體、儲繩盒和無線遙控釋放器，所述空心浮體與耐力繩的一端連接，所述耐力繩的另一端固定在所述儲繩盒內(nèi)；所述儲繩盒與所述無線遙控釋放器固接，所述無線遙控釋放器將所述耐力繩保持在所述儲繩盒中；所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)控制所述無線遙控釋放器釋放所述耐力繩。處于一個地基基礎斷面上的每套所述監(jiān)測系統(tǒng)均包括孔隙水壓力設備、傾斜角監(jiān)測設備和豎向位移監(jiān)測設備，每套所述監(jiān)測系統(tǒng)中的所述孔隙水壓力設備的數(shù)據(jù)傳輸線纜、所述傾斜角監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)傳輸線纜和所述豎向位移監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)傳輸線纜均設置在同一套所述線纜保護系統(tǒng)內(nèi)。一套所述線纜保護系統(tǒng)與相對應的一套所述沉浮系統(tǒng)連接。每套所述線纜保護系統(tǒng)均包括鋼絲軟管保護裝置和鋼質硬管段節(jié)式保護裝置，所述鋼絲軟管保護裝置布設在原泥面以下的土層中，所述鋼質硬管段節(jié)式保護裝置布設在塊石拋砸區(qū)域和海底原泥面上，直至與沉浮系統(tǒng)的連接處。所述鋼質硬管保護段節(jié)式裝置是由多節(jié)由軟管接頭相互鏈接在一起的一米的鋼制硬管段形成的。所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括GPS全球定位系統(tǒng)、無線控制終端、監(jiān)測設備數(shù)據(jù)采集儀和計算機數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)。
所述無線控制終端為手持式無線控制終端。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是I)綜合采集性強，通過采用將孔隙水壓力設備、傾斜角監(jiān)測設備、豎向位移監(jiān)測設備綜合在一套監(jiān)測系統(tǒng)中，并采用同一套線纜保護系統(tǒng)的結構，有效解決了同一個斷面不同的監(jiān)測項目的合理統(tǒng)一，避免了多個觀測點和多種保護措施并用，造成材料浪費的難題，適合于工程建設中常規(guī)監(jiān)測設備無法進行有效保護的區(qū)域。2)安裝速度快，通過采用將鋼絲軟管保護裝置和鋼質硬管保護裝置集成在線纜保護系統(tǒng)上的結構，使設備能夠在現(xiàn)場進行快速地組裝，可以更加安全、可靠地在野外開展工作，能夠提高工作效率數(shù)倍以上，縮短了野外工作時間，節(jié)省了成本。3)安全性高，通過采用將空心浮體、儲繩盒、無線遙控釋放器綜合在一起的結構，充分發(fā)揮無線遙控釋放器的性能，使該系統(tǒng)能夠被靈活運放至淺海區(qū)域海底原泥面上，從而避免因過往船舶剮蹭造成的破壞，避免監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集工作中斷；在進行數(shù)據(jù)采集作業(yè)時，可以通過無線控制使空心浮體自動漂浮到海面上來，從而使工作人員能夠方便地將監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸線纜提到測量船上，進行數(shù)據(jù)采集，方便快捷，工作效率高。4)性能穩(wěn)定，能夠在施工期間采集到連續(xù)的、真實的、準確的現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)，及時控制施工速率，保證地基穩(wěn)定。并且具有使用靈活、應用廣泛的特點，具有很好的工程適應性。5)建設成本低，不需對現(xiàn)有監(jiān)測設備進行改造，只需對現(xiàn)有設備的數(shù)據(jù)采集進行二次開發(fā)，并利用市場現(xiàn)有的技術進行整合，成本低，易實現(xiàn)。6)在使用器材上，自動化程度高、操作安全簡便、無任何環(huán)境污染。綜上所述，本發(fā)明能夠在復雜的海上施工的同時準確地采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)采集連續(xù)，能夠達到《水運工程水工建筑物原型觀測技術規(guī)范》JTJ218-2005的規(guī)定，操作簡單、管理方便、運行費用低、自動化控制程度高，能夠使監(jiān)測的成本大大減少；本發(fā)明能夠通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析準確地指導施工，使施工的進度大大提高，地基基礎更加穩(wěn)定。特別適合于我國沿海港口圍堤造陸工程和防波堤建設或延伸工程中地基穩(wěn)定性的監(jiān)測工作。


圖I為本發(fā)明的結構示意圖。圖中1_1、孔隙水壓力設備，1-2、傾斜角監(jiān)測設備，1-3、豎向位移監(jiān)測設備，2-1、鋼絲軟管保護裝置，2-2、鋼質硬管段節(jié)式保護裝置，3-1、空心浮體，3-2、儲繩盒，3-3、無線遙控釋放器，4-1、無線控制終端，4-2、監(jiān)測設備數(shù)據(jù)采集儀，4-3、計算機數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，4-4、GPS全球定位系統(tǒng)。
具體實施例方式為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下請參閱圖1，一種淺海區(qū)域沉浮式水工建筑物地基監(jiān)測裝置，包括一套安裝在測量船舶上的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)和多套監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸線纜均設有線纜保護系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)采集并處理來自多套監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，線纜保護系統(tǒng)與沉浮系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)對沉浮系統(tǒng)進行無線控制。在本實施例中，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括GPS全球定位系統(tǒng)4-4、無線控制終端4_1、監(jiān)測設備數(shù)據(jù)采集儀4-2和計算機數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)4-3 ;計算機數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以在現(xiàn)場及時地分析出地基基礎變化的趨勢從而準確地判斷出地基的穩(wěn)定性?！ぴ诒緦嵤├?，沉浮系統(tǒng)包括空心浮體3-1、儲繩盒3-2和無線遙控釋放器3-3，空心浮體3-1與耐力繩的一端連接，耐力繩的另一端固定在儲繩盒3-2內(nèi)；儲繩盒3-2與無線遙控釋放器3-3固接，無線遙控釋放器3-3將耐力繩保持在儲繩盒3-2中；無線控制終端4-1控制無線遙控釋放器3-3釋放耐力繩。沉浮系統(tǒng)平時沉沒在海底，不影響海面船舶的正常行駛，抗外界干擾因素能力強。在本實施例中，為了降低監(jiān)測系統(tǒng)的安裝成本，處于一個地基基礎斷面上的每套監(jiān)測系統(tǒng)均包括孔隙水壓力設備1-1、傾斜角監(jiān)測設備1-2和豎向位移監(jiān)測設備1-3，每套監(jiān)測系統(tǒng)中的孔隙水壓力設備的數(shù)據(jù)傳輸線纜、傾斜角監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)傳輸線纜和豎向位移監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)傳輸線纜均設置在同一套線纜保護系統(tǒng)內(nèi)。一套線纜保護系統(tǒng)與相對應的一套沉浮系統(tǒng)連接。在本實施例中，每套線纜保護系統(tǒng)均包括鋼絲軟管保護裝置2-1和鋼質硬管段節(jié)式保護裝置2-2，鋼絲軟管保護裝置2-1布設在原泥面以下的土層中，鋼質硬管段節(jié)式保護裝置2-2布設在塊石拋砸區(qū)域和海底原泥面上，直至與沉浮系統(tǒng)的連接處。鋼質硬管段節(jié)式保護裝置是由多節(jié)由軟管接頭相互鏈接在一起的一米的鋼制硬管段形成的，抵抗塊石拋砸式破壞的能力強。在本實施例中，無線控制終端4-1采用操作式無線控制終端。水工建筑物為潛堤。本發(fā)明的工作原理在GPS全球定位系統(tǒng)4-4的導航定位下，測量船舶行駛至沉浮系統(tǒng)附近；操作無線控制終端4-1向無線遙控釋放器3-3發(fā)出指令，使其釋放耐力繩；空心浮體3-1在海水浮力的作用下帶動儲繩盒3-2中的超強耐力繩升延到海面之上；工作人員拉動耐力繩將無線遙控釋放器3-3和監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸線纜的一端提至測量船工作平臺之上，使用監(jiān)測設備數(shù)據(jù)采集儀4-2對孔隙水壓力設備1-1、傾斜角監(jiān)測設備1-2和豎向位移監(jiān)測設備1-3的數(shù)據(jù)進行一一采集。數(shù)據(jù)采集完成后啟動計算機數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)4-3對采集數(shù)據(jù)進行分析，對地基基礎的穩(wěn)定性進行初步預測和判斷；數(shù)據(jù)采集完成后工作人員將耐力繩放回儲繩盒3-2內(nèi)，并將整個沉浮系統(tǒng)投入大海，在重力的作用下，沉浮系統(tǒng)沉降至海底原泥面；再次使用GPS全球定位系統(tǒng)4-4對下沉點位坐標進行定位，以備下次數(shù)據(jù)采集。
權利要求
1.ー種淺海區(qū)域沉浮式水エ建筑物地基監(jiān)測裝置，包括一套安裝在測量船舶上的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)和多套監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸線纜均設有線纜保護系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)采集并處理來自多套所述監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，其特征在干所述線纜保護系統(tǒng)與沉浮系統(tǒng)連接，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)對所述沉浮系統(tǒng)進行無線控制。
2.根據(jù)權利要求I所述的淺海區(qū)域沉浮式水エ建筑物地基監(jiān)測裝置，其特征在于，所述沉浮系統(tǒng)包括空心浮體、儲繩盒和無線遙控釋放器，所述空心浮體與耐カ繩的一端連接，所述耐カ繩的另一端固定在所述儲繩盒內(nèi)；所述儲繩盒與所述無線遙控釋放器固接，所述無線遙控釋放器將所述耐カ繩保持在所述儲繩盒中；所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)控制所述無線遙控釋放器釋放所述耐カ繩。
3.根據(jù)權利要求I所述的淺海區(qū)域沉浮式水エ建筑物地基監(jiān)測裝置，其特征在于，處于ー個地基基礎斷面上的每套所述監(jiān)測系統(tǒng)均包括孔隙水壓カ設備、傾斜角監(jiān)測設備和豎向位移監(jiān)測設備，每套所述監(jiān)測系統(tǒng)中的所述孔隙水壓カ設備的數(shù)據(jù)傳輸線纜、所述傾斜 角監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)傳輸線纜和所述豎向位移監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)傳輸線纜均設置在同一套所述線纜保護系統(tǒng)內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求3所述的淺海區(qū)域沉浮式水エ建筑物地基監(jiān)測裝置，其特征在干，一套所述線纜保護系統(tǒng)與相對應的ー套所述沉浮系統(tǒng)連接。
5.根據(jù)權利要求3所述的淺海區(qū)域沉浮式水エ建筑物地基監(jiān)測裝置，其特征在干，每套所述線纜保護系統(tǒng)均包括鋼絲軟管保護裝置和鋼質硬管段節(jié)式保護裝置，所述鋼絲軟管保護裝置布設在原泥面以下的土層中，所述鋼質硬管段節(jié)式保護裝置布設在塊石拋砸區(qū)域和海底原泥面上，直至與沉浮系統(tǒng)的連接處。
6.根據(jù)權利要求5所述的淺海區(qū)域沉浮式水エ建筑物地基監(jiān)測裝置，其特征在干，所述鋼質硬管保護段節(jié)式裝置是由多節(jié)由軟管接頭相互鏈接在一起的一米的鋼制硬管段形成的。
7.根據(jù)權利要求I所述的淺海區(qū)域沉浮式水エ建筑物地基監(jiān)測裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括GPS全球定位系統(tǒng)、無線控制終端、監(jiān)測設備數(shù)據(jù)采集儀和計算機數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)。
8.根據(jù)權利要求7所述的淺海區(qū)域沉浮式水エ建筑物地基監(jiān)測裝置，其特征在干，所述無線控制終端為手持式無線控制終端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種淺海區(qū)域沉浮式水工建筑物地基監(jiān)測裝置，包括一套安裝在測量船舶上的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)和多套監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸線纜均設有線纜保護系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)采集并處理來自多套所述監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，所述線纜保護系統(tǒng)與沉浮系統(tǒng)連接，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)對所述沉浮系統(tǒng)進行無線控制。本發(fā)明能夠在復雜的海上施工的同時準確地采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)采集連續(xù)，操作簡單、管理方便、運行費用低、自動化控制程度高，能夠使監(jiān)測的成本大大減少；使施工的進度大大提高，地基基礎更加穩(wěn)定。特別適合于我國沿海港口圍堤造陸工程和防波堤建設或延伸工程中地基穩(wěn)定性的監(jiān)測工作。
文檔編號E02D1/00GK102953366SQ20121049701
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權日2012年11月27日
發(fā)明者吳昊旭, 李新法, 范東華, 張二林, 顧波 申請人:天津水運工程勘察設計院, 交通運輸部天津水運工程科學研究所