[发明专利]快速检测塌陷孔洞的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速检测塌陷孔洞的系统及方法。更具体地，本发明涉 及一种快速检测塌陷孔洞的系统及方法，其中标签被埋设在路面下的地层上， 以便识别标签，并在路面上定期检查标签状态的变化，从而能快速和精确检 测地下孔穴。

背景技术

当受到一特定原因而在道路下方形成地下孔穴，且原因持续发生时，地 下孔穴因为额外的地层流失与崩塌而变大且向上扩张。由于地下孔穴，地层 无法支撑施加在道路表面的车轮负荷。因此，路面遭受结构的损害。如果持 续这样的车轮负荷，路面将最终被破坏，导致道路下陷。除非突然产生大的 地下孔穴，否则从地下孔穴的初始阶段到道路下陷需要相当长的时间。因此， 如果这样的地下孔穴能使用特定的技术被检测出来，可事先采取合适的措施 以预防道路下陷。在此，由于地铁施工场地或大规模隧道施工现场的不足的 施工管理，而主要地形成大规模的地下孔穴。在这情形下，如果路面垫层塌 陷几乎同时大规模伴随顶部(roof)的塌陷，即使路面具有一定的刚性也无法支 撑自身的重量或车轮负荷。一典型的范例是发生在2012年仁川地铁2号线的 施工场地的道路下陷。

除了大规模隧道施工现场的天花板塌陷外，有几个因素可能促成在路面 下方形成地下孔穴。由于这些因素，位在路面下的路床/地基的地层颗粒重新 排列，导致路面的一部份无法具有承载能力。如果在路面下地层颗粒的移动 与地层流失可通过特定测量系统来感测，那么可事先检测所形成的地下孔穴 的区域。然而，通常在路面下埋设已知的传感器具有传感器成本和管理成本 高的缺点。通常已知的传感器，从传统的传感器，例如位移计(displacement meters)与地压力计(earth pressure meters)至新技术传感器，例如MEMS、光纤、 与温度传感器，价格昂贵。此外，由于这样的传感器必须通过电线连接到测 量仪器，在路面下不容易密集地安装与维护这些传感器。因此，非破坏性评 估路面下的情形的技术引起注意，而且其典型的范例是GPR(透地雷达)。在 美国与欧洲，已完整应用3D GPR技术，并且在日本，有专门的公司具有用 于检测地下孔穴的车辆安装设备。然而，GPR量测具有量测设备的价格昂贵 与数据判读过程需要专门知识的问题。

发明内容

本发明的一方面是提供一种快速检测塌陷孔洞的系统及方法，其中标签 被埋设在路面下的地层上，以便识别标签，并在路面上定期检查标签状态的 变化，从而能快速和精确检测地下孔穴。

本发明的另一方面是提供一种快速检测塌陷孔洞的系统及方法，其中可 以以较低的初始施工成本，在目标路面下半永久地检测一地下孔穴，并且由 于简易的量测与判读过程可以在无专业人力下操作。

根据本发明的一个方面，一种快速检测塌陷孔洞的系统包括：一标签， 埋设在铺设于路面下的地层上；一传感单元，识别该标签；一量测单元， 基于由该传感单元识别的信息量测一塌陷孔洞；一输送单元，在路面上移动 该传感单元与该量测单元；以及一服务器，将该标签的位置信息提供至该量 测单元，其中该量测单元从该服务器接收该传感单元无法识别的该标签的位 置信息，并且将埋设有的无法识别标签的区域分类成一可疑的测塌陷孔洞区 域。

优选地，该传感单元包括一天线与一读取机，用于启动与该标签的无 线数据通信；该标签具有一唯一的标签ID；以及该服务器管理与该标签 ID对应的位置信息，并将该信息提供至该量测单元。

优选地，该标签包括多个标签，且所述多个标签以网格形式被埋设在路 面下。

优选地，所述标签的每一个为一被动式标签且具有用于通信的一天线， 以及一存储器，用于在条形壳体内存储标签ID，并且该壳体是防水的。

优选地，该标志的该壳体具有50mm至100mm的长度。

优选地，该路面是沥青或混凝土路面，并且该标签被埋设在支撑该路面 的一底层与一地基或该地基顶部上之间的边界处。

优选地，该路面是沥青或混凝土路面，并且该标签被埋设在深度在55cm 至65cm的该路面下方处。

优选地，该传感单元的该天线具有可调整的高度。

优选地，该传感单元的该天线具有可调整的输出。

优选地，该传感单元的该天线包括至少两个天线，设置在该输送单元的 不同位置处，并且该些天线在高度或输出上被设成不同。

优选地，该读取机从该标签提供指示返回的信号的幅度的一RSSI值， 并且该量测单元将该RSSI值与该标签埋设时测量的RSSI值比较，以检测 该标签的状态与态势的变化，来检查地层变形。