[发明专利]分层分布远程铁路路基沉降变形实时监测和控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及铁路技术领域，具体地说，特别涉及一种分层分布远程铁路路基沉降变形实时监测和控制系统。

背景技术

随着我国高铁运营线路向西南、西北地区不断发展，高铁轨道运行区间桥隧比高，周边区域环境各种复杂地质构造、地形气候环境的影响及危害，对高铁运营安全构成的威胁也在增大。通常的做法是在可能会产生灾害或危害的区域或场所实施24小时现场有人值守、值班人员定时巡检及人工报告制度，但由于地质灾害、地形气候及雷电雨雾等环境的影响，不能做到实时监控与防范，且危害多在无预兆(或预兆不明显)发生，安全隐患仍然存在，这就要求现场值守与巡查人员无时无刻不提高警惕，早发现，早防备、早处置。

高速铁路路基沉降及路基周边地质地形环境沉降的观测对控制高速列车安全运营质量，确保轨道运行区间工后工程质量及沉降满足设计要求，这就对其高平顺、高精度、高稳定指标实现远程实时检测和控制提出更高要求。时速达200km/h以上的高速动车组，其路基、轨道和桥梁的不平顺性对列车动力作用远大于普通铁路，且引起的列车振动以及对轨道的振动冲击也远比相同条件下普通速度的列车严重。为确保高速动车运行的安全平稳，对高铁路基沉降观测的精度及实时性提出较高的要求，按照规定，高速铁路等对路基沉降控制标准仅为1～2cm的高测量精度的要求，沉降测量的误差应不大于超过1/10～1/20。

对路基沉降观测技术和要求现有技术存在以下缺点：

现有的路基沉降变形监测装置，精确度较低、且稳定性好。采用一般仪器，比如：①精密水准仪人工水准观测；②水平测斜仪；③磁环沉降仪；④用激光观测或位移计类仪器观测。由于受到高速铁路沿线地形地质及气候环境的影响，以上这些沉降观测方法存在：①路基施工填筑体分层、路基深部和工后期的沉降观测无法采用仅能观测外露表面沉降的人工水准观测；②工后期的变形量测和地基深部的变形，无法通过水平测斜仪对布置的特别测点的分层沉降实施精度量测(观测方法的实际精度在cm级)；③工后期的分层沉降变形可以由磁环沉降仪实现，但观测方法的实际精度在cm级；④用激光观测或位移计类仪器观测时，其精度虽较高，但价格昂贵，而且存在与水准测量相同的不足之处。传统路基沉降测量方法存在测量误差大、人为误差大、测量劳动强度大，费工费时、路堤填筑施工存留质量缺陷等缺点。从现有技术中尚未见有关对高速铁路路基进行实时沉降观测的任何方法以及可以用于类似实时监测的仪器。

发明内容

为了解现有技术的问题，本发明实施例提供了一种分层分布远程铁路路基沉降变形实时监测和控制系统。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种分层分布远程铁路路基沉降变形实时监测和控制系统，包括：以阵列布局布置的智能单点沉降检测装置，配置RS485总线组网的实时监测数据的存储转发接口，使所述智能单点沉降检测装置与监测监控中心计算机服务器连接，所述监测监控中心计算机服务器对所接收到的数据进行实时分析比对，并将所述数据在监控中心显示屏显示，对出现数据超差的情况予以实时告警，并可通过设置在现场的高清摄像装置进行图像视频观察分析/判断；

对以阵列布局布置的智能单点沉降检测装置采用模组二次开发优化技术、数字处理技术，配置RS485总线的实时监测数据的存储转发接口，使所述智能单点沉降检测装置能够实现阵列布局与组网；

以阵列布局布置的智能单点沉降检测装置安装在需要测量的路堤、填筑层或不同地质地形层面的分层沉降变形处。

可选地，所述以阵列布局布置的智能单点沉降检测装置通过钻孔或通过专设的监控沉降监测井设置于待测量的分层沉降变形处，并通过精准调测后予以封闭遮盖。

可选地，所述以阵列布局布置的智能单点沉降检测装置包括沉降板、电测位移传感器、测杆、金属软管、灌浆管、锚头、三通、导电浆管、直通、底层锚头、专用导电浆；

所述底层锚头固定在所述钻孔的底部；所述底层锚头与所述直通的一端连接，所述直通的另一端与所述导电浆管的一端连接；所述导电浆管的另一端与所述三通的一端连接，所述三通的另外两端分别连接所述灌浆管和所述底层锚头；所述导电浆通过所述灌浆管灌入并将所述底层锚头固定；所述底层锚头与所述测杆连接；所述测杆与所述电测位移传感器连接；所述电测位移传感器与所述沉降板连接；所述金属软管套在所述测杆周围。

可选地，所述以阵列布局布置的智能单点沉降检测装置配有两种测杆，当s≤20m时选用直径为φ16mm的不锈钢测杆；当s≥30m时选用直径为φ22mm的不锈钢测杆。

可选地，所述以阵列布局布置的智能单点沉降检测装置设置有四档量程；