[发明专利]一种全自动测斜系统及其监测方法

说明书

本发明公开了一种全自动测斜系统及监测方法，测斜系统包括卷盘、无线探头、固定驱动装置和自动旋转装置，卷盘的数据管理模块用于控制自动提升机构运动，自动提升机构与卷轴之间传动连接，卷轴上有钢丝绳，钢丝绳的自由端与无线探头相连接，无线探头包括上导轮组合、密封内筒、下导轮组合，密封内筒中设有倾角传感器、电路控制模块、电池、无线发射模块，自动旋转装置通过固定驱动装置和测斜管竖直连接，固定驱动装置与数据管理模块连接。本发明的测斜系统使用自动旋转装置代替人工旋转，实现全自动测斜，并将传统测斜仪所使用的电缆线用细钢丝绳来代替，在无线探头内置无线发射模块和电池解决了探头和卷盘之间的数据传输和探头自身的供电问题。

技术领域

本发明涉及地下工程施工领域，具体为一种基坑围护结构深层水平位移的实时测斜系统及其监测方法。

背景技术

地下工程施工，基坑内部土体开挖会导致围护结构内外土体压力失去平衡，开挖边土体包括围护结构势必要往基坑内侧发生变形，因此应对围护结构的变形进行深层水平位移的监测，掌握变形的大小，通过调整基坑内部支撑的轴力来限制围护结构的变形，保护基坑及周边环境的安全。

目前对围护结构的深层水平位移监测的方法多为人工监测，通过在围护结构边预留测斜管，用测斜仪来进行人工测量，由于测斜工作量大，人工测量耗时较长，因此每个测斜管基本上每天一测。然而由于基坑水平位移的变形是不确定的、迅速的，因此一天一测的频率很难满足现场的测控要求，市场上逐渐出现了一些半自动测斜仪。

这种测斜仪一般是由两部分组成，卷盘和探头。卷盘与探头通过电缆连接，探头通过电缆从卷盘处取电，并进行数据传输。工作原理是将探头放入测斜管的标准导槽中，卷盘按照标准规定转动，带动探头上下移动，探头内的倾角传感器感知各标高段的测斜管相对于大地垂直方向的倾角变化，并将其转化为电信号通过电缆实时传输给卷盘内部的数据采集系统，数据采集系统将采集到的电信号记录保存，发送至上位机，上位机会将倾角电信号转化为水平位移。

一组测量数据需要进行两次测量，第一次测量时测斜探头的高轮朝向基坑内侧，这组读数被称为A+读数；然后人工把测斜探头从测斜管中取出，旋转180度，使测斜探头的高轮朝向基坑外侧，重新放入测斜管中进行第二次测量，又可得到一组数据称为A-读数。数据处理时，将读数(A+、A-)相结合，以此来消除测量误差。这种半自动测斜仪依然需要人工将测斜探头旋转，人工进行辅助测量，否则就只能测到一组数据，测量结果存在误差。

用来传递信号和输电的电缆长度需要满足地下围护结构的深度要求，因此要测到最底部的水平位移就需要电缆线的长度足够长，导致卷盘体积非常大；探头及电缆线工作环境恶劣，长时间浸泡在水中，防水要求高，也容易老化，同时高频次的卷动会对电缆线带来损伤，需要经常更换。

发明内容

本发明提供了一种全自动测斜系统及其监测方法。

本发明的目的是解决现有自动测斜仪还需要人工辅助测量，同时还需要通过电缆来输电和传递信号，电缆长度长，卷盘体积大，电缆长时间浸泡在水中容易老化，卷盘高频次的卷动会对电缆线带来损伤的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全自动测斜系统，包括卷盘和探头，所述卷盘包括安装架、数据管理模块、自动提升机构、卷轴，数据管理模块、自动提升机构、卷轴设于安装架上，数据管理模块用于控制自动提升机构的运动，自动提升机构与卷轴之间传动连接，卷轴上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的自由端与探头相连接，所述探头为无线探头，无线探头包括上导轮组合、密封内筒、下导轮组合，密封内筒位于上导轮组合和下导轮组合之间，密封内筒中设有倾角传感器、电路控制模块、电池、无线发射模块，电池用于给倾角传感器、电路控制模块、无线发射模块供电，倾角传感器、无线发射模块分别与电路控制模块相连接，无线发射模块与数据管理模块之间可以通过无线网实现信息传输，它还包括固定驱动装置和自动旋转装置，自动旋转装置设于测斜管上方，自动旋转装置通过固定驱动装置和测斜管竖直连接，固定驱动装置通过线缆与卷盘内部的数据管理模块连接。