[发明专利]道路塌陷无线监测装置、及其系统

说明书

本申请提供的一种道路塌陷无线监测装置、及其系统，安装于道路表体内部，包括：无线监测主体，包括：处理器、通信模块、供电单元；所述无线检测主体内设有开口向下的检测孔，检测孔内设置有磁阻传感器；各磁阻传感器电性连接所述处理器；设置于无线监测主体下方的磁棒、及检测棒；磁棒的上端插入所述检测孔内；下端连接埋设于土体的检测棒，以在当检测棒由土体变化产生位移时带动磁棒在检测孔内相对各磁阻传感器产生位移，进而使磁阻传感器产生电信号。本申请能够实时监测道路下部土体因空洞或侧向位移而造成的道路塌陷，能结合位移程度对外发送不同等级的预警；本装置设备简易、功耗低，安装后可连续长时间工作，并且便于管理和监测。

技术领域

本申请涉及的道路塌陷监测技术领域，特别是涉及一种道路塌陷无线监测装置、及其系统。

背景技术

道路塌陷是道路在自然或人为因素作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象。城市道路塌陷在增加了交通事故和人员伤亡风险的同时，还会造成附近建筑物地基下沉、房屋开裂、地下管道破损、城市洪涝及风暴潮灾害加剧等问题。

在城市快速扩张的背景下，道路塌陷事故呈多发、频发态势，因路面塌陷造成重大人员伤亡和损失案例时有发生。道路塌陷原因是很复杂的，根据目前的统计与分析，路面塌陷事故原因能归纳于以下几点：

1、自然因素：在一定的地质条件和天气状况下，当地面下的松散沉积物孔隙处于饱和状态，砂砾石间的摩擦力有所减小，道路就容易塌陷；现有统计表明，雨季发生的道路塌陷事故，在事故总数中占41％。

2、人为作用和人为诱发自然作用：道路塌陷事故的重要原因；经对全国多次道路塌陷案例进行分析，人为因素占到了有关事故总数的60％以上。

具体分析道路坍塌的人为因素包括：

①道路负载过重：原设计荷载已经不能满足现在的交通荷载实际情况，造成路面承载力不足，容易形成路面塌陷；

②地下管线老化破裂、渗水、泄漏：长期对土基的冲刷，导致地基土体流失，从而造成地陷；

③地下水大量开采：会造成很多地下水缺失引起的岩层空隙来不及补充，引起了地层结构破坏，削弱了地基的抗压承重能力，从而形成路面塌陷；

④工程施工失当：地铁等大型地下建筑的修建，能极大利用地下空间；在降低地上路面压力的同时也能破坏公路地基，降低路面抗压能力，反而加快了路面塌陷；同样大量高层建筑的动工也导致了相邻土体疏松、管道与管道之间压力变大、甚至导致地下土层移位或者较大变形，土体受到的挤压增大到一定的程度可能就引起了路面塌陷。

虽然天气异常变化、地质结构变化等“天灾”是城市道路塌陷形成因素，但道路坍塌防治工作具有复杂性、艰巨性和长期性。随着城市化进程的加快，如何在开发利用地下空间的同时，做好道路管护才是道路坍塌防治的重点。

对道路塌陷的监测，国内外目前均是依赖人工检测。通常在道路坍塌前，路面结构下部会出现土体空洞；或者在道路发生侧向发生滑移时，如果路面支撑力不足，就会导致路面塌陷；现有的技术手段主要采用预先探测道路下方隐伏的空洞隐患为主；通过空洞探测，实现预防和预警，并采取措施除险。为达到及时发现土体空洞的目的，需要长期和定期对城市重点路段、灾害多发路段进行多批次、周期性、预防性普查和探测，才能使灾害的发生、发展处于受控状态。

现阶段对城市道路地下空洞的勘探方法较多，如雷达探测法、高密度电阻率法、瞬态面波法、微动勘探法、地震映像法以及瞬变电磁法等；其中探地雷达具有现场实施方便、抗外部环境干扰、作业快速便捷、相对探测效率高和成本低等特点，已在多个城市运用。

但是人工地面检测方法存在一些缺点，包括：

(1)没有实时性，更难以全面同时检查；

(2)作业效率低，技术应用门槛高、难度高，需专业人员进行处理；