[发明专利]一种重力式地下空洞自动化监测报警方法

权利要求书

1.一种重力式地下空洞自动化监测报警方法，其特征在于：采用重力式地下空洞自动化监测装置进行监测，该重力式地下空洞自动化监测报警装置包括控制装置、监测装置、测量装置和报警装置；

所述控制装置包括外壳以及设置于外壳内的供电模块、通讯模块和信息处理模块，所述供电模块分别与通讯模块和信息处理模块连接，所述通讯模块与监测装置连接，用于将监测装置的数据传送至信息处理模块；所述信息处理模块分别与报警装置、测量装置和通讯模块连接，用于将接收到的数据进行处理并传送至报警装置；

所述监测装置包括摄像头机构和重力机构，所述摄像头机构包括监测杆、保护杆和摄像头，所述监测杆的两端分别与控制装置的外壳和保护杆连接，所述保护杆设置为空心结构，用于套装摄像头，所述摄像头的数据线与信息处理模块连接，以通过将摄像头的拍摄情况传送至信息处理模块从而判断土层中是否存在空洞；所述重力机构包括空心结构圆柱端、圆锥端和连接线缆，所述圆柱端套设于保护杆上，所述圆锥端设置于圆柱端的下端，所述连接线缆的两端分别与圆柱端和信息处理模块连接，用于将重力机构的状态传送至信息处理模块；

所述测量装置包括分别与信息处理模块连接的地表测量装置和测距仪，所述地表测量装置用于对控制装置底端的高程数值进行测量并传送至信息处理模块，所述测距仪用于对重力机构底端的深度数值进行测量并传送至信息处理模块；

所述报警装置包括报警器和终端报警系统，所述报警器通过数据线与信息处理模块连接，并设置于控制装置的外壳上，所述终端报警系统通过通讯模块与信息处理模块连接，能将报警信息传送至远程控制人员的终端服务器上；

组装重力式地下空洞自动化监测报警装置具体包括以下步骤：

步骤一：根据监测孔的深度将一件或一件以上的监测杆分别连接后再与保护杆连接，使其形成一个整体；

步骤二：将重力机构套设于保护杆上，并通过连接线缆将重力机构和控制装置连接，以对重力机构进行固定；

步骤三：完成对重力式地下空洞自动化监测报警装置本体的安装；

步骤四：将安装好的重力式地下空洞自动化监测报警装置的重力机构端放置于监测孔内，监测杆端放置于监测孔的孔口位置，同时保证重力机构套设在保护杆上；

监测报警方法包括以下步骤：

步骤一：在施工隧道上层钻取延伸至需监测土层位置的监测孔；

步骤二：根据监测孔的深度组装重力式地下空洞自动化监测报警装置，并放入监测孔内；

步骤三：将重力式地下空洞自动化监测报警装置中的控制装置和报警装置固定在监测孔的孔口位置，对监测孔进行密封，预留通讯装置中的通信天线与路面平齐；

步骤四：开启重力式地下空洞自动化监测报警装置，对监测孔进行实时监测，具体监测方法如下：当没有出现空洞时，重力机构全被土层抵住，从而使摄像头通过重力机构的套设无法拍摄到有效影像，此时，控制装置中的信息处理模块无法接收到信息，因此，测量装置所测量的重力机构垂直位移变化值在预警值的范围内，报警装置处理未启动状态；当施工隧道上部的土层出现空洞时，重力机构因失去土层的支撑力而产生下坠，此时，连接控制装置和重力机构的连接线缆随重力机构的下坠而同步向下延伸并触发控制装置中的测量装置进行重力机构垂直位移变化值的测量、并对测量结果进行分析，若测量值超过所设的预警值，控制装置发出指令至报警装置实施报警；同时，重力机构的下坠导致摄像头机构与重力机构分离，摄像头机构中的摄像头暴露，并将实时拍摄的影像传送至控制装置；

所述测量值的具体计算公式为：

X＝Δh+Δl；

其Δh＝hi-h0，Δl＝1i-I0；

其中：X为重力机构每次深度变化后的实际变化值，Δh为测量装置每次测量的地表高程值与首次测量的地表高程值之差，Δl为测量装置每次测量的重力机构底端深度值与首次测量的重力机构底端深度值之差，hi为测量装置第i次测量的地表高程值，h0为首次测量的地表高程值，1i为测量装置第i次测量的重力机构底端深度值，I0为首次测量的重力机构底端深度值。

2.根据权利要求1所述的重力式地下空洞自动化监测报警方法，其特征在于：所述监测杆设置为空心结构，且设有至少一件。

3.根据权利要求2所述的重力式地下空洞自动化监测报警方法，其特征在于：所述监测杆的两端分别设置有内螺纹端和外螺纹端，用于监测杆之间或监测杆与保护杆之间的连接。