一种海底淤泥面的沉降监测系统及沉降监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种海底淤泥面的沉降监测系统及沉降监测方法，涉及海底（或江底）淤泥表面沉降监测设备以及方法。提出了一种海底淤泥面的沉降监测系统及沉降监测方法，可解决各围海造陆、港口码头、人工岛屿建设时，在抛填、堆载过程中，海底淤泥面无法自动化采集、或监测数据精度不高的问题。所述沉降监测系统包括多个测点，所述测点包括不锈钢储液罐以及高精度浮子式液位传感器；所有测点中的不锈钢储液罐保持连通，并且所有测点不锈钢储液罐中的气压相等。可以实现对海底或江底淤泥表面沉降进行自动监测的目的，并且监测精度高、监测错误率低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种海底淤泥面的沉降监测系统及沉降监测方法


[0001]本专利技术涉及海底（或江底）淤泥表面沉降监测设备以及方法，特别是涉及一种近海（江边）堆填工程中，海底（江底）淤泥表面沉降监测的设备。

技术介绍

[0002]围海造陆、港口码头、人工岛屿建设时，在堆积物抛填、加载的过程中，都需要对海底淤泥面进行沉降监测，以反映海底的真实情况。目前，海底淤泥沉降监测主要采取埋设沉降管及磁环的人工监测，此方法监测时耗时费力，不便实现自动化监测。此外，部分项目采用液压式静力水准仪进行海底淤泥面监测，此方法监测精度较低，其传感器与基准储液罐之间的尼龙导液管易受洋流行成抖动，对测量结果造成较大误差。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对以上问题，提出了一种海底淤泥面的沉降监测系统及沉降监测方法，可解决各围海造陆、港口码头、人工岛屿建设时，在抛填、堆载过程中，海底淤泥面无法自动化采集、或监测数据精度不高的问题。
[0004]本专利技术的技术方案为：所述沉降监测系统包括多个测点，所述测点包括不锈钢储液罐2以及高精度浮子式液位传感器3，所述高精度浮子式液位传感器3安装在不锈钢储液罐2上，用于采集不锈钢储液罐2中液体的液位；所有测点中的不锈钢储液罐保持连通，并且所有测点不锈钢储液罐中的气压相等；所述沉降监测系统还包括基准点桩4，所述基准点桩4固定设置在海底中；所述测点分为基准测点和预设测点，所述基准测点还包括用于放置不锈钢储液罐2的基准托盘6，所述基准托盘6与基准点桩4固定相连；所述预设测点还包括用于放置不锈钢储液罐2的不锈钢沉降板1，所述不锈钢沉降板1布置在选定的沉降监测点上。
[0005]相邻测点中的不锈钢储液罐的底部通过导液管7保持连通，并且相邻测点中的不锈钢储液罐的顶部通过导气管保持气压平衡。
[0006]所述导液管、导气管穿设于高压波纹保护管9中。
[0007]所述测点之外还设有罩在不锈钢储液罐2之外的不锈钢保护罩8。
[0008]所述沉降监测系统还包括固定连接在基准点桩4顶端的还设有自动化数据采集器11与太阳能供电系统12，通过自动化数据采集器11采集所有高精度浮子式液位传感器3的读数，并进行计算；通过太阳能供电系统12给自动化数据采集器11以及所有高精度浮子式液位传感器3供电。
[0009]所述基准桩点4包括多根首尾相接的不锈钢管以及多个从上到下直径逐渐变小的锚板，所述不锈钢管的两端开设有内螺纹，相邻不锈钢管之间通过内螺纹连接件固定相连，多根不锈钢管首尾相接形成长杆，多个锚板均固定连接在长杆的底端。
[0010]按以下步骤进行监测：S1、布置预设测点；
S1.1、在选定的沉降监测点上，布设不锈钢沉降板1；S1.2、在不锈钢沉降板1上安装不锈钢储液罐2；S1.3、在不锈钢储液罐2上安装高精度浮子式液位传感器3；S1.4、经过步骤S1.1
‑
S1.3完成一个预设测点的布置后，在下一个选定的沉降监测点上重复步骤S1.1
‑
S1.3，直至完成所有预设测点的布置；S2、布置基准测点；S2.1、选取多根不锈钢管，各不锈钢管依次串连，形成长杆；S2.2、在长杆的最底部，安装多块从上到下直径逐渐变小的锚板5；S2.3、在海底或江底钻孔，并将长杆以及锚板5桩在海底或江底的淤泥中，形成基准点桩4，并具有更大的锚固力；S2.4、将基准点托盘6紧固在基准点桩4上；S2.5、在基准点托盘6上，也同样安置不锈钢储液罐2以及高精度浮子式液位传感器3，组成基准测点；S3、将预设测点与基准测点，用不锈钢保护罩8保护起来；S4、先通过导气管使得所有预设测点以及基准测点中的不锈钢储液罐的顶部保持连通，再通过导液管7使得所有预设测点以及基准测点中的不锈钢储液罐的底部保持连通；向整个系统注入适量的防冻液；S5、开始沉降监测；由于各储液罐内的气压相等，一旦某一预设测点所在的位置发生沉降，则所有预设测点以及基准测点中，各个高精度浮子式液位传感器的读数将发生变化，计算所有高精度浮子式液位传感器读数的相对变化量，即可精确得出各个预设测点所在的位置的沉降量。
[0011]本专利技术的有益效果为：本专利技术可以实现对海底或江底淤泥表面沉降进行自动监测的目的，并且监测精度高、监测错误率低，可有效消除水管抖动、气压变化、液体蒸发等造成的测量精度误差，实现了高精度自动化监测。
附图说明
[0012]图1是本案的结构示意图；图中1是不锈钢沉降板，2是不锈钢储液罐，3是高精度浮子式液位传感器，4是基准点桩，5是锚板，6是基准托盘，7是导液管，8是不锈钢保护罩，9是高压波纹保护管，10是传感器电缆，11是自动化数据采集器，12是太阳能供电系统。
具体实施方式
[0013]为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。
[0014]本专利技术如图1所示，所述沉降监测系统包括多个测点，所述测点包括不锈钢储液罐2以及高精度浮子式液位传感器3，所述高精度浮子式液位传感器3安装在不锈钢储液罐2上，用于采集不锈钢储液罐2中液体的液位；所有测点中的不锈钢储液罐保持连通，并且所有测点不锈钢储液罐中的气压相等；
所述沉降监测系统还包括基准点桩4，所述基准点桩4固定设置在海底中；所述测点分为基准测点和预设测点，所述基准测点还包括用于放置不锈钢储液罐2的基准托盘6，所述基准托盘6与基准点桩4固定相连；所述预设测点还包括用于放置不锈钢储液罐2的不锈钢沉降板1，所述不锈钢沉降板1布置在选定的沉降监测点上。
[0015]各沉降监测点处预设测点中的储液罐与基准测点中的储液罐底部用内径较粗的导液管依次串连，使各储液罐之间形成连通器，导液管穿在高压波纹保护管内部；各沉降监测点储液罐与基准点储液罐顶部，用导气管串连，用于平衡各储液罐内的气压，导气管也穿在同一个高压波纹保护管内部；系统需要注入导压液体，才能正常工作，注液时，通过其中一个储液罐，给整个沉降监测系统注入防冻液，使系统液位到达基准点储液罐的80%为宜。
[0016]这样，由于所有测点中的不锈钢储液罐保持连通，并且所有测点不锈钢储液罐中的气压相等；因此，当沉降监测点发生沉降时，各预设测点中储液罐与基准测点中储液罐的液位均将发生变化，通过计算相对变化量，从而精确得出监测点的沉降量。由于整个系统为连通器原理，因此整个各储液罐内部的液面高度保持一致，导液管的振动、液体的蒸发或增加对各储液罐液位的相对变化量并没有改变，因此可以消除水管抖动、液体蒸发或增加带来的误差。
[0017]实际使用时，可将测点布置在海底的堆填层中，并将测点中的不锈钢沉降板布置在海床上，以保证对沉降的监测效果。不锈钢沉降板通过内六角螺丝与不锈钢储液罐连接紧固；高精度液位传感器通过螺纹安装在不锈钢储液罐顶部，并在连接部位，用氟橡胶O型圈密封。
[0018]各储液罐底部安装不锈钢三通，储液罐的三通，一端连接自身储液罐，另外两端，通过导液管与前后相邻的两个储液罐的三通串连；最端部两个储液罐的三通，用不锈钢堵头，各密封一个通口。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海底淤泥面的沉降监测系统，其特征在于，所述沉降监测系统包括多个测点，所述测点包括不锈钢储液罐（2）以及高精度浮子式液位传感器（3），所述高精度浮子式液位传感器（3）安装在不锈钢储液罐（2）上，用于采集不锈钢储液罐（2）中液体的液位；所有测点中的不锈钢储液罐保持连通，并且所有测点不锈钢储液罐中的气压相等；所述沉降监测系统还包括基准点桩（4），所述基准点桩（4）固定设置在海底中；所述测点分为基准测点和预设测点，所述基准测点还包括用于放置不锈钢储液罐（2）的基准托盘（6），所述基准托盘（6）与基准点桩（4）固定相连；所述预设测点还包括用于放置不锈钢储液罐（2）的不锈钢沉降板（1），所述不锈钢沉降板（1）布置在选定的沉降监测点上。2.根据权利要求1所述的一种海底淤泥面的沉降监测系统，其特征在于，相邻测点中的不锈钢储液罐的底部通过导液管（7）保持连通，并且相邻测点中的不锈钢储液罐的顶部通过导气管保持气压平衡。3.根据权利要求2所述的一种海底淤泥面的沉降监测系统，其特征在于，所述导液管、导气管穿设于高压波纹保护管（9）中。4.根据权利要求1所述的一种海底淤泥面的沉降监测系统，其特征在于，所述测点之外还设有罩在不锈钢储液罐（2）之外的不锈钢保护罩（8）。5.根据权利要求1所述的一种海底淤泥面的沉降监测系统，其特征在于，所述沉降监测系统还包括固定连接在基准点桩（4）顶端的还设有自动化数据采集器（11）与太阳能供电系统（12），通过自动化数据采集器（11）采集所有高精度浮子式液位传感器（3）的读数，并进行计算；通过太阳能供电系统（12）给自动化数据采集器（11）以及所有高精度浮子式液位传感器（3）供电。6.根据权利要求1所述的一种海底淤泥面的沉降监测系统，其特征在于，所述基准桩点（4）包括多根首尾相接的不锈钢管以及多个从上到下直径逐渐变小的锚板...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖广超，赖文辉，郑伟文，蓝育柱，陈俊英，况联飞，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：