一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统及方法，系统包括数据处理模块、数据采集模块和由电缆串联的检波器链，所述数据采集模块采集检波器的数据传输到处理模块，所述检波器链包括若干检波器，依次标记为0号、1号、2号、

【技术实现步骤摘要】
一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统及方法


[0001]本专利技术涉及基础微动勘探
，尤其是一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统及方法。

技术介绍

[0002]我国电力设施发展迅速，电力走廊也越来越紧张，输电线路的可选择性变得越来越少，在岩溶地区施工不可避免。溶洞会导致地基承载力和上拔力不满足要求，严重的会导致杆塔基础塌陷。因此需要在探明溶洞的类型、大小、形态和分布的基础上提出经济合理的溶洞地基处理方法方案。在以往的输电线路基础施工过程中对于岩溶发育区域常常采用避让原则，但是随着西部大开发的进行，输电线路不可避免的要经过岩溶区域。
[0003]以往的探测方法常常以直线或者矩形两种型式为主，这导致探测区域的地形地貌以及探测的效率等受到明显限制，本专利技术可以以任意形状的布置方式进行探测，更具实用性。现有的对于输电线路经过岩溶区域的工程较少，对于岩溶等复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查的相关研究和经验相对匮乏，从而难以制定相对应的解决方案，因此亟需形成一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查方法与系统。在岩溶地区修建输电线路工程已经不可避免,建立一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查方法与系统对复杂岩溶区输电线路的建设具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决了铁塔在岩溶地区施工放入研究与经验不足的问题，提出一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统及方法，针对的是复杂地表地区尤其是在西部大开发中输电线路途径复杂岩溶喀斯特地区的共层问题，在电力铁塔基础的建设上，形成一种成熟的复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查方法与系统。
[0005]为实现上述目的，提出以下技术方案：
[0006]一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统，包括数据处理模块、数据采集模块和由电缆串联的检波器链，所述数据采集模块采集检波器的数据传输到处理模块，所述检波器链包括若干检波器，依次标记为0号、1号、2号、
…
、 n号，所述0号检波器设置在待检区域的中心，其余检波器围绕0号检波器围成一个相对封闭区域，若干检波器形成任意形状的阵列，所述处理模块设有分组平均算法和空间自相关法，利用获得检波器的数据做频散分析，除0号检波器外，其余相邻检波器的距离相等。
[0007]本专利技术首先将在待检区域的中心处的检波器设置为0号检波器，剩余的检波器可以根据电力铁塔基础的样式不同以及复杂的地表环境做出相应的调整并用电缆使其围绕中心处0号检波器围成一个相对封闭区域；然后用测绳测量各检波器离中心处检波器的距离以及相邻检波器之间的距离并启动数据采集模块进行数据采集；最后，将收集到的数据通过分组平均法和空间自相关法进行频散分析，达到此专利技术目的。铁塔地质调查所处地表条件复杂，不具备布置实现常规空间自相关法分析的正三角形阵列的条件，本专利技术通过分
组平均算法，使空间自相关法适用于任意形状的阵列。
[0008]作为优选，所述检波器为采用固有频率4Hz的速度型垂直分量检波器。
[0009]作为优选，所述检波器的钢针垂直插入地下，可以保证检波器与大地密切耦合，提高精度。
[0010]作为优选，所述数据采集模块要求如下：低截频不大于2Hz、高截频不小于 100Hz、模数转换精度24bit，动态范围132dB以上，采样间隔不大于1ms，连续记录长度不小于1800Sec。
[0011]作为优选，所述检波器设有13个，1号检波器到12号检波器每2个相邻检波器之间的距离d1相等，0号检波器和1号检波器之间的距离d2大于距离d1。
[0012]一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查方法，适用于上述的一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统，包括以下步骤：
[0013]数据采集过程：
[0014]S1，以预定的铁塔中心为待检区域的中心，在中心处布置一个检波器，中心处检波器的编号为0号；
[0015]S2，然后根据现场地表条件，利用电缆将其余检波器围绕0号检波器围成一个相对封闭区域，拉紧任意两个检波器的电缆；
[0016]S3，测量并记录每一个检波器到0号检波器的距离；
[0017]S4，设置数据采集模块参数，采集间隔为1ms，记录长度为900
‑
1800Sec；
[0018]S5，启动检波器开始采集数据；
[0019]数据处理过程：
[0020]S6，计算任意两个检波器之间的距离；
[0021]S7，利用平均分组法，把计算得到的所有两点间的距离分成若干组，要求每一组内最大偏差，各个距离与平均距离之差不大于5％；
[0022]S8，计算空间自相关系数平均值，根据空间自相关法公式，用平均距离代替实际距离，用速度扫描法求解贝塞尔函数。
[0023]作为优选，所述S6具体包括以下步骤：
[0024]相邻两检波器间距Li,i+1为已知值，同时，i号检波器和0号检波器的距离Li(i＝1,2,3,
…
,N)为现场测量值，相邻两个检波器与0号检波器所成夹角αi也是现场测量值，因此，根据以下公式：
[0025](Li,i+1)2＝(Li)2+(Li+1)2
‑
2*Li*Li+1*Cos(αi)；
[0026]α＝αi+αi+1+αi+2+...+αj；
[0027](Li,j)2＝(Li)2+(Lj)2
‑
2*Li*Lj*Cos(α)；
[0028]计算任意两个检波器i号检波器和j号检波器之间的距离Li,j。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030]本专利技术是一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查方法与系统，它针对的是复杂地表地区尤其是在西部大开发中输电线路途径复杂岩溶喀斯特地区的共层问题，在电力铁塔基础的建设上，形成一种成熟的复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查方法与系统，从而对其进行有效有益的理论指导。
[0031]本专利技术采用非常规阵列空间自相关法做频散分析。通常利用微动勘探地下构造
时，把检波器布置成正三角形阵列，然后根据空间自相关法计算面波的频散曲线。但铁塔地质调查所处地表条件复杂，不具备布置正三角形阵列的条件，本专利技术通过分组平均等措施，使空间自相关法适用于任意形状的阵列。
附图说明
[0032]图1是实施例的任意形状检波器分布图。
具体实施方式
[0033]实施例：
[0034]本实施例提出一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统，包括数据处理模块、数据采集模块和由电缆串联的检波器链，所述数据采集模块采集检波器的数据传输到处理模块，所述检波器链包括13个检波器，依次标记为0 号、1号、2号、
…
、12号，所述0号检波器设置在待检区域的中心，其余检波器围绕0号检波器围成一个相对封闭区域，若干检波器形成任意形状的阵列，参考图1，所述处理模块设有分组平均算法和空间自相关法，利用获得检波器的数据做频散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统，其特征是，包括数据处理模块、数据采集模块和由电缆串联的检波器链，所述数据采集模块采集检波器的数据传输到处理模块，所述检波器链包括若干检波器，依次标记为0号、1号、2号、
…
、n号，所述0号检波器设置在待检区域的中心，其余检波器围绕0号检波器围成一个相对封闭区域，若干检波器形成任意形状的阵列，所述处理模块设有分组平均算法和空间自相关法，利用获得检波器的数据做频散分析，除0号检波器外，其余相邻检波器的距离相等。2.根据权利要求1所述的一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统，其特征是，所述检波器为采用固有频率4Hz的速度型垂直分量检波器。3.根据权利要求1或2所述的一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统，其特征是，所述检波器的钢针垂直插入地下。4.根据权利要求1所述的一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统，其特征是，所述数据采集模块要求如下：低截频不大于2Hz、高截频不小于100Hz、模数转换精度24bit，动态范围132dB以上，采样间隔不大于1ms，连续记录长度不小于1800Sec。5.根据权利要求1所述的一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统，其特征是，所述检波器设有13个，1号检波器到12号检波器每2个相邻检波器之间的距离d1相等，0号检波器和1号检波器之间的距离d2大于距离d1。6.一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查方法，适用于权利要求1所述的一种复杂地表条件下的电力铁塔基础快速调查系统，其特征是，包括以下步骤：数据采集过程：S1，以预定的铁塔中心为待检区域的中心，在中心处布置一个检波器，中心处检波器的编号为0号；S2，然后根据现场地表条件，利用电缆将其余检波器围绕0号检波器围成一个相对封闭区域，拉紧任意两个检波器的电缆；S3，测量并记录每一个检波器到0号检...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜正德，黄云龙，周行，王强强，王敏，余喆，毛文杰，艾鸿宇，刘亮，程来，童志明，郑振华，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司衢州供电公司，
类型：发明
国别省市：