[發(fā)明專利]快速檢測塌陷孔洞的系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710466759.2
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107526118A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方銀碩;李洪珍;孫正述;柳東佑;廉炳又;鄭承元;鄭炳炷;李在欽;李仁煥;崔元奎
• 申請（專利權(quán)）人: 韓國地質(zhì)資源研究院
• 主分類號: G01V15/00
• 分類號: G01V15/00;G01V9/00;G01V3/00;G06K17/00
• 代理公司: 北京華夏博通專利事務(wù)所(普通合伙)11264
• 代理人: 劉俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種快速檢測塌陷孔洞的系統(tǒng)及方法。更具體地，本發(fā)明涉 及一種快速檢測塌陷孔洞的系統(tǒng)及方法，其中標(biāo)簽被埋設(shè)在路面下的地層上， 以便識別標(biāo)簽，并在路面上定期檢查標(biāo)簽狀態(tài)的變化，從而能快速和精確檢 測地下孔穴。

背景技術(shù)

當(dāng)受到一特定原因而在道路下方形成地下孔穴，且原因持續(xù)發(fā)生時，地 下孔穴因為額外的地層流失與崩塌而變大且向上擴張。由于地下孔穴，地層 無法支撐施加在道路表面的車輪負(fù)荷。因此，路面遭受結(jié)構(gòu)的損害。如果持 續(xù)這樣的車輪負(fù)荷，路面將最終被破壞，導(dǎo)致道路下陷。除非突然產(chǎn)生大的 地下孔穴，否則從地下孔穴的初始階段到道路下陷需要相當(dāng)長的時間。因此， 如果這樣的地下孔穴能使用特定的技術(shù)被檢測出來，可事先采取合適的措施 以預(yù)防道路下陷。在此，由于地鐵施工場地或大規(guī)模隧道施工現(xiàn)場的不足的 施工管理，而主要地形成大規(guī)模的地下孔穴。在這情形下，如果路面墊層塌 陷幾乎同時大規(guī)模伴隨頂部(roof)的塌陷，即使路面具有一定的剛性也無法支 撐自身的重量或車輪負(fù)荷。一典型的范例是發(fā)生在2012年仁川地鐵2號線的 施工場地的道路下陷。

除了大規(guī)模隧道施工現(xiàn)場的天花板塌陷外，有幾個因素可能促成在路面 下方形成地下孔穴。由于這些因素，位在路面下的路床/地基的地層顆粒重新 排列，導(dǎo)致路面的一部份無法具有承載能力。如果在路面下地層顆粒的移動 與地層流失可通過特定測量系統(tǒng)來感測，那么可事先檢測所形成的地下孔穴 的區(qū)域。然而，通常在路面下埋設(shè)已知的傳感器具有傳感器成本和管理成本 高的缺點。通常已知的傳感器，從傳統(tǒng)的傳感器，例如位移計(displacement meters)與地壓力計(earth pressure meters)至新技術(shù)傳感器，例如MEMS、光纖、 與溫度傳感器，價格昂貴。此外，由于這樣的傳感器必須通過電線連接到測 量儀器，在路面下不容易密集地安裝與維護(hù)這些傳感器。因此，非破壞性評 估路面下的情形的技術(shù)引起注意，而且其典型的范例是GPR(透地雷達(dá))。在 美國與歐洲，已完整應(yīng)用3D GPR技術(shù)，并且在日本，有專門的公司具有用 于檢測地下孔穴的車輛安裝設(shè)備。然而，GPR量測具有量測設(shè)備的價格昂貴 與數(shù)據(jù)判讀過程需要專門知識的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一方面是提供一種快速檢測塌陷孔洞的系統(tǒng)及方法，其中標(biāo)簽 被埋設(shè)在路面下的地層上，以便識別標(biāo)簽，并在路面上定期檢查標(biāo)簽狀態(tài)的 變化，從而能快速和精確檢測地下孔穴。

本發(fā)明的另一方面是提供一種快速檢測塌陷孔洞的系統(tǒng)及方法，其中可 以以較低的初始施工成本，在目標(biāo)路面下半永久地檢測一地下孔穴，并且由 于簡易的量測與判讀過程可以在無專業(yè)人力下操作。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種快速檢測塌陷孔洞的系統(tǒng)包括：一標(biāo)簽， 埋設(shè)在鋪設(shè)于路面下的地層上；一傳感單元，識別該標(biāo)簽；一量測單元， 基于由該傳感單元識別的信息量測一塌陷孔洞；一輸送單元，在路面上移動 該傳感單元與該量測單元；以及一服務(wù)器，將該標(biāo)簽的位置信息提供至該量 測單元，其中該量測單元從該服務(wù)器接收該傳感單元無法識別的該標(biāo)簽的位 置信息，并且將埋設(shè)有的無法識別標(biāo)簽的區(qū)域分類成一可疑的測塌陷孔洞區(qū) 域。

優(yōu)選地，該傳感單元包括一天線與一讀取機，用于啟動與該標(biāo)簽的無 線數(shù)據(jù)通信；該標(biāo)簽具有一唯一的標(biāo)簽ID；以及該服務(wù)器管理與該標(biāo)簽 ID對應(yīng)的位置信息，并將該信息提供至該量測單元。

優(yōu)選地，該標(biāo)簽包括多個標(biāo)簽，且所述多個標(biāo)簽以網(wǎng)格形式被埋設(shè)在路 面下。

優(yōu)選地，所述標(biāo)簽的每一個為一被動式標(biāo)簽且具有用于通信的一天線， 以及一存儲器，用于在條形殼體內(nèi)存儲標(biāo)簽ID，并且該殼體是防水的。

優(yōu)選地，該標(biāo)志的該殼體具有50mm至100mm的長度。

優(yōu)選地，該路面是瀝青或混凝土路面，并且該標(biāo)簽被埋設(shè)在支撐該路面 的一底層與一地基或該地基頂部上之間的邊界處。

優(yōu)選地，該路面是瀝青或混凝土路面，并且該標(biāo)簽被埋設(shè)在深度在55cm 至65cm的該路面下方處。

優(yōu)選地，該傳感單元的該天線具有可調(diào)整的高度。

優(yōu)選地，該傳感單元的該天線具有可調(diào)整的輸出。

優(yōu)選地，該傳感單元的該天線包括至少兩個天線，設(shè)置在該輸送單元的 不同位置處，并且該些天線在高度或輸出上被設(shè)成不同。

優(yōu)選地，該讀取機從該標(biāo)簽提供指示返回的信號的幅度的一RSSI值， 并且該量測單元將該RSSI值與該標(biāo)簽埋設(shè)時測量的RSSI值比較，以檢測 該標(biāo)簽的狀態(tài)與態(tài)勢的變化，來檢查地層變形。