[發明專利]道路塌陷無線監測裝置、及其系統

在審

• 申請號: 202010147456.6
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN113362586A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 高順喜;楊峰;王喜超;唐健清;曹育兵;何鐵
• 申請（專利權）人: 上海航鼎電子科技發展有限公司
• 主分類號: G08C17/04
• 分類號: G08C17/04;G08B25/10
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 倪靜

本申請提供的一種道路塌陷無線監測裝置、及其系統，安裝于道路表體內部，包括：無線監測主體，包括：處理器、通信模塊、供電單元；所述無線檢測主體內設有開口向下的檢測孔，檢測孔內設置有磁阻傳感器；各磁阻傳感器電性連接所述處理器；設置于無線監測主體下方的磁棒、及檢測棒；磁棒的上端插入所述檢測孔內；下端連接埋設于土體的檢測棒，以在當檢測棒由土體變化產生位移時帶動磁棒在檢測孔內相對各磁阻傳感器產生位移，進而使磁阻傳感器產生電信號。本申請能夠實時監測道路下部土體因空洞或側向位移而造成的道路塌陷，能結合位移程度對外發送不同等級的預警；本裝置設備簡易、功耗低，安裝后可連續長時間工作，并且便于管理和監測。

技術領域

本申請涉及的道路塌陷監測技術領域，特別是涉及一種道路塌陷無線監測裝置、及其系統。

背景技術

道路塌陷是道路在自然或人為因素作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑(洞)的一種地質現象。城市道路塌陷在增加了交通事故和人員傷亡風險的同時，還會造成附近建筑物地基下沉、房屋開裂、地下管道破損、城市洪澇及風暴潮災害加劇等問題。

在城市快速擴張的背景下，道路塌陷事故呈多發、頻發態勢，因路面塌陷造成重大人員傷亡和損失案例時有發生。道路塌陷原因是很復雜的，根據目前的統計與分析，路面塌陷事故原因能歸納于以下幾點：

1、自然因素：在一定的地質條件和天氣狀況下，當地面下的松散沉積物孔隙處于飽和狀態，砂礫石間的摩擦力有所減小，道路就容易塌陷；現有統計表明，雨季發生的道路塌陷事故，在事故總數中占41％。

2、人為作用和人為誘發自然作用：道路塌陷事故的重要原因；經對全國多次道路塌陷案例進行分析，人為因素占到了有關事故總數的60％以上。

具體分析道路坍塌的人為因素包括：

①道路負載過重：原設計荷載已經不能滿足現在的交通荷載實際情況，造成路面承載力不足，容易形成路面塌陷；

②地下管線老化破裂、滲水、泄漏：長期對土基的沖刷，導致地基土體流失，從而造成地陷；

③地下水大量開采：會造成很多地下水缺失引起的巖層空隙來不及補充，引起了地層結構破壞，削弱了地基的抗壓承重能力，從而形成路面塌陷；

④工程施工失當：地鐵等大型地下建筑的修建，能極大利用地下空間；在降低地上路面壓力的同時也能破壞公路地基，降低路面抗壓能力，反而加快了路面塌陷；同樣大量高層建筑的動工也導致了相鄰土體疏松、管道與管道之間壓力變大、甚至導致地下土層移位或者較大變形，土體受到的擠壓增大到一定的程度可能就引起了路面塌陷。

雖然天氣異常變化、地質結構變化等“天災”是城市道路塌陷形成因素，但道路坍塌防治工作具有復雜性、艱巨性和長期性。隨著城市化進程的加快，如何在開發利用地下空間的同時，做好道路管護才是道路坍塌防治的重點。

對道路塌陷的監測，國內外目前均是依賴人工檢測。通常在道路坍塌前，路面結構下部會出現土體空洞；或者在道路發生側向發生滑移時，如果路面支撐力不足，就會導致路面塌陷；現有的技術手段主要采用預先探測道路下方隱伏的空洞隱患為主；通過空洞探測，實現預防和預警，并采取措施除險。為達到及時發現土體空洞的目的，需要長期和定期對城市重點路段、災害多發路段進行多批次、周期性、預防性普查和探測，才能使災害的發生、發展處于受控狀態。

現階段對城市道路地下空洞的勘探方法較多，如雷達探測法、高密度電阻率法、瞬態面波法、微動勘探法、地震映像法以及瞬變電磁法等；其中探地雷達具有現場實施方便、抗外部環境干擾、作業快速便捷、相對探測效率高和成本低等特點，已在多個城市運用。

但是人工地面檢測方法存在一些缺點，包括：

(1)沒有實時性，更難以全面同時檢查；

(2)作業效率低，技術應用門檻高、難度高，需專業人員進行處理；