分体式静液压差沉降监测系统及其安装方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于岩土工程沉降测量领域，涉及海上建/构筑物地基基础的沉降测量， 尤其是一种分体式静液压差沉降监测系统及其安装方法。
【背景技术】
[0002] 开敞水域海上构筑物基础如独立抛石堤，一般均位于软土海床上，在施工作业期 间随堤身加载影响存在沉降，且一般沉降量均较大。为实时掌握沉降变形量，需要进行沉降 监测。海上监测工作受自然环境的影响，监测作业往往需要借助船舶进行，极端恶劣天气无 法保证监测数据的连续性。
[0003] 通过检索，发现如下两篇公开的专利文献：
[0004] 1、可替换海堤沉降监测装置（CN203274737U)，包括护套管和沉降测量组件，所述 的护套管内套装所述的沉降测量组件；所述沉降测量组件包括基准点、监测点和用以充满 传压媒介的传压管路，所述传压管路上分布所述基准点和监测点，所述基准点安装基准压 力传感器，所述监测点安装监测压力传感器，所述基准压力传感器、监测压力传感器均与用 以根据监测点与基准点之间的压力差值换算出两点之间的高程差的沉降测量模块连接。
[0005] 对比文件1为一体式，本申请为分体式，一体式相对于分体式而言测量范围受到 限制，不适合沉降量较大的软土海层。
[0006] 2、一种地基深层沉降监测方法（CN102288157A)，采用液位静压监测方法，所述的 液位静压监测方法采用一个安装有压力传感器及二次仪表的容器，固定在不受地基沉降影 响的地面上作为测压基准容器，且其中的压力传感器的感压面的高度高于任何一个埋入式 沉降仪的高度；所述的埋入式沉降仪由壳体、三通、压力传感器、二次仪表电路及串行总线 电路构成，埋入式沉降仪通过电气串行总线与其它埋入式沉降仪及地面测控系统电气相 连，测控系统记录各个监测点的压力值，经过换算即可得出地基沉降值，再经曲线拟合，得 到地基剖面沉降轮廓。
[0007] 本申请为一条高压管路采用无线传输方式；对比文件2为两条管路、分别为电气 串行总线和液体管路，连接繁杂，采用有线传输，不适于海上恶劣的环境。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种运行稳定可靠，安装使用 便捷的分体式静液压差沉降监测系统及其安装方法。
[0009] 本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
[0010] 一种分体式静液压差沉降监测系统，包括上储液罐、下储液罐、高压连接管、注液 罐、液位变送器及无线数据采集器，下储液罐、上储液罐及注液罐依次通过高压连接管连 接，在下储液罐及上储液罐内均安装有液位变送器的探头，所述液位变送器的电缆穿入高 压连接管，电缆的头部封装在注液罐内，使用时与无线数据采集器连接。
[0011] 而且，所述的上储液罐及下储液罐均包括上法兰、下法兰、密封筒、立柱及定位套， 在上法兰与下法兰之间安装密封筒，在上法兰的底面固装立柱的一端，该立柱的另一端径 向固装定位套，在定位套内套装液位变送器的探头，液位变送器的电缆从上法兰穿出进入 高压连接管，在下储液罐的下法兰制有一排气孔。
[0012] 而且，所述的液位变送器为静压液位变送器。
[0013] 而且，所述的高压连接管为柔性高压连接管。
[0014] 一种分体式静液压差沉降监测系统的安装方法，步骤如下：
[0015] ⑴组装监测系统；
[0016] ⑵排气：组装完成以后将尚压连接官展开，向注液罐注水，下储液罐的排气孔打 开，并将上储液罐提升40-lOOcm的高度，在注水过程中，晃动高压管，排出高压管内的空 气，注水过程中，对各储液罐与高压连接管连接的地方进行密封性检查，注水30分钟以上；
[0017] ⑶液面调试：待排气完成以后，用液位变送器读数仪进行液面测读调试，首先单独 测试两个液位变送器的液面高度，用水准仪进行高度校核，再分别提升或者降低两个储液 罐的高度，观测读数仪的读数变化是否与高度变化一致，对两个液位变送器的变送单元进 行防水接头密封，并对注液罐进行加盖密封，在注液罐密封之前，将注液罐内注满水；
[0018] ⑷调整液面高度：将液面高度调至1. 5m以下；
[0019] (5)埋设钢管粧：埋设钢管粧，钢管粧漏出泥面1. 5-2. 0m ;
[0020] (6)安装储液罐：通过RTK定位，首先安装下储液罐，再安装上储液罐，安装两个 仪器罐的过程中，使高压管的富余量位于护肩石与钢管粧之间，给下储液罐的沉降预留 出沉降量，上储液罐通过潜水员在水下贴泥面靠钢管粧安装平放，并将高压连接管每隔 0. 5-1. 0m沿着泥面以上的钢管粧进行绑扎固定；
[0021] (7)固定高压连接管：上储液罐与下储液罐之间的高压连接管采用"U"形卡扣插入 泥面以下进行固定，卡扣沿高压管间距〇. 5-1. 0m进行固定；
[0022] ⑶数据采集：待仪器埋设完成以后再次对液面高度进行复核，确保液面的高度要 低于外露钢管粧的高度，进行初始数据的采集。
[0023] 本发明的优点和积极效果是：
[0024] 1、本发明监测点和基准点的高差测量是在一个独立于外部环境的封闭系统中进 行的，不受外部潮汐和温度变化的影响，适用性强。
[0025] 2、本发明每次测量的液面高程值均为单次实时值，高程差为沉降值，封闭系统内 的静液面可根据需要进行调整。
[0026] 3、本发明监测仪器埋设于监测体内部或水下，易于保护，能保证监测数据连续、可 与巨〇
[0027] 4、本发明高压连接管能抗内外压力作用，具备一定拉伸强度，既可保证液位变送 器导线不受破坏，也可承受不同恶劣环境的侵蚀作用。
[0028] 5、本发明在不改动现有系统的前提下仅通过串联或并联增加下储液罐数量，可以 实现监测断面的多点沉降监测需求。
[0029] 6、本发明制作和安装成本低，适用于大范围工程应用，无线采集器能极大提高监 测工作的效率，保证监测数据的实时和准确。该系统便于安装，且运行稳定可靠，真正实现 了对受地域和环境限制的工程的远程监测，并实现数据的集中处理、分析和预警报告，具有 很好的工程适应性和市场前景。
【附图说明】
[0030] 图1为本监测系统的连接示意图；
[0031] 图2为下储液罐结构示意图；
[0032] 图3为本监测系统的工作原理图；
[0033] 图4为本监测系统的安装示意图；
[0034] 图5为某防波堤U1+600断面沉降观测点随时间变化曲线图。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性 的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0036] 一种分体式静液压差沉降监测系统，如图1所示，包括上储液罐3、下储液罐1、高 压连接管2、注液罐7及无线数据采集器8,下储液罐、上储液罐及注液罐依次通过高压连接 管连接，在下储液罐及上储液罐内均安装有静压液位变送器的探头4,所述静压液位变送器 的电缆5穿入柔性高压连接管，电缆的头部通过防水橡胶帽6密封后封装在注液罐内，需要 读数时，打开贮液罐，将橡胶帽拔掉，使电缆与无线数据采集器连接即可。
[0037] 所述的上储液罐及下储液罐的结构相似，如图2所示，均包括上法兰9、下法兰12、 密封筒11、立柱13及定位套10,在上法兰与下法兰之间安装密封筒，在上法兰的底面固装 立柱的一端，该立柱的另一端径向固装定位套，在定位套内套装液位变送器的探头，液位变 送器的电缆从上法兰穿出进入高压连接管。
[0038] 本监测系统的工作原理如图3所示：下储液罐安装在A点（监测点），上储液罐安 装在B点（基准点），注液罐悬浮在液面上，无线数据采集器安装在液面上，下储液罐、上储 液罐、注液罐及高压连接管组成一个封闭的储液系统，在该系统中注满液体，上储液罐安装 在远离A点（监测点）的地方，保证不受A点处沉降影响，B点作为沉降监测的基准点，其 初始高程可通过给定控制点确定，记为H B。上储液罐及下储液罐内的静压液位变送器