埋置于泥石流沟床松散堆积体中。钻孔深度H根据 沟道松散堆积体的厚度IOm确定，以确保监测粧在泥石流冲击下的稳定性，钻孔深度控制 在12m~15m之间。成孔后，将微型钢管粧插入钻孔内，并灌注M30水泥砂浆，注浆压力不 小于0. 3Mpa，埋置于沟床内的钢管制作成花管，压力注浆后可在钢管外层形成有效的保护 层，防止钢管锈蚀。微型钢管粧微型钢管出露地面长度200mm~500mm，顶部通过法兰盘与 上部分构件联接。
[0071] 图1-2是图1-1的局部放大图（示接触式泥石流运动参数监测装置上部结构）。 柱状监测粧1上部区域布置参数监测传感器，参数监测传感器分别通过必要的信号传输线 路与信号采集装置2联接。
[0072] 监测传感器包括超声波泥位传感器31、冲击力传感器32、加速度传感器33。柱状 监测粧1上部区域由上至下依次布置超声波泥位传感器31与冲击力传感器32。
[0073] 超声波泥位传感器31距离泥石流沟道底床地面高度为h = I. 5m+D = 4. 5m。超 声波泥位传感器31下方自下向上布置下位冲击力传感器321、中位冲击力传感器322、上位 冲击力传感器323,分别距离泥石流沟道底床地面高度为Iiptvhph1= 0. 5m、h 2= 1.0 m+h 1 =L 5m、h3= 2. Om+h ^ 2. 5m〇
[0074] 柱状监测粧I采用管状件加工，上部中空区域内布置加速度传感器33。加速度传 2D 感器33距离泥石流沟道底床地面高度为y =2 m。柱状监测粧1 一般采用钢管件加工。
[0075] 本实施方式中，各传感器主要参数指标为冲击力传感器：三分量拉，压力传感器 3-Component Force Link 80臟\80臟\9〇111111，-601^~601^;加速度传感器：5(^~50(^ 之间可变的测量范围，最高13bit分辨率，固定的4mg/LSB灵敏度。超声波泥位计主要性能 参数如表1所示。
[0076] 表1超声波泥位计主要性能参数
[0077]
【主权项】
1. 一种接触式泥石流运动参数监测装置，包括柱状监测粧（I);柱状监测粧（1)通过其 下部区域固定在泥石流沟道底床中，柱状监测粧（1)上部区域布置参数监测传感器，参数 监测传感器分别通过必要的信号传输线路与信号采集装置（2)联接；其特征在于： 所述监测传感器包括超声波泥位传感器（31)、冲击力传感器（32)、加速度传感器 (33)； 所述超声波泥位传感器（31)布置在冲击力传感器（32)上方； 所述加速度传感器（33)布置在柱状监测粧（1)上部区域内部。
2. 根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述超声波泥位传感器（31)距离泥 石流沟道底床地面高度为h，h > D，D是泥石流沟道内最大泥深。
3. 根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于：h = I. 5m+D。
4. 根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述冲击力传感器（32)包括自下向 上布置的下位冲击力传感器（321)、中位冲击力传感器（322)、上位冲击力传感器（323)，分 别距离泥石流沟道底床地面高度为hphphyh i= 0· 5m~I. 0m、h2= 1.0 nrMiph3= 2. OnrMi1; h3< D，D是泥石流沟道内最大泥深。
5. 根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述加速度传感器（33)布置在距离 泥石流沟道底床地面高度为
位置处；D为泥石流沟道内最大泥深。
6. 根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述柱状监测粧（1)采用管状件加 工，上部中空区域内布置加速度传感器（33)。
7. -种利用权利要求1所述的监测装置实现的接触式泥石流运动参数监测系统，其特 征在于：包括接触式泥石流运动参数监测装置、上位控制中心（5); 所述接触式泥石流运动参数监测装置还包括与信号采集装置（2)联接的信号传输装 置（4);信号传输装置（4)与上位控制中心（5)通过无线信号通信； 所述接触式泥石流运动参数监测装置至少有二，布置在泥石流流通区沟道内，其布置 方法是如下二种方式之一： 二级布置方式，应用于泥石流沟道面积小于或等于5Km2或主沟长度小于或等于2Km的 泥石流沟道： 纵向布置：沿泥石流沟道方向布置二排接触式泥石流运动参数监测装置，各排间距 L1; 沿泥石流沟道横向布置： 当泥石流沟道平均宽度B < 50m，沿泥石流沟道中心线每排布置一接触式泥石流运动 参数监测装置，或 当泥石流沟道平均宽度B > 50m，沿泥石流沟道中心线每排等间距布置三接触式泥石 流运动参数监测装置；三级布置方式应用于泥石流沟道面积大于5Km2或主沟长度大于2Km 的泥石流沟道： 纵向布置：沿泥石流沟道方向布置三排接触式泥石流运动参数监测装置，各排间距L2; 横向布置： 当泥石流沟道平均宽度B < 50m，沿泥石流沟道中心线每排布置一接触式泥石流运动 参数监测装置，或 当泥石流沟道平均宽度B > 50m，沿泥石流沟道中心线每排等间距布置三接触式泥石 流运动参数监测装置。
8. 根据权利要求7所述的监测系统，其特征在于！L1= 50m~100m，L2= 50m~100m。
9. 根据权利要求7或8所述的监测系统，其特征在于：所述接触式泥石流运动参数 监测装置的超声波泥位传感器（31)距离泥石流沟道底床地面高度为h，h= 1.5m+D，D是 泥石流沟道内最大泥深；所述冲击力传感器（32)包括自下向上布置的下位冲击力传感器 (321)、中位冲击力传感器（322)、上位冲击力传感器（323)，分别距离泥石流沟道底部地面 高度为 h、h2、h3, Ii1= 0· 5m ~I. 0m、h 2= 1.0 m+h i、h3= 2. Om+h i，h3< D ;所述加速度传感 9 η 器（33)布置在距离泥石流沟道底部地面高度为位置处。
10. -种利用权利要求8所述的接触式泥石流运动参数监测系统实现的泥石流预警方 法，由上位控制中心（5)根据接触式泥石流运动参数监测装置实时传输数据的分析结果发 出泥石流预警信号，具体依照如下二种方式之一实施： 二级布置方式实施二级预警，依照如下方式实施： 当第一排接触式泥石流运动参数监测装置传输数据分析结果满足预警判别条件任意 之三时发出黄色预警信号，当第二排接触式泥石流运动参数监测装置传输数据分析结果满 足预警判别条件任意之三时发出红色预警信号； 三级布置方式实施预警，依照如下方式实施： 当第一排接触式泥石流运动参数监测装置传输数据分析结果满足预警判别条件任意 之三时发出橙色预警信号，当第二排接触式泥石流运动参数监测装置传输数据分析结果满 足预警判别条件任意之三时发出黄色预警信号；当第三排接触式泥石流运动参数监测装置 传输数据分析结果满足预警判别条件任意之三时发出红色预警信号； 所述预警判别条件是：振动信号持续时间t多IOs或泥石流/山洪冲击力歹> 15Α>" 或泥石流泥深h彡0.5m或泥石流/山洪重度P彡15KN/m3或泥石流/山洪平均流速
所述振动信号持续时间t由加速度传感器（33)确定， 所述泥石流/山洪冲击力P由冲击力传感器（32)确定，是下位冲击力传感器（321)、中 位冲击力传感器（322)、上位冲击力传感器（323)监测信号的算术平均值， 所述泥石流泥深h由超声波泥位传感器（31)确定， 所述泥石流/山洪重度P依式1计算确定：
式中，P -泥石流/山洪重度，KN/m3 戸一泥石流/山洪冲击力，Kpa k一经验参数，根据现有技术在2. 0~5. 0间取值 μ 一泥石流/山洪平均流速，m/s，依式2计算确定 式中，L一沿泥石流沟道方向前后两排接触式泥石流运动参数监测装置的间距，m，
At-沿泥石流沟道方向前后两排监测点泥石流冲击的时间差，s，由冲击力传感器 (32)确定，是下位冲击力传感器（321)、中位冲击力传感器（322)、上位冲击力传感器（323) 监测信号的算术平均值。
【专利摘要】本发明公开了一种接触式泥石流运动参数监测装置。接触式泥石流运动参数监测装置包括柱状监测桩，柱状监测桩下部区域固定在泥石流沟道底床中，上部区域布置参数监测传感器，包括加速度传感器，超声波泥位传感器、冲击力传感器，超声波泥位传感器布置在冲击力传感器上方。本发明还提供一种利用上述监测装置实现的接触式泥石流运动参数监测系统。系统的上位控制中心与监测装置的信号传输装置通过无线信号通信，接触式泥石流运动参数监测装置可以以二级或三级方式布置在泥石流沟道中。本发明同时提供一种利用上述监测系统实现的泥石流多级预警方法。本产品能够综合性获取泥石流运动过程实时监测中的关键性动力参数。本方法能够提高预警准确率。
【IPC分类】G08B21-10
【公开号】CN104680721
【申请号】CN201510084442
【发明人】何思明
【申请人】成都瑞可峰科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月16日