一种适用于城市地铁工程的地下水位监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种适用于城市地铁工程的地下水位监测系统，包括地下水位管，地下水位管的底部管口与地铁工程的地下水相连通，地下水位管外侧布设有若干个钢钎，所有钢钎顶部固定安装有水平钢板，水平钢板位于地下水位管的顶部管口正上方，水平钢板底部固定设有激光测距仪；水平钢板上安装有太阳能板、蓄电池和数据采集仪，蓄电池与太阳能板电连接，激光测距仪、数据采集仪分别与蓄电池电连接，数据采集仪与激光测距仪电通信连接；地下水位管管内的水位上悬浮设有与激光测距仪的镜头端面相对应的反光膜。本实用新型专利技术不仅实现了地下水位的高精度监测，而且实现了地下水位监测结果的无线传输，其具有结构简单、成本较低、可操作性强等优点。

Underground water level monitoring system suitable for urban subway project

The utility model discloses a monitoring system of underground water for city subway engineering, including underground water pipe, the bottom opening and the subway underground water pipe is communicated with the underground water, underground water pipe is laid with a plurality of steel, all steel top is fixedly provided with a horizontal plate, a horizontal plate above the top nozzle located underground the water pipe, a horizontal plate is fixed at the bottom of a laser rangefinder; a horizontal plate is installed on the solar panel, battery and data acquisition instrument, battery connected with the solar panels, laser rangefinder, data acquisition instrument and the battery is electrically connected, data acquisition instrument and laser range finder in electrical communication connection pipe of underground water level; the water level on the suspension is provided with reflecting film lens surface and the corresponding laser rangefinder. The utility model not only realizes the high-precision monitoring of the groundwater level, but also realizes the wireless transmission of the monitoring result of the groundwater level. The utility model has the advantages of simple structure, low cost, strong operability, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种适用于城市地铁工程的地下水位监测系统
本技术涉及城市地铁工程
，尤其涉及一种适用于城市地铁工程的地下水位监测系统。
技术介绍
随着城市地铁工程建设的不断发展，地铁车站基坑也逐步向大深度、大面积方向发展，基坑周边环境更加复杂，而且随着基坑深度的不断增大，其面临的地下水的威胁也越来越严重。据不完全统计，地铁车站基坑施工事故中，75％是由地下水的影响而引发的。由此可见，地下水位监测对城市地铁工程的意义非常重大。目前，传统的地铁工程地下水位监测主要采用钢尺水位计，配合水准测量，以确定地下水位高程。在实际监测过程中，其需要人工下放钢尺、记录数据等，需要投入大量的人力，导致监测效率较低，且极易受恶劣气候(雨、雪、大风、严寒等)的影响；其次，利用钢尺水位计监测地下水位时，需要将较长的钢尺伸入地下水位管中，极易产生弯曲、缠绕，其监测精度较低，误差通常达到1cm以上。可以说，传统的地下水位监测手段存在诸多问题，已严重制约着我国地铁工程施工监测技术的发展，亟需进一步优化。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本技术的目的在于提供一种适用于城市地铁工程的地下水位监测系统，本技术不仅实现了地下水位的高精度监测，而且实现了地下水位监测结果的无线传输，其具有结构简单、成本较低、可操作性强等优点。本技术的目的通过下述技术方案实现：一种适用于城市地铁工程的地下水位监测系统，包括地下水位管，地下水位管的底部管口与地铁工程的地下水相连通，所述地下水位管外侧布设有若干个钢钎，所有钢钎顶部固定安装有水平钢板，所述水平钢板位于地下水位管的顶部管口正上方，所述水平钢板底部固定设有激光测距仪，所述激光测距仪的镜头端面与地下水位管的顶部管口位置相对应；所述水平钢板上安装有太阳能板、蓄电池和数据采集仪，所述蓄电池与太阳能板电连接，所述激光测距仪、数据采集仪分别与蓄电池电连接，所述数据采集仪与激光测距仪电通信连接；所述地下水位管管内的水位上悬浮设有与激光测距仪的镜头端面相对应的反光膜。为了更好地实现本技术，本地下水位监测系统还包括与数据采集仪电通信连接的GPRS信号发射器，所述GPRS信号发射器与蓄电池电连接，所述GPRS信号发射器安装于水平钢板上。进一步的技术方案是：本地下水位监测系统还包括与GPRS信号发射器电通信连接的信号控制器，所述信号控制器与蓄电池电连接，所述信号控制器分别与激光测距仪、数据采集仪电通信连接，所述信号控制器安装于水平钢板上。作为优选，所述蓄电池布设于水平钢板的右上方，所述信号控制器、数据采集仪上下重叠布设在水平钢板左上方，所述太阳能板布置于信号控制器、蓄电池上方。为了提高激光测距仪测距精度，所述激光测距仪的镜头端面所在的水平面与所述地下水位管的顶部管口所在的水平面相同；所述激光测距仪的测量范围为5～30m，激光测距仪的测量精度为1mm。作为优选，所述反光膜的厚度小于1mm，反光膜由玻璃微珠与PVC材质相结合的反光材料制造而成。作为优选，所述钢钎的数量至少为四个，所有钢钎均匀布设于地下水位管外侧。作为优选，所述激光测距仪的镜头端面位于地下水位管的顶部管口中心位置。本技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)本技术的激光测距仪的镜头端面所在的水平面与地下水位管的顶部管口所在的水平面相同，为激光测距仪提供了一个基准测量面；在地下水位管管内的水位上悬浮设有反光膜，反光膜所在平面为地下水位面，激光测距仪测量出镜头端面到反光膜之间的距离即可得出地下水位。(2)本技术的太阳能板利用太阳能发热产生电能，太阳能板为激光测距仪、数据采集仪、GPRS信号发射器、信号控制器提供所需的电能，不需要再布设电源线，使用的能源清洁环保。(3)本技术的数据采集仪实时采集激光测距仪所监测到的地下水位数据，便于及时查询；同时，数据采集仪能够通过GPRS信号发射器将地下水位数据实时无线传输至监测中心，便于远距离查询；监测中心可以通过无线网络向信号控制器发出指令，通过信号控制器向数据采集仪、激光测距仪发出开机或关机信号，便于监测中心随时打开或关闭地下水位监测工作。(4)本技术不仅实现了地下水位的高精度监测，而且实现了地下水位监测结果的无线传输，其具有结构简单、成本较低、可操作性强等优点。附图说明图1为本技术的结构示意图。其中，附图中的附图标记所对应的名称为：1－地下水位管，2－钢钎，3－水平钢板，4－激光测距仪，41－镜头端面，5－蓄电池，6－太阳能板，7－数据采集仪，8－信号控制器，9－GPRS信号发射器，10－反光膜。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明：实施例如图1所示，一种适用于城市地铁工程的地下水位监测系统，包括地下水位管1，地下水位管1的底部管口与地铁工程的地下水相连通，实际使用时，在城市地铁工程从地面延伸至地铁地下水中设置地下水位管1，由于地下水位管1与地铁工程的地下水相连通，那么监测地下水位管1中水位，即可得出地铁工程的地下水的水位。地下水位管1外侧布设有若干个钢钎2，所有钢钎2顶部位于同一水平面上，所有钢钎2顶部固定安装有水平钢板3，水平钢板3所在的水平面与水平面平行。如图1所示，本技术优选钢钎2的数量至少为四个，所有钢钎2均匀布设于地下水位管1外侧，即所有钢钎2均匀布设于地下水位管1的管口四周。如图1所示，水平钢板3位于地下水位管1的顶部管口正上方，水平钢板3底部固定设有激光测距仪4，激光测距仪4的镜头端面41与地下水位管1的顶部管口位置相对应；激光测距仪4的镜头端面41位于地下水位管1的顶部管口中心位置，即激光测距仪4的镜头端面41的中心轴线与地下水位管1的中心轴线重合，激光测距仪4的镜头端面41通过激光垂直测量地下水位管1的顶部管口距离反光膜10(反光膜10所处在位置即为地下水的水平面)之间的高度。水平钢板3上安装有太阳能板6、蓄电池5和数据采集仪7，蓄电池5与太阳能板6电连接，太阳能板6利用太阳能产生电能并将电能传输至蓄电池5中进行储存，蓄电池5储存太阳能板6所产生的电能。激光测距仪4、数据采集仪7分别与蓄电池5电连接，蓄电池5为激光测距仪4、数据采集仪7提供所需的电能，数据采集仪7与激光测距仪4电通信连接，激光测距仪4监测地铁工程的地下水高度值并将所监测到的高度值实时传输至数据采集仪7中，数据采集仪7储存该高度值并便于人们随时查看。地下水位管1管内的水位上悬浮设有与激光测距仪4的镜头端面41相对应的反光膜10，该反光膜10用于垂直反射激光测距仪4所发射的激光，该反光膜10所在平面与镜头端面41所在平面相互平行。本技术的工作原理如下：使用时，在城市地铁工程从地面延伸至地铁地下水中设置地下水位管1，由于地下水位管1与地铁工程的地下水相连通，那么监测地下水位管1中水位，即可得出地铁工程的地下水的水位。在地下水位管1外侧布设有所有钢钎2，所有钢钎2顶部固定安装有水平钢板3，然后将激光测距仪4、蓄电池5、太阳能板6、数据采集仪7对应安装。由于激光测距仪4的的镜头端面41与地下水位管1的顶部管口位置相对应(即激光测距仪4的的镜头端面41所在平面与地下水位管1的顶部管口所在平面位于同一平面)，地下水位管1管内的水位上悬浮设有反光膜10，反光膜10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于城市地铁工程的地下水位监测系统，包括地下水位管（1），地下水位管（1）的底部管口与地铁工程的地下水相连通，其特征在于：所述地下水位管（1）外侧布设有若干个钢钎（2），所有钢钎（2）顶部固定安装有水平钢板（3），所述水平钢板（3）位于地下水位管（1）的顶部管口正上方，所述水平钢板（3）底部固定设有激光测距仪（4），所述激光测距仪（4）的镜头端面（41）与地下水位管（1）的顶部管口位置相对应；所述水平钢板（3）上安装有太阳能板（6）、蓄电池（5）和数据采集仪（7），所述蓄电池（5）与太阳能板（6）电连接，所述激光测距仪（4）、数据采集仪（7）分别与蓄电池（5）电连接，所述数据采集仪（7）与激光测距仪（4）电通信连接；所述地下水位管（1）管内的水位上悬浮设有与激光测距仪（4）的镜头端面（41）相对应的反光膜（10）。

【技术特征摘要】
1.一种适用于城市地铁工程的地下水位监测系统，包括地下水位管（1），地下水位管（1）的底部管口与地铁工程的地下水相连通，其特征在于：所述地下水位管（1）外侧布设有若干个钢钎（2），所有钢钎（2）顶部固定安装有水平钢板（3），所述水平钢板（3）位于地下水位管（1）的顶部管口正上方，所述水平钢板（3）底部固定设有激光测距仪（4），所述激光测距仪（4）的镜头端面（41）与地下水位管（1）的顶部管口位置相对应；所述水平钢板（3）上安装有太阳能板（6）、蓄电池（5）和数据采集仪（7），所述蓄电池（5）与太阳能板（6）电连接，所述激光测距仪（4）、数据采集仪（7）分别与蓄电池（5）电连接，所述数据采集仪（7）与激光测距仪（4）电通信连接；所述地下水位管（1）管内的水位上悬浮设有与激光测距仪（4）的镜头端面（41）相对应的反光膜（10）。2.按照权利要求1所述的一种适用于城市地铁工程的地下水位监测系统，其特征在于：还包括与数据采集仪（7）电通信连接的GPRS信号发射器（9），所述GPRS信号发射器（9）与蓄电池（5）电连接，所述GPRS信号发射器（9）安装于水平钢板（3）上。3.按照权利要求2所述的一种适用于城市地铁工程的地下水位监测系统，其特征在于：还包括与GPRS信号发射器（9）电通信连接的信号控制器（8...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛晓辉，张军，姚广，高一杰，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，山西交科公路勘察设计院，
类型：新型
国别省市：山西,14