一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置的制作方法

本技术涉及岩土工程监测设备，具体是一种适用于吹填土、淤泥质海相软土地基的长期沉降监测装置。

背景技术：

1、填海造地工程是沿海地区拓展土地资源的重要手段，其海相软土地基的长期沉降监测对于工程安全评估至关重要。我国填海区软土地基因其高含水量、低强度特性，在荷载作用下易发生显著沉降，导致地面开裂、结构物倾斜甚至倒塌。因此，开发更加稳定和精确的深层沉降监测装置，以实时获取填海区软土地基的沉降数据，并对地基稳定性进行准确分析，显得尤为迫切。

2、目前，本领域技术人员主要依赖磁环式分层沉降仪或静力水准仪进行监测，但现有设备在海洋环境中的适应性较差，易受波浪扰动、生物附着及电化学腐蚀影响，导致测量精度下降甚至设备损坏。此外，传统装置难以适应填海区土体的持续固结变形，常因抗弯刚度不足导致管体偏移或锚固连接失效进而导致数据中断。建立高精度、高稳定性的深层沉降监测系统困难重重，尤其是在动态海洋环境下，如何确保长期可靠的数据采集成为技术瓶颈。

技术实现思路

1、本实用新型旨在克服现有技术中的至少一种缺陷，提供一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，通过变径管体结构、液压锚固组件及多模态传感技术，提高填海区软土地基沉降监测的可靠性和精确性，解决海相软土地基沉降监测中抗干扰能力差、长期稳定性不足、数据采集精度低的问题。

2、本实用新型采取的技术方案是，提供一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，包括：

3、垂直放置的测量管体，外壁设有等间距排列的环形磁环槽，所述环形磁环槽内嵌有永磁体；

4、外防护组件，包覆所述测量管体；

5、锚固组件，固定连接于所述测量管体的底部；

6、内传感导管，置于所述测量管体内，顶部设有用于传送数据的快插接口，底部连接所述测量管体或锚固组件，外壁设有光纤传感器。

7、本方案通过外防护组件减少波浪扰动，避免生物附着及电化学腐蚀影响；在测量管体和内传感导管集成了分布式光纤传感与磁环定位双测量系统，实现双系统冗余测量，保证了测量精度；还将内传感导管独立于测量管体成为可更换模块，便于装置维护；利用锚固组件确保装置在未固结填土中的稳定性，从而综合解决了海相软土地基中沉降检测装置抗干扰能力差、长期稳定性不足、数据采集精度低的问题。

8、为了增强抗冲击性能，进一步地，所述外防护组件包括从上到下依次连接的水面区、过渡区和埋设区，所述过渡区从上到下直径逐渐变小。这种三级变径设计能有效分散波浪荷载对监测装置的影响。

9、进一步地，所述水面区为不锈钢护套，所述不锈钢护套的外表面设有导流槽。用于降低波浪冲击力。

10、为了分散和传导应力，进一步地，所述过渡区包括外侧的蜂窝铝板防护套和内侧的多孔钛合金网，所述蜂窝铝板防护套焊接所述多孔钛合金网，所述多孔钛合金网与所述测量管体的外壁粘接。所述蜂窝铝板防护套直接与外部土体、海水接触，作为主要抗冲击层承担机械防护功能；所述多孔钛合金网与所述测量管体的外壁通过高强度环氧树脂结构胶永久性粘接，从而形成一个整体的力学传递单元，确保土体变形能够完整传递至内部传感器。外部冲击荷载首先由蜂窝铝板防护套吸收和分散，剩余应力通过激光焊点传递至多孔钛合金网；钛合金网将应力均匀化后传递至测量管体，最终由管体将应变传递至内部传感导管中的传感器；钛合金网还能提供阴极保护，避免海水腐蚀外层的铝板和内层的测量管体。

11、为了避免生物附着，进一步地，所述多孔钛合金网表面设有电解防污系统。用于降低海水生物附着率，从而保持表面清洁。

12、为了适应填土固结变形，进一步地，所述埋设区为波纹管伸缩节。允许一定范围的伸缩量，能够补偿土体压缩变形。

13、为了便于维护，进一步地，所述内传感导管底部与所述锚固组件通过自对准导向结构配合连接。采用配合连接，既保证内传感导管姿态稳定，又便于通过顶部吊装的方式更换内传感导管，不影响外层防护结构，降低维护难度。

14、进一步地，所述光纤传感器螺旋缠绕在所述内传感导管外壁，螺距1000±50mm。

15、进一步地，所述内传感导管的外壁设有容纳所述光纤传感器的光纤定位槽。作为铺设光纤传感器的定位参考，保证精确铺设。

16、为了减少偏移，进一步地，所述锚固组件包括多支锚爪，还包括液压驱动单元，用于推动锚爪展开。用于提供抗拔力，以避免填海区土体初期不稳定所造成的管体偏移问题。

17、为了提高数据传输可靠性，进一步地，所述模块化深层沉降监测装置的顶部集成lora和北斗双模传输终端，内置超级电容保障台风期供电。

18、与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

19、本实用新型提供的一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，解决了填海区沉降监测的可靠性和精确性问题。采用三级变径管体结构和导流槽设计，有效分散波浪荷载，提高装置在动态海洋环境中的稳定性。通过液压锚固组件和伸缩节设计，确保装置在未固结填土中的长期稳定工作。利用蜂窝铝板防护套与frp复合管体的嵌套设计，形成高效的力学传导路径，将土体变形准确传递至内部传感系统，并提升装置的抗冲击和耐腐蚀性能。采用固定主体加可更换传感导管设计，既保证了测量基础的结构整体性和准确性，又通过模块化设计实现了核心传感器件的快速更换与维护，大幅降低全生命周期成本。集成分布式光纤传感与磁环定位双测量系统，实现高精度监测，同时确保数据采集的可靠性。通过智能化的数据采集终端，支持远程实时数据传输和异常报警，显著提升监测效率。该装置为填海造地工程提供了可靠的沉降监测解决方案，为工程安全评估和风险预警提供了重要数据支撑，具有显著的社会经济效益。

1.一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，其特征在于，所述外防护组件包括从上到下依次连接的水面区、过渡区和埋设区，所述过渡区从上到下直径逐渐变小。

3.根据权利要求2所述的一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，其特征在于，所述水面区为不锈钢护套，所述不锈钢护套的外表面设有导流槽。

4.根据权利要求2所述的一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，其特征在于，所述过渡区包括外侧的蜂窝铝板防护套和内侧的多孔钛合金网，所述蜂窝铝板防护套焊接所述多孔钛合金网，所述多孔钛合金网与所述测量管体的外壁粘接。

5.根据权利要求4所述的一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，其特征在于，所述多孔钛合金网表面设有电解防污系统。

6.根据权利要求2所述的一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，其特征在于，所述埋设区为波纹管伸缩节。

7.根据权利要求1~6任一项所述的一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，其特征在于，所述内传感导管底部与所述锚固组件通过自对准导向结构配合连接。

8.根据权利要求1~6任一项所述的一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，其特征在于，所述光纤传感器螺旋缠绕在所述内传感导管外壁，螺距1000±50mm。

9.根据权利要求8所述的一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，其特征在于，所述内传感导管的外壁设有容纳所述光纤传感器的光纤定位槽。

10.根据权利要求1~6任一项所述的一种用于填海造地工程的模块化深层沉降监测装置，其特征在于，所述锚固组件包括多支锚爪，还包括液压驱动单元，用于推动锚爪展开。