本發(fā)明涉及基坑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，具體涉及一種基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、地連墻作為地下結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)地下結(jié)構(gòu)的安全。地連墻出現(xiàn)滲漏會導(dǎo)致地下水進(jìn)入基坑或地下室，造成積水、浸泡等問題，不僅影響施工進(jìn)度，還可能引發(fā)水害事故。通過滲漏監(jiān)測，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)滲漏點(diǎn)并采取有效措施進(jìn)行封堵，防止水害事故的發(fā)生，從而保障地下結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

2、當(dāng)前，滲漏檢測技術(shù)主要包括壓力測試、紅外線檢測、瞬變電磁與直流電場聯(lián)合滲漏檢測、電阻率檢測等。盡管有多種檢測技術(shù)可供選擇，但每種技術(shù)都有其局限性，如檢測成本、技術(shù)要求、施工影響等。目前，現(xiàn)有的滲漏檢測技術(shù)主要適用于水電站、大壩等設(shè)施的滲漏檢測，檢測成本高昂，技術(shù)要求高，還沒有出現(xiàn)能夠高精度檢測地下連續(xù)墻滲漏的設(shè)備和專業(yè)技術(shù)。

3、光纖傳感技術(shù)在尺寸、成本、壽命、分辨率、抗電磁干擾能力和抗惡劣工況能力等方面具有諸多優(yōu)勢，在各類結(jié)構(gòu)監(jiān)測領(lǐng)域被廣泛使用?；诠饫w傳感技術(shù)可以通過感知水流經(jīng)滲漏通道產(chǎn)生的聲音信號識別并定位滲漏，但是該方法容易因?yàn)闈B漏產(chǎn)生的聲音信號過小導(dǎo)致漏監(jiān)，無法精確感知。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置及方法，適用于基坑地連墻的滲漏探測。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

3、一種基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置，包括振動傳感光纜和振源制造設(shè)備，所述振動傳感光纜和振源制造設(shè)備關(guān)于地連墻施工接縫處對稱設(shè)置，所述振源制造設(shè)備設(shè)置在地連墻迎土面，所述振動傳感光纜設(shè)置在地連墻背土面。

4、進(jìn)一步的，所述振動傳感光纜選用金屬基索狀分布式應(yīng)變光纜，使用扎帶綁扎固定在鋼筋籠上。

5、進(jìn)一步的，所述振源制造設(shè)備包括振動鋼管和振動馬達(dá)，所述振動馬達(dá)設(shè)置于振動鋼管內(nèi)，用于激發(fā)振源。

6、進(jìn)一步的，所述振動鋼管底部封堵并點(diǎn)焊在先施工地連墻接縫處的h型鋼的內(nèi)側(cè)，所述振動鋼管內(nèi)部填滿水。

7、本發(fā)明還公開了一種基于主動振源的地連墻滲漏探測方法，采用如上所述的一種基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置進(jìn)行滲漏探測，包括以下步驟：

8、步驟一，對基坑地連墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行滲漏探測工作區(qū)的選取；

9、步驟二，布置基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置；

10、步驟三，進(jìn)行地連墻滲漏探測工作。

11、進(jìn)一步的，步驟一中，滲漏探測工作區(qū)的選取原則為：選取相鄰地連墻施工接縫處作為滲漏探測工作區(qū)。

12、進(jìn)一步的，步驟二中，布置基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置的步驟包括：

13、1)振動傳感光纜選用金屬基索狀分布式應(yīng)變光纜，使用扎帶綁扎固定在鋼筋籠上；

14、2)將振動鋼管底部用堵頭封堵好后，將振動鋼管點(diǎn)焊在先施工地連墻接縫處的h型鋼的內(nèi)側(cè)，將振動鋼管內(nèi)部填滿水，將振動馬達(dá)下放至振動鋼管內(nèi)，從而完成振源制造設(shè)備的裝配；

15、3)將振動傳感光纜和振源制造設(shè)備關(guān)于地連墻施工接縫處對稱設(shè)置，振源制造設(shè)備設(shè)置在地連墻迎土面，振動傳感光纜設(shè)置在地連墻背土面；

16、步驟1)與步驟2)無先后順序。

17、進(jìn)一步的，步驟三中，進(jìn)行地連墻滲漏探測工作的步驟包括：

18、開啟振動馬達(dá)激發(fā)振源，通過滲漏區(qū)水體聯(lián)通傳播振動信號，識別并定位滲漏。

19、進(jìn)一步的，通過光纖解調(diào)儀向設(shè)置在地連墻背土面接縫處的振動傳感光纜內(nèi)的光纖注入窄相干激光脈沖，當(dāng)?shù)剡B墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象時(shí)，會對振動傳感光纜產(chǎn)生擾動作用，相應(yīng)位置的光纖折射率及長度會發(fā)生改變，使得相應(yīng)位置的光相位強(qiáng)度發(fā)生變化，通過與光纖相連的光纖解調(diào)儀解調(diào)沿光纖的光相位的振幅得到振動強(qiáng)度信息，即可識別地連墻結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

20、進(jìn)一步的，通過光纖解調(diào)儀對接收到的光相位差信號基于式(1)進(jìn)行時(shí)域分析即可識別地連墻滲漏點(diǎn)的位置：

21、

22、式中，l為滲漏點(diǎn)距離光纖末端的距離，c為光的傳播速度，n為光纖的有效折射率，τd為光來回經(jīng)過滲漏點(diǎn)所需的時(shí)間。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

24、本發(fā)明公開了一種基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置及方法，適用于基坑地連墻的滲漏探測，通過開啟振動馬達(dá)激發(fā)振源，通過滲漏區(qū)水體聯(lián)通傳播振動信號，識別并定位滲漏，能夠?qū)Φ剡B墻的滲漏點(diǎn)進(jìn)行判斷，可以有效改善因滲漏產(chǎn)生的聲音信號微弱導(dǎo)致無法精確感知的問題，提高了地連墻滲漏探測的精確性，檢測方法簡單，檢測成本低廉，適合進(jìn)行工業(yè)化推廣使用。

技術(shù)特征：

1.一種基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置，其特征在于，包括振動傳感光纜和振源制造設(shè)備，所述振動傳感光纜和振源制造設(shè)備關(guān)于地連墻施工接縫處對稱設(shè)置，所述振源制造設(shè)備設(shè)置在地連墻迎土面，所述振動傳感光纜設(shè)置在地連墻背土面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置，其特征在于，所述振動傳感光纜選用金屬基索狀分布式應(yīng)變光纜，使用扎帶綁扎固定在鋼筋籠上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置，其特征在于，所述振源制造設(shè)備包括振動鋼管和振動馬達(dá)，所述振動馬達(dá)設(shè)置于振動鋼管內(nèi)，用于激發(fā)振源。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置，其特征在于，所述振動鋼管底部封堵并點(diǎn)焊在先施工地連墻接縫處的h型鋼的內(nèi)側(cè)，所述振動鋼管內(nèi)部填滿水。

5.一種基于主動振源的地連墻滲漏探測方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-4任一所述的一種基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置進(jìn)行滲漏探測，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于主動振源的地連墻滲漏探測方法，其特征在于，步驟一中，滲漏探測工作區(qū)的選取原則為：選取相鄰地連墻施工接縫處作為滲漏探測工作區(qū)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于主動振源的地連墻滲漏探測方法，其特征在于，步驟二中，布置基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置的步驟包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于主動振源的地連墻滲漏探測方法，其特征在于，步驟三中，進(jìn)行地連墻滲漏探測工作的步驟包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于主動振源的地連墻滲漏探測方法，其特征在于，通過光纖解調(diào)儀向設(shè)置在地連墻背土面接縫處的振動傳感光纜內(nèi)的光纖注入窄相干激光脈沖，當(dāng)?shù)剡B墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象時(shí)，會對振動傳感光纜產(chǎn)生擾動作用，相應(yīng)位置的光纖折射率及長度會發(fā)生改變，使得相應(yīng)位置的光相位強(qiáng)度發(fā)生變化，通過與光纖相連的光纖解調(diào)儀解調(diào)沿光纖的光相位的振幅得到振動強(qiáng)度信息，即可識別地連墻結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于主動振源的地連墻滲漏探測方法，其特征在于，通過光纖解調(diào)儀對接收到的光相位差信號基于式(1)進(jìn)行時(shí)域分析即可識別地連墻滲漏點(diǎn)的位置：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置及方法，該方法包括以下步驟：步驟一，對基坑地連墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行滲漏探測工作區(qū)的選取；步驟二，布置基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置；步驟三，進(jìn)行地連墻滲漏探測工作。本發(fā)明提供的基于主動振源的地連墻滲漏探測裝置及方法，適用于基坑地連墻的滲漏探測，通過開啟振動馬達(dá)激發(fā)振源，通過滲漏區(qū)水體聯(lián)通傳播振動信號，識別并定位滲漏，能夠?qū)Φ剡B墻的滲漏點(diǎn)進(jìn)行判斷，可以有效改善因滲漏產(chǎn)生的聲音信號微弱導(dǎo)致無法精確感知的問題，提高了地連墻滲漏探測的精確性，檢測方法簡單，檢測成本低廉，適合進(jìn)行工業(yè)化推廣使用。

技術(shù)研發(fā)人員：王社江,王飛,陳明銀,桂林,劉建國,張亞勇,張勁峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州軌道交通科技創(chuàng)新研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2