УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСАДКИ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ
DEVICE FOR DETERMINATION OF GROUND SURFACE SUBSIDENCE

Изобретение относится к области гидрогеологии и инженерной геологии и может быть использовано при оценке деформации поверхности земли в результате интенсивной эксплуатации грунтовых вод.
Известно устройство, содержащее измерительную тягу, пропущенную через трубу, один конец которой прикреплен к блоку и датчику, а другой к реперу (патент № 2013544, опубликован 30.05.1994 г., МПК Е21С 39/00).
Однако известное устройство имеет спиральную пружину, не позволяющую определить вертикальное смещение грунта и произвести точную оценку его проседания в рыхлых водовмещающих породах.
Наиболее близким техническим решением является устройство, для определения оседания поверхности земли, которое содержит плотномер, металлическую трубу, бетонное основание и балку, с помощью которой фиксируется вертикальное смещение поверхности (Плотников Н.И. «Эксплуатационная разведка подземных вод», Москва, «Недра», 1979 г., с.63).
В устройстве-прототипе имеются следующие недостатки:
- усложненная конструкция за счет цилиндрического вала, соединенного с датчиком и обсадной фильтровой колонной скважины;
- в условиях рыхлых грунтов снижается качественная оценка просадки грунтов. Технический результат - упрощение конструкции, повышение точности определения просадки грунта.
Техническое решение заключается в том, что устройство для определения просадки поверхности земли, включающее наблюдательную скважину, обсадную трубу и датчик, отличающееся тем, что оно снабжено конвертором, гибким тросом, мерным шкивом с профилированной канавкой, глубинным анкером, установленным в необсаженной части наблюдательной скважины, а датчик выполнен в виде преобразователя, при этом мерный шкив установлен на двух опорах с возможностью свободного вращения, гибкий трос уложен в профилированной канавке мерного шкива в два оборота и одним концом жестко закреплен на глубинном анкере в забое скважины, а другим через мерный шкив соединен с противовесом, ось мерного шкива имеет жесткую связь с преобразователем, который прикреплен к третьей опоре и соединен с конвертором для передачи цифрового кода в центр мониторинга.
Величина постоянного натяжения гибкой тяги зависит от диаметра троса. Рекомендуются следующие веса груза (кг): 3, 5, 8, 12, 20 при диаметре троса (мм): 0,5; 0,8; 1,0; 1,4; 2,0 соответственно. Такая конструкция гибкой тяги обеспечивает непрерывное слежение за реверсивным изменением высоты измерителя, установленного на оголовке скважины.
Полученные данные по просадке поверхности передаются в информационный конвертор, адаптирующий цифровой код преобразователя.
На фиг.1 изображено устройство, состоящее из: 1 - наблюдательной скважины; 2 - оголовка; 3 - кожуха; 4 - конвертора; 5 - преобразователя; 6 - мерного шкива; 7 - груза; 8 -обсадной трубы; 9 - троса и 10 - анкера.
Устройство работает следующим образом. При просадке грунта в результате интенсивной эксплуатации грунтовых вод происходит проседание поверхности земли и, соответственно, вертикальное перемещение обсадной трубы (8), на которой крепится оголовок (1). При этом под воздействием противовеса (груза-7) проворачивается мерный шкив (6), который свободно вращается на двух опорах. К третьей опоре прикреплен преобразователь (5) «угол поворота - цифровой код», ось которого жестко связана с осью мерного ролика с пружиной муфты. В качестве преобразователя может быть использован абсолютный шифратор FVS 58 фирмы Pepperli+Fuchs (Германия). Диаметр мерного шкива может быть определен из выражения Д=256/π мм, в этом случае один градус угла поворота равен одному миллиметру длины окружности мерного ролика. Для более жесткого сцепления троса с роликом его наружная поверхность должна иметь профильную канавку с накатанной насечкой. В эту канавку в два оборота укладывается трос (9). Информационный конвертор (4), адаптируя цифровой код преобразователя (5) в цифровой вид единого формата всех типов датчиков локальной сети с помощью модема передает в центр мониторинга информацию по телефонному или радио каналу. Кожух (3) с резиновой прокладкой, герметизирующий внутренний объем датчика, предохраняет его от попадания влаги и пыли.
Таким образом, данное устройство позволяет в условиях эксплуатации водоносного горизонта грунтовых вод в рыхлых отложениях определить наиболее точно просадку поверхности земли на водозаборных участках, расположенных в черте города и предупредить надвигающуюся катастрофу.