CN114152291A - 一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，包括物料管、供气设备、供沙设备与供浆设备，物料管的一端位于地上，且该端设置有端盖，端盖上开设有与物料管连通的进气孔、进料孔，进气孔通过输气管与供气设备连通，输气管上设置有第一阀门，进料孔通过输料管分别与输沙管、输浆管的一端连通，输沙管、输浆管的另一端分别与供沙设备、供浆设备连通，输沙管上设置有第二阀门，输浆管上设置有第三阀门，物料管的另一端延伸至靠近土洞处，物料管两端的侧壁外表面及中间部位的侧壁外表面都设置有监测设备，监测设备用于监测其安装处的物料管内有无物料。本设计不仅提高了监测精确度，而且降低了施工难度、降低了施工成本。

Description

一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置及方法

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，尤其涉及一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置及方法，主要适用于提高监测准确度、降低施工成本与施工难度。

背景技术

我国三分之一的国土面积均为岩溶地质，而岩溶土洞是岩溶地质中常见的类型之一，极易引起土层塌陷。近些年，由于对电力的极大需求，我国的输电线路发展非常迅速。输电线路在选址时不可避免地位于岩溶发育区，而土洞的持续发育对输电杆塔基础的稳定性具有重大的隐患。作为高负荷电能输送的载体和国家经济建设与发展的命脉之一的重要生命线工程，输电线路的安全运行能力一直都备受社会各界的高度关注，其安全稳定运行关系到国家经济和人民生活，若不能实时监测和及时处理土洞，一旦发生故障或破坏都将造成巨大的经济损失，并引发各种次生灾害。

目前，传统的技术均是单独针对土洞填充和杆塔基础的稳定性监测。对于土洞填充，在杆塔建设前期，花费大量人力、物力勘探土洞位置，然后进行灌浆处理，工程量巨大，或者在杆塔运营期内，等土洞发育扩大威胁到杆塔的稳定性再进行土洞后处理。对于杆塔基础的稳定性监测，传统的方法是每隔一段时间技术人员实地测量杆塔沉降量，外界因素较多，监测结果误差较大。因此，如何将杆塔基础的稳定性与土洞填充有力结合起来对于岩溶区域杆塔的安全运行来讲非常重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的监测精确低、施工成本高、施工困难的缺陷与问题，提供一种监测精确度高、施工成本低、施工便利的岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置及方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，包括物料管、供气设备、供沙设备与供浆设备，所述物料管的一端位于地上，且该端设置有端盖，端盖上开设有与物料管连通的进气孔、进料孔，所述进气孔与输气管的一端连通，输气管的另一端与供气设备连通，输气管上设置有第一阀门，所述进料孔与输料管的一端连通，输料管的另一端通过三通接头分别与输沙管、输浆管的一端连通，输沙管、输浆管的另一端分别与供沙设备、供浆设备连通，输沙管上设置有第二阀门，输浆管上设置有第三阀门，所述物料管的另一端延伸至靠近土洞处，所述物料管两端的侧壁外表面及中间部位的侧壁外表面都设置有监测设备，所述监测设备用于监测其安装处的物料管内有无物料。

所述装置还包括控制器，所述控制器的信号输入端与监测设备的信号输出端连接，控制器的信号输出端分别与供气设备、供沙设备、供浆设备、第一阀门、第二阀门、第三阀门连接。

所述装置还包括钻孔保护管，所述钻孔保护管套设在物料管外，钻孔保护管的一端位于地上，钻孔保护管的另一端延伸至靠近土洞处。

所述钻孔保护管与受压杆塔相连接，所述受压杆塔包括主杆与底座，所述主杆为圆柱形结构，所述底座为圆台形结构，底座位于地下，底座的顶部与主杆的一端相连接，主杆的另一端延伸至地上，所述钻孔保护管包括竖直缸筒与倾斜缸筒，所述竖直缸筒的一端位于地上，竖直缸筒的另一端与位于地下的倾斜缸筒的一端连通，倾斜缸筒的另一端延伸至土洞处，所述竖直缸筒的外壁与主杆下部的外壁相连接，所述倾斜缸筒上部的外壁与底座的外壁相连接，所述物料管的形状与钻孔保护管的形状相匹配。

所述物料管包括竖直管与倾斜管，所述监测设备的数量为四组，第一组监测设备设置在竖直管位于地上一端的侧壁外表面上，第二组监测设备设置在竖直管与倾斜管的连接处的侧壁外表面上，第三组监测设备设置在倾斜管中部的侧壁外表面上，第四组监测设备设置在倾斜管靠近土洞一端的侧壁外表面上。

所述监测设备为微型监测摄像头，所述物料管的制造材料为无色透明的磨光玻璃。

所述磨光玻璃的厚度为4～6mm。

所述监测设备为红外感应组件，所述红外感应组件包括红外发射端与红外接收端，红外发射端、红外接收端对称设置在物料管的两侧壁外表面上。

所述供沙设备内的沙子18为0.125～0.25mm的细沙。

一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的方法，该方法应用于上述所述装置，所述方法包括以下步骤：

S1、开启监测设备，以使监测设备处于监测状态；打开第二阀门，启动供沙设备，将供沙设备内的沙子注入物料管内，当沙子注满物料管，物料管位于地上一端的监测设备监测到有沙子时，关闭供沙设备，关闭第二阀门；物料管位于地上一端的监测设备持续监测该端沙子的沙面位置，通过沙面位置是否变化来反映受压杆塔的稳定性；

S2、当岩溶发育区土洞发育到与物料管连通，物料管位于地上一端的监测设备监测到沙子的沙面位置下降时，监测设备开启报警模式；当有大量沙子流入土洞中，物料管中部的监测设备监测到无沙子时，打开第一阀门，启动供气设备，将供气设备内的高压空气注入物料管内，加速物料管内的沙子流入土洞中；当物料管靠近土洞一端的监测设备监测到物料管内无沙子时，关闭供气设备，关闭第一阀门；

S3、打开第三阀门，启动供浆设备，将供浆设备内的水泥浆注入物料管内，水泥浆通过物料管对土洞进行灌浆填充，当水泥浆注满物料管，物料管位于地上一端的监测设备监测到有水泥浆时，关闭供浆设备，关闭第三阀门。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置及方法中，将监测杆塔基础的稳定性转化为监测物料管内部沙子的稳定性，通过监测设备监测沙子的顶部位置是否发生沉降来反映，若沙子水平面下降，则监测设备开启报警模式，大大减小了外部因素对监测的影响，提高了监测准确度；同时，当土洞发育到一定的范围后，开始对杆塔稳定性产生影响，此时可以利用本设计装置对土洞进行灌浆填充，不需要二次开挖或者钻孔，施工便利，操作简单；另外，本设计装置起到了监测杆塔稳定性和及时填充土洞两个关键作用，与传统装置相比，可以将两者有力的结合起来，不仅减少了杆塔建设前期的人力、物力，而且在杆塔运营期也方便对杆塔稳定性进行监测和保护。因此，本发明不仅提高了监测精确度，而且降低了施工成本与施工难度。

2、本发明一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置及方法中，装置还包括控制器，控制器的信号输入端与监测设备的信号输出端连接，控制器的信号输出端分别与供气设备、供沙设备、供浆设备、第一阀门、第二阀门、第三阀门连接；上述设计不仅进一步提高了监测精确度，而且提高了装置的自动化程度。因此，本发明监测精确度高、自动化程度高。

3、本发明一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置及方法中，钻孔保护管套设在物料管外，受压杆塔包括主杆与底座，主杆为圆柱形结构，底座为圆台形结构，底座位于地下，底座的顶部与主杆的一端相连接，主杆的另一端延伸至地上，钻孔保护管包括竖直缸筒与倾斜缸筒，竖直缸筒的一端位于地上，竖直缸筒的另一端与位于地下的倾斜缸筒的一端连通，倾斜缸筒的另一端延伸至土洞处，竖直缸筒的外壁与主杆下部的外壁相连接，倾斜缸筒上部的外壁与底座的外壁相连接，物料管的形状与钻孔保护管的形状相匹配，上述设计不仅保证了物料管工作的可靠性，而且使得杆塔与本设计装置具有一致的稳定性；监测设备的数量为四组，第一组监测设备设置在竖直管位于地上一端的侧壁外表面上，第二组监测设备设置在竖直管与倾斜管的连接处的侧壁外表面上，第三组监测设备设置在倾斜管中部的侧壁外表面上，第四组监测设备设置在倾斜管靠近土洞一端的侧壁外表面上，采用多组监测设备，不仅提高了施工效率，而且提高了监测精确度、提高了土洞填充质量。因此，本发明可靠性高、施工效率高、监测精确度高、施工质量好。

4、本发明一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置及方法中，监测设备为微型监测摄像头，物料管的制造材料为无色透明的磨光玻璃；监测设备为红外感应组件，红外感应组件包括红外发射端与红外接收端，红外发射端、红外接收端对称设置在物料管的两侧壁外表面上；监测设备采用微型监测摄像头或者红外感应组件，都能准确监测到物料管内物料的位置。因此，本发明监测精确度高。

5、本发明一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置及方法中，0.125～0.25mm的细沙，具有更好的流动性，便于灵敏监测土洞发育情况，进一步提高监测准确度；水泥浆具有更好的流动性，能将土洞均匀填充，使得施工质量好。因此，本发明监测准确度高、施工质量好。

附图说明

图1是本发明岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置的结构示意图。

图2是图1沿A-A的剖视图。

图3是图1沿B-B的剖视图。

图4是本发明监测杆塔稳定性的结构示意图。

图5是本发明填充土洞的结构示意图。

图中：物料管1、供气设备2、供沙设备3、供浆设备4、端盖5、进气孔501、进料孔502、输气管6、第一阀门7、输料管8、输沙管9、输浆管10、第二阀门11、第三阀门12、土洞13、监测设备14、控制器15、钻孔保护管16、竖直缸筒161、倾斜缸筒162、受压杆塔17、主杆171、底座172、沙子18、水泥浆19、受拉杆塔20、土21、地下水位线22。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图5，一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，包括物料管1、供气设备2、供沙设备3与供浆设备4，所述物料管1的一端位于地上，且该端设置有端盖5，端盖5上开设有与物料管1连通的进气孔501、进料孔502，所述进气孔501与输气管6的一端连通，输气管6的另一端与供气设备2连通，输气管6上设置有第一阀门7，所述进料孔502与输料管8的一端连通，输料管8的另一端通过三通接头分别与输沙管9、输浆管10的一端连通，输沙管9、输浆管10的另一端分别与供沙设备3、供浆设备4连通，输沙管9上设置有第二阀门11，输浆管10上设置有第三阀门12，所述物料管1的另一端延伸至靠近土洞13处，所述物料管1两端的侧壁外表面及中间部位的侧壁外表面都设置有监测设备14，所述监测设备14用于监测其安装处的物料管1内有无物料。

所述装置还包括控制器15，所述控制器15的信号输入端与监测设备14的信号输出端连接，控制器15的信号输出端分别与供气设备2、供沙设备3、供浆设备4、第一阀门7、第二阀门11、第三阀门12连接。

所述装置还包括钻孔保护管16，所述钻孔保护管16套设在物料管1外，钻孔保护管16的一端位于地上，钻孔保护管16的另一端延伸至靠近土洞13处。

所述钻孔保护管16与受压杆塔17相连接，所述受压杆塔17包括主杆171与底座172，所述主杆171为圆柱形结构，所述底座172为圆台形结构，底座172位于地下，底座172的顶部与主杆171的一端相连接，主杆171的另一端延伸至地上，所述钻孔保护管16包括竖直缸筒161与倾斜缸筒162，所述竖直缸筒161的一端位于地上，竖直缸筒161的另一端与位于地下的倾斜缸筒162的一端连通，倾斜缸筒162的另一端延伸至土洞13处，所述竖直缸筒161的外壁与主杆171下部的外壁相连接，所述倾斜缸筒162上部的外壁与底座172的外壁相连接，所述物料管1的形状与钻孔保护管16的形状相匹配。

所述物料管1包括竖直管与倾斜管，所述监测设备14的数量为四组，第一组监测设备14设置在竖直管位于地上一端的侧壁外表面上，第二组监测设备14设置在竖直管与倾斜管的连接处的侧壁外表面上，第三组监测设备14设置在倾斜管中部的侧壁外表面上，第四组监测设备14设置在倾斜管靠近土洞13一端的侧壁外表面上。

所述监测设备14为微型监测摄像头，所述物料管1的制造材料为无色透明的磨光玻璃。

所述磨光玻璃的厚度为4～6mm。

所述监测设备14为红外感应组件，所述红外感应组件包括红外发射端与红外接收端，红外发射端、红外接收端对称设置在物料管1的两侧壁外表面上。

所述供沙设备3内的沙子18为0.125～0.25mm的细沙。

一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的方法，该方法应用于上述所述装置，所述方法包括以下步骤：

S1、开启监测设备14，以使监测设备14处于监测状态；打开第二阀门11，启动供沙设备3，将供沙设备3内的沙子18注入物料管1内，当沙子18注满物料管1，物料管1位于地上一端的监测设备14监测到有沙子18时，关闭供沙设备3，关闭第二阀门11；物料管1位于地上一端的监测设备14持续监测该端沙子18的沙面位置，通过沙面位置是否变化来反映受压杆塔17的稳定性；

S2、当岩溶发育区土洞13发育到与物料管1连通，物料管1位于地上一端的监测设备14监测到沙子18的沙面位置下降时，监测设备14开启报警模式；当有大量沙子18流入土洞13中，物料管1中部的监测设备14监测到无沙子18时，打开第一阀门7，启动供气设备2，将供气设备2内的高压空气注入物料管1内，加速物料管1内的沙子18流入土洞13中；当物料管1靠近土洞13一端的监测设备14监测到物料管1内无沙子18时，关闭供气设备2，关闭第一阀门7；

S3、打开第三阀门12，启动供浆设备4，将供浆设备4内的水泥浆19注入物料管1内，水泥浆19通过物料管1对土洞13进行灌浆填充，当水泥浆19注满物料管1，物料管1位于地上一端的监测设备14监测到有水泥浆19时，关闭供浆设备4，关闭第三阀门12。

本发明的原理说明如下：

物料管采用无色透明的磨光玻璃材料，磨光玻璃材料能够保证物料光滑滑动，摩擦力小，无色透明材料有利于通过监测设备观测物料管内物料的位置。监测设备是微型监测摄像头或红外感应组件，微型监测摄像头或红外感应组件能够精确清楚的监测到物料管内物料的位置，微型监测摄像头或红外感应组件发出警报或者将监测到的信号传递给控制器，提高了监测的精确度。

钻孔保护管依据受压杆塔基础样式制造，受压杆塔基础样式包括主杆与底座，钻孔保护管包括竖直缸筒与倾斜缸筒，竖直缸筒的侧壁与主杆侧壁紧靠，倾斜缸筒的侧壁与底座侧壁紧靠，最后将钻孔保护管和受压杆塔用混凝土浇筑为一体，使得受压杆塔和本设计装置具有一致的稳定性。

监测设备与控制器连接，监测设备监测到物料管中细沙下降，达到了监测杆塔稳定性的目的，监测设备将信号输送给控制器，进一步提高了监测精度。控制器与第一阀门连接，达到了控制供气设备的目的；控制器与第二阀门连接，达到了控制供沙设备的目的；控制器与第三阀门连接，达到了控制供浆设备和填充土洞的目的，控制器控制供气设备、供沙设备和供浆设备的开和关，提高了工作效率。

实施例1：

参见图1至图5，一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，包括物料管1、供气设备2、供沙设备3与供浆设备4，所述物料管1的一端位于地上，且该端设置有端盖5，端盖5上开设有与物料管1连通的进气孔501、进料孔502，所述进气孔501与输气管6的一端连通，输气管6的另一端与供气设备2连通，输气管6上设置有第一阀门7，所述进料孔502与输料管8的一端连通，输料管8的另一端通过三通接头分别与输沙管9、输浆管10的一端连通，输沙管9、输浆管10的另一端分别与供沙设备3、供浆设备4连通，输沙管9上设置有第二阀门11，输浆管10上设置有第三阀门12，所述物料管1的另一端延伸至靠近土洞13处，所述物料管1两端的侧壁外表面及中间部位的侧壁外表面都设置有监测设备14，所述监测设备14用于监测其安装处的物料管1内有无物料。

按上述方案，一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的方法，所述方法包括以下步骤：

S1、开启监测设备14，以使监测设备14处于监测状态；打开第二阀门11，启动供沙设备3，将供沙设备3内的沙子18注入物料管1内，当沙子18注满物料管1，物料管1位于地上一端的监测设备14监测到有沙子18时，关闭供沙设备3，关闭第二阀门11；物料管1位于地上一端的监测设备14持续监测该端沙子18的沙面位置，通过沙面位置是否变化来反映受压杆塔17的稳定性；取下输料管8，将输料管8内多余沙子18去除并清洗晒干，然后安装回原位；

S2、由于外界因素的变化，导致地下水位线22的改变，促使土洞13开始不断发育扩大，当岩溶发育区土洞13发育到与物料管1连通，物料管1位于地上一端的监测设备14监测到沙子18的沙面位置下降时，监测设备14开启报警模式；当有大量沙子18流入土洞13中，物料管1中部的监测设备14监测到无沙子18时，打开第一阀门7，启动供气设备2，将供气设备2内的高压空气注入物料管1内，加速物料管1内的沙子18流入土洞13中；当物料管1靠近土洞13一端的监测设备14监测到物料管1内无沙子18时，关闭供气设备2，关闭第一阀门7；

S3、打开第三阀门12，启动供浆设备4，将供浆设备4内的水泥浆19注入物料管1内，水泥浆19通过物料管1对土洞13进行灌浆填充，当水泥浆19注满物料管1，物料管1位于地上一端的监测设备14监测到有水泥浆19时，关闭供浆设备4，关闭第三阀门12，此时，土洞13填充完毕。

本实施例中，所述装置用于监测恩渔Ⅱ回线#260塔C腿杆塔基础的稳定性，但并不限于恩渔Ⅱ回线#260塔C腿杆塔，所述装置适合于各种类型的杆塔，利用所述装置及方法监测到所处岩溶区土洞发育至威胁到#260塔C腿杆塔稳定性，利用所述装置及方法对所处岩溶区土洞进行填充。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述装置还包括控制器15，所述控制器15的信号输入端与监测设备14的信号输出端连接，控制器15的信号输出端分别与供气设备2、供沙设备3、供浆设备4、第一阀门7、第二阀门11、第三阀门12连接。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述装置还包括钻孔保护管16，所述钻孔保护管16套设在物料管1外，钻孔保护管16的一端位于地上，钻孔保护管16的另一端延伸至靠近土洞13处；所述钻孔保护管16与受压杆塔17相连接，所述受压杆塔17包括主杆171与底座172，所述主杆171为圆柱形结构，所述底座172为圆台形结构，底座172位于地下，底座172的顶部与主杆171的一端相连接，主杆171的另一端延伸至地上，所述钻孔保护管16包括竖直缸筒161与倾斜缸筒162，所述竖直缸筒161的一端位于地上，竖直缸筒161的另一端与位于地下的倾斜缸筒162的一端连通，倾斜缸筒162的另一端延伸至土洞13处，所述竖直缸筒161的外壁与主杆171下部的外壁相连接，所述倾斜缸筒162上部的外壁与底座172的外壁相连接，所述物料管1的形状与钻孔保护管16的形状相匹配；所述物料管1包括竖直管与倾斜管，所述监测设备14的数量为四组，第一组监测设备14设置在竖直管位于地上一端的侧壁外表面上，第二组监测设备14设置在竖直管与倾斜管的连接处的侧壁外表面上，第三组监测设备14设置在倾斜管中部的侧壁外表面上，第四组监测设备14设置在倾斜管靠近土洞13一端的侧壁外表面上。

本实施例中，钻孔保护管16形状依据#260塔C腿杆塔基础外轮廓样式制造，钻孔保护管16紧靠#260塔C腿杆塔基础侧壁，将钻孔保护管16和C腿杆塔用混凝土浇筑为一体。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述监测设备14为微型监测摄像头，所述物料管1的制造材料为无色透明的磨光玻璃，所述磨光玻璃的厚度为4～6mm。

实施例5：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述监测设备14为红外感应组件，所述红外感应组件包括红外发射端与红外接收端，红外发射端、红外接收端对称设置在物料管1的两侧壁外表面上。

实施例6：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述供沙设备3内的沙子18为0.125～0.25mm的细沙。

Claims (10)

1.一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，其特征在于，包括物料管(1)、供气设备(2)、供沙设备(3)与供浆设备(4)，所述物料管(1)的一端位于地上，且该端设置有端盖(5)，端盖(5)上开设有与物料管(1)连通的进气孔(501)、进料孔(502)，所述进气孔(501)与输气管(6)的一端连通，输气管(6)的另一端与供气设备(2)连通，输气管(6)上设置有第一阀门(7)，所述进料孔(502)与输料管(8)的一端连通，输料管(8)的另一端通过三通接头分别与输沙管(9)、输浆管(10)的一端连通，输沙管(9)、输浆管(10)的另一端分别与供沙设备(3)、供浆设备(4)连通，输沙管(9)上设置有第二阀门(11)，输浆管(10)上设置有第三阀门(12)，所述物料管(1)的另一端延伸至靠近土洞(13)处，所述物料管(1)两端的侧壁外表面及中间部位的侧壁外表面都设置有监测设备(14)，所述监测设备(14)用于监测其安装处的物料管(1)内有无物料。

2.根据权利要求1所述的一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，其特征在于：所述装置还包括控制器(15)，所述控制器(15)的信号输入端与监测设备(14)的信号输出端连接，控制器(15)的信号输出端分别与供气设备(2)、供沙设备(3)、供浆设备(4)、第一阀门(7)、第二阀门(11)、第三阀门(12)连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，其特征在于：所述装置还包括钻孔保护管(16)，所述钻孔保护管(16)套设在物料管(1)外，钻孔保护管(16)的一端位于地上，钻孔保护管(16)的另一端延伸至靠近土洞(13)处。

4.根据权利要求3所述的一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，其特征在于：所述钻孔保护管(16)与受压杆塔(17)相连接，所述受压杆塔(17)包括主杆(171)与底座(172)，所述主杆(171)为圆柱形结构，所述底座(172)为圆台形结构，底座(172)位于地下，底座(172)的顶部与主杆(171)的一端相连接，主杆(171)的另一端延伸至地上，所述钻孔保护管(16)包括竖直缸筒(161)与倾斜缸筒(162)，所述竖直缸筒(161)的一端位于地上，竖直缸筒(161)的另一端与位于地下的倾斜缸筒(162)的一端连通，倾斜缸筒(162)的另一端延伸至土洞(13)处，所述竖直缸筒(161)的外壁与主杆(171)下部的外壁相连接，所述倾斜缸筒(162)上部的外壁与底座(172)的外壁相连接，所述物料管(1)的形状与钻孔保护管(16)的形状相匹配。

5.根据权利要求4所述的一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，其特征在于：所述物料管(1)包括竖直管与倾斜管，所述监测设备(14)的数量为四组，第一组监测设备(14)设置在竖直管位于地上一端的侧壁外表面上，第二组监测设备(14)设置在竖直管与倾斜管的连接处的侧壁外表面上，第三组监测设备(14)设置在倾斜管中部的侧壁外表面上，第四组监测设备(14)设置在倾斜管靠近土洞(13)一端的侧壁外表面上。

6.根据权利要求1所述的一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，其特征在于：所述监测设备(14)为微型监测摄像头，所述物料管(1)的制造材料为无色透明的磨光玻璃。

7.根据权利要求6所述的一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，其特征在于：所述磨光玻璃的厚度为4～6mm。

8.根据权利要求1所述的一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，其特征在于：所述监测设备(14)为红外感应组件，所述红外感应组件包括红外发射端与红外接收端，红外发射端、红外接收端对称设置在物料管(1)的两侧壁外表面上。

9.根据权利要求1所述的一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的装置，其特征在于：所述供沙设备(3)内的沙子(18)为0.125～0.25mm的细沙。

10.一种岩溶发育区监测杆塔稳定性和填充土洞的方法，其特征在于，该方法应用于权利要求1-9中任意一项所述装置，所述方法包括以下步骤：

S1、开启监测设备(14)，以使监测设备(14)处于监测状态；打开第二阀门(11)，启动供沙设备(3)，将供沙设备(3)内的沙子(18)注入物料管(1)内，当沙子(18)注满物料管(1)，物料管(1)位于地上一端的监测设备(14)监测到有沙子(18)时，关闭供沙设备(3)，关闭第二阀门(11)；物料管(1)位于地上一端的监测设备(14)持续监测该端沙子(18)的沙面位置，通过沙面位置是否变化来反映受压杆塔(17)的稳定性；

S2、当岩溶发育区土洞(13)发育到与物料管(1)连通，物料管(1)位于地上一端的监测设备(14)监测到沙子(18)的沙面位置下降时，监测设备(14)开启报警模式；当有大量沙子(18)流入土洞(13)中，物料管(1)中部的监测设备(14)监测到无沙子(18)时，打开第一阀门(7)，启动供气设备(2)，将供气设备(2)内的高压空气注入物料管(1)内，加速物料管(1)内的沙子(18)流入土洞(13)中；当物料管(1)靠近土洞(13)一端的监测设备(14)监测到物料管(1)内无沙子(18)时，关闭供气设备(2)，关闭第一阀门(7)；

S3、打开第三阀门(12)，启动供浆设备(4)，将供浆设备(4)内的水泥浆(19)注入物料管(1)内，水泥浆(19)通过物料管(1)对土洞(13)进行灌浆填充，当水泥浆(19)注满物料管(1)，物料管(1)位于地上一端的监测设备(14)监测到有水泥浆(19)时，关闭供浆设备(4)，关闭第三阀门(12)。

Images