[实用新型]隧道初期支护围岩受力稳定性远程现场数字安全预警系统

说明书

技术领域

本实用新型属于隧道以及地下工程施工领域，用于铁路客运专线等大断面隧道施工过程的安全预警；具体涉及一种隧道初期支护围岩受力稳定性三维远程现场数字安全预警系统。

背景技术

铁路、公路隧道以及地下工程施工安全控制始终是个难题。隧道施工中塌方时有发生，对施工人员的生命安全构成了威胁。因此开发隧道施工过程安全监控预警具有十分重要的工程意义。

国内外在隧道施工三维数字安全预警研究方面尚少，截至目前尚未见集隧道开挖三维应力数值模型、智能应力反分析模型以及三维可视化安全预警平台于一体的隧道初期支护受力稳定性三维远程现场数字安全预警的文献报道。申请号为201202933659.7的中国实用新型专利申请，请求保护的是隧道初期支护受力稳定性三维远程数字安全预警系统，它提供的是远程预警系统，未涉及对施工现场进行报警。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种隧道初期支护围岩受力稳定性三维远程现场数字安全预警系统；使用本实用新型提供的系统，能够实时连续监测隧道初级支护受力稳定情况，将围岩应力变化情况实时连续传输到远程监测主机，对隧道支护结构的受力稳定性进行分级预警，预警信息不仅传输给相关管理人员的手机，还能实现对施工现场进行声光报警。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下： 一种隧道初期支护围岩受力稳定性三维远程现场数字安全预警系统，包括压力盒、自动化数据采集仪、GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站、互联网及计算机；自动化数据采集仪一端无线连接GPRS静态数据采集仪，GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站与互联网之间依次无线信号通讯连接，互联网与计算机连接，计算机连接有F2003GSMDTU短信模块，F2003GSMDTU短信模块与数个手机无线信号通讯连接；其特征在于：该系统还包括声光报警器，声光报警器一端与压力盒有线连接、另一端与自动化数据采集仪有线连接。

施工时，依据隧道初级支护结构的具体情况，确定压力盒的布设位置以及数量。横断面布设应该包括隧道拱顶、拱腰和拱脚等关键力学点。 

本实用新型提供了一种基于压力传感器的隧道初期支护围岩受力稳定性三维远程以及现场数字安全预警系统，该安全预警系与隧道施工过程相结合。预警信息不仅通过与计算机连接的短信模块，以手机短信方式发送至现场施工管理相关人员以及地面管理人员的手机，使施工管理相关人员根据预警信息及时采取预防措施。同时，预警信息还通过预警平台回传到安装在施工现场作业面的声光报警器进行声、光报警，使施工现场的作业人员及时采取相关措施；进一步提高施工安全性。

附图说明

图1是隧道内压力盒、声光报警器、自动化数据采集仪与GPRS静态数据采集仪布置纵断面图，

图2 是隧道内压力盒、声光报警器与钢拱架位置关系横断面图，

图3是本实用新型的结构、数据采集传输与数据回传的示意图。

图中： 1—压力盒，2—自动化数据采集仪，3—GPRS静态数据采集仪，4—一衬区间，5—掌子面，6—钢拱架，7—隧道围岩临空面，8—商用卫星，9—通信发射基站，10—互联网，11—远程计算机，12—F2003GSMDTU短信模块，13—手机，14—通信接受基站，15—声光报警器。 

具体实施方式   

如图1、图2与图3所示：一种隧道初期支护围岩受力稳定性三维远程现场数字安全预警系统，包括多个压力盒1、依次连接的自动化数据采集仪2、GPRS静态数据采集仪3、通信发射基站9、商用卫星8、通信接收基站14、互联网10及远程计算机11；还包括声光报警器15，多个压力盒1连接在一根主连接线上，主连接线与声光报警器15有线连接、声光报警器15另一端与自动化数据采集仪2有线连接；自动化数据采集仪2另一端无线连接GPRS静态数据采集仪3，GPRS静态数据采集仪3、通信发射基站14、商用卫星8、通信接收基站14与互联网10之间依次无线信号通讯连接，互联网10与远程计算机11连接，远程计算机11连接有F2003GSMDTU短信模块12，F2003GSMDTU短信模块12与数个手机13无线信号通讯连接。目前，声光报警器15采用ADS-R3串口塔式LED声光报警器，由深圳市艾德斯科技有限公司提供。