[发明专利]隧道变形实时自动监测系统及监测方法

权利要求书

1.一种隧道变形实时自动监测系统，包括有角度测量装置，其特征在于：所述角度测量装置由两端均被密封住的测斜单元安放管（1）和轴向间隔固定在测斜单元安放管内的测斜单元（2）组成；所述测斜单元安放管（1）插设在隧道拱部开挖轮廓线外侧的围岩中，并且测斜单元安放管（1）与拟开挖的隧道（4）轴线平行；所述测斜单元安放管（1）内的所有的测斜单元（2）通过数据线（3）与信号处理器（6）信号连接，信号处理器（6）又与终端（7）信号连接。

2.根据权利要求1所述的隧道变形实时自动监测系统，其特征在于：所述信号处理器（6）包括有CPU、电源模块、时钟模块、存储器、输入模块和输出模块，其中输入模块通过数据线（3）接收测斜单元（2）发来的垂向角度值及水平方向角度值，CPU将输入模块接收来的垂向角度值及水平方向角度值处理为最终结果，并存储于存储器，同时输出模块将最终结果传送给终端（7）。

3.根据权利要求2所述的隧道变形实时自动监测系统，其特征在于：所述输出模块为有线输出模块或/和无线输出模块。

4.根据权利要求3所述的隧道变形实时自动监测系统，其特征在于：所述无线输出模块为GPRS模块、WIFI模块或3G模块。

5.根据权利要求1所述的隧道变形实时自动监测系统，其特征在于：所述测斜单元（2）包括有CPU、电源模块、时钟模块、存储器、A/D转换器、角度传感器和输出模块，其中角度传感器在CPU的控制下实时监测，并且角度传感器监测到的垂向角度值及水平方向角度值通过A/D转换器和CPU传至存储器，CPU再将存储器中存储的垂向角度值及水平方向角度值通过输出模块传至信号处理器（6）。

6.根据权利要求1所述的隧道变形实时自动监测系统，其特征在于：所述测斜单元安放管（1）为塑料管或钢管。

7.根据权利要求1所述的隧道变形实时自动监测系统，其特征在于：所述终端（7）为手机、电脑或互联网服务器。

8.一种应用上述权利要求1～7中任意一项所述的隧道变形实时自动监测系统的隧道变形实时自动监测方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、在隧道开挖前，按施工要求在隧道拱部开挖轮廓线外侧的围岩上打设与拟开挖的隧道轴线相对平行的变形监测孔，将隧道变形实时自动监测系统中的角度测量装置插入至变形监测孔中；

步骤二、通过数据线（3）将测斜单元（2）与信号处理器（6）连接，通过电源线（9）将信号处理器（6）与外接外接电源（8）连接；

步骤三、将所有测斜单元首次测量的角度设为零；

步骤四、在隧道开挖过程中，测斜单元对隧道拱部开挖轮廓线外侧的围岩进行实时监测，并将实时监测到的垂向角度值及水平方向角度值传送至信号处理器(6)，信号处理器(6)根据公式                                                计算出、根据公式计算出，并且信号处理器(6)将和传送至终端（7）,所述为沿隧道开挖方向数、掌子面位于第N个测斜单元所处的位置时、掌子面处的拱部围岩的垂向变形值，所述为沿隧道开挖方向数、掌子面位于第N个测斜单元所处的位置时、掌子面处的拱部围岩的水平方向变形值，所述为沿隧道开挖方向数、第N个测斜单元测得的垂向角度值，所述为沿隧道开挖方向数、第N+X个测斜单元测得的垂向角度值，所述为沿隧道开挖方向数、第N个测斜单元测得的水平方向角度值，所述为沿隧道开挖方向数、第N+X个测斜单元测得的水平方向角度值，所述N为沿隧道开挖方向数、第N个测斜单元，所述X为沿隧道开挖方向数、掌子面前方的第X个测斜单元，所述L为测斜单元之间的间距。