[发明专利]一种用于隧道内监控量测的自动监测预警系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道监控量测及安全预警技术领域，尤其涉及一种用于隧道内监控量测的自动监测预警系统及监测预警方法。

背景技术

由于岩土工程的复杂性和特殊性，在隧道施工过程中一般需要根据施工过程中洞内外地质调查、洞内观察、现场监控量测及岩土物理力学实验等施工反馈信息，进一步分析确定围岩的物理力学参数，以最终确定和修改隧道施工方法和支护方式。本隧道支护结构应用新奥法原理采用复合衬砌，要求施工单位在施工过程中必须进行现场监控量测，及时掌握围岩在开挖过程中的动态和支护结构的稳定状态，提供有关隧道施工的全面、系统信息资料，以便及时调整支护参数，通过对量测数据的分析和判断，对围岩—支护体系的稳定状态进行监控和预测，并据此制定相应的施工措施，以确保洞室周边岩体的稳定以及支护结构的安全。

目前在隧道监控量测的施作过程中，出于施工现场各种干扰，这样带来了很多弊端，主要表现为：

（1）监控量测人员进入隧道内进行监控量测时，现场实际操作条件往往不能满足，可能存在喷锚、出渣或大型车辆出入等情况，会耽误监控量测人员工作，影响监测效率；

（2）监控量测有时不能保证实时性，针对变形较大地段，不能迅速测量出变形量，并及时预警，不能及时通知相关作业队伍疏散逃生，可能会带来人员财产损失；

（3）由于人工测量具有偶然性和随机性，可能会造成较大误差，不能保证测量结果的精度；

（4）监测时需要人工操作，耗费较多时间和精力。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于隧道内监控量测的自动监测预警系统及监测预警方法。本设备可用于隧道内水平收敛和拱顶沉降的监控量测，并通过无线传输系统自动监测分析处理数据，针对变形较大地段及时预警，有利于减少监测人员工作量并提高监控量测的精度，遇到危险及时预警，保护隧道内作业人员生命安全，指导实际工程的安全施工，同时具有结构简单，组装方便，便于操作的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于隧道内监控量测的自动监测预警系统，包括自动监测系统、无线传输系统、操作平台、信息分析处理系统、自动预警系统，

自动监测系统预先埋设在隧道指定断面相应位置，接到操作平台发出的指令后，自动监测系统发射并接收信号，

所述自动监测系统包括可调式激光测距仪和多面棱镜，所述可调式激光测距仪包括水平旋转转盘、支撑杆、竖直伸缩槽、膨胀螺栓、激光发射接收装置；所述竖直伸缩槽两端分别与支撑杆的一端、膨胀螺栓的一端铰接，支撑杆的另一端与激光发射接收装置连接。

所述激光发射接收装置包括激光发射仪、激光接收器，所述激光发射接收装置可以通过无线信号接收器接收遥控指令，通过水平旋转转盘和竖直伸缩槽调整合适的角度，通过激光发射仪发射激光，通过埋设好的多面棱镜反射，再由激光接收器接收，再通过无线信号发射器发送给信息分析处理系统分析处理数据。

所述多面棱镜包括相互连接的膨胀螺栓和多面体镜面。

所述无线传输系统包括无线信号发射器和无线信号接收器。

所述信息分析处理系统，对自动监测系统发来的数据分析，并可以通过操作平台发出相应的指令，通过无线传输系统传递给自动监测系统。

所述自动预警系统，在遇到较大的变形情况时，则会触发自动预警系统，发出预警信号。

作为本发明的进一步改进，所述可调式激光测距仪还包括铝合金防护外壳，所述铝合金防护外壳用于保护激光发射仪和激光接收器，防水防尘。

所述自动预警系统包括报警器和报警灯。

所述水平旋转转盘和竖直伸缩槽组合使用，可以自由转动，保证可调式激光测距仪360度全方位发射激光，并通过多面棱镜发射后接收。

所述膨胀螺栓需要小型电钻在隧道指定断面钻孔后，旋转固定在隧道指定断面内。

所述激光接收器可以接收多面棱镜反射回来的激光，并测算出相应的时间，从而测量距离。

所述报警器和报警灯均由无线信号接收器接收到的预警信号触发。

一种用于隧道内监控量测的自动监测预警系统的监测预警方法，包括以下步骤：

（1）利用小型电钻在隧道指定断面上钻孔，将可调式激光测距仪和多面棱镜通过膨胀螺栓固定在指定断面的相应位置上；

（2）通过操作平台经行控制，发出监测指令；

（3）无线传输系统传输操作平台发出的指令，传达给自动监测系统的无线信号接收器；