[发明专利]TBM施工围岩变形监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及隧道掘进施工领域，具体而言，涉及一种TBM施工围岩变形监测系统。

背景技术

隧道(隧洞)开挖前，岩体处于初始平衡状态；隧道(隧洞)开挖后，由于开挖卸荷，岩体进行应力调整，洞周各点的应力应变状态发生变化，从而产生围岩收敛变形。目前，针对围岩的收敛变形量测，采用钻爆法时可采用收敛计、光电测距仪等方法实现；而采用TBM施工时，上述方法由于欠缺测量空间及有效的测量方法而失效，致使目前TBM施工时，基本未对围岩的收敛变形实施监测。因此，针对TBM施工，需寻求一种适用于TBM施工的围岩收敛变形测量方法，以便于提前采取措施、避免围岩大变形导致的卡机事故。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种TBM施工围岩变形监测系统，可以在隧道掘进机的施工过程中实现对围岩收敛变形的监测，可为围岩收敛变形过大、甚至于挤压护盾导致的隧道掘进机卡机提供预报参考，避免围岩大变形导致的卡机事故。

为了实现上述目的，本发明较佳实施例采用的技术方案如下：

本发明较佳实施例提供一种TBM施工围岩变形监测系统，应用于在隧道或者隧洞内进行施工的隧道掘进机，所述隧道掘进机包括有用于承受围岩压力的护盾壳体，所述TBM施工围岩变形监测系统包括：

设置在所述TBM护盾壳体中用于监测围岩径向收敛变形数据的至少一个位移传感器，其中，所述位移传感器可相对于所述护盾壳体沿径向伸缩；

与所述位移传感器电性连接，用于采集所述收敛变形数据的数据采集装置；

与所述数据采集装置电性连接，用于接收所述数据采集装置采集到的收敛变形数据，或者对所述数据采集装置进行控制的控制器；以及

与所述控制器电性连接，用于对收敛变形数据进行数据处理以得到对应的隧道洞周的数据信息的数据处理装置，其中，所述数据信息包括围岩收敛变形量、围岩收敛变形时间和根据所述围岩收敛变形量和收敛变形时间得到相应的围岩收敛速率。

在本发明较佳实施例中，所述位移传感器包括有多个，多个所述位移传感器呈环状分布设置于所述TBM护盾壳体中。

在本发明较佳实施例中，所述位移传感器的一端设置在护盾壳体中、另一端连接有滚动装置。

在本发明较佳实施例中，所述滚动装置为滚轮。

在本发明较佳实施例中，所述TBM施工围岩变形监测系统还包括：

与所述数据处理装置电性连接，用于显示隧道洞周围岩的收敛变形图以及各个位移传感器监测到的收敛变形数据的显示设备。

在本发明较佳实施例中，所述TBM施工围岩变形监测系统还包括：

与所述数据处理装置电性连接的，用于接收所述数据信息的选择指令的输入设备，所述输入设备用于根据所述选择指令从所述数据信息中选择待显示数据，并生成对应的显示指令给所述显示设备进行显示。

在本发明较佳实施例中，所述TBM施工围岩变形监测系统还包括：

与所述数据处理装置电性连接，用于存储隧道洞周围岩收敛变形数据的存储器。

在本发明较佳实施例中，所述TBM施工围岩变形监测系统还包括：

与所述数据处理装置电性连接，用于将所述收敛变形数据发送给外部终端的通信装置。

在本发明较佳实施例中，所述TBM施工围岩变形监测系统还包括：

与所述数据处理装置电性连接，用于在所述数据信息大于不同的预设阈值时发出对应的报警信号的报警模块。

在本发明较佳实施例中，所述报警模块包括：

用于指示所述数据信息的报警等级的指示灯以及用于发出声音报警信号的蜂鸣器。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

本发明实施例提供的TBM施工围岩变形监测系统，通过设置在护盾壳体中的位移传感器监测围岩径向收敛变形数据，数据采集装置与位移传感器电性连接，采集收敛变形数据，控制器与数据采集装置电性连接，接收数据采集装置采集到的收敛变形数据，或者对数据采集装置进行控制，并且数据处理装置以及与控制器电性连接，用于对收敛变形数据进行数据处理以得到对应的隧道围岩收敛变形的数据信息。基于上述设计，在围岩和护盾壳体之间的间隙的变化过程中，振弦式位移传感器可以相对于护盾壳体伸缩，同时在隧道掘进机的施工过程中，通过监测围岩径向的收敛变形数据，可为围岩收敛变形过大、甚至于挤压护盾导致的隧道掘进机卡机提供预报参考，便于提前采取措施、避免围岩大变形导致的卡机事故。

附图说明