[发明专利]一种盾构隧道地层稳定与隧道结构长期健康监测系统

说明书

本申请公开了一种盾构隧道地层稳定与隧道结构长期健康监测系统，系统包括：振弦式或光纤光栅式土压力计，以受压面面向土体的方式埋设在管片外表面；渗压计，埋设在隧道衬砌内，用以监测隧道衬砌渗透压力；钢筋应力计，布置在混凝土管片内；应变计，埋设在混凝土管片内，用以监测混凝土的应变；振弦式表面裂缝计，其两端通过万向节分别布设在相邻的隧道混凝土管片上，用以监测相邻的混凝土管片的开合度；振弦式液位传感器，其测量测点与参照点的高程的变化；埋设在混凝土管片中的测缝计，用以测量隧道管片的裂缝情况；数据采集单元，用以对各类岩土工程安全监测项目中传感器信号进行采集。

技术领域

本公开一般涉及岩土工程监测领域，具体涉及一种强荷载作用下变形敏感区地铁盾构隧道地层稳定与隧道结构长期健康监测系统。

背景技术

下穿高铁的地铁盾构隧道施工过程中，对地层的变形控制要求极高。小半径叠落隧道下穿高铁工程存在多风险源，对地层稳定控制与施工过程优化提出严峻考验。同时，监控量测与支承结构长期健康评估是现代地铁隧道信息化施工中必不可少的重要组成部分。

半径盾构隧道地层变形及下穿高铁桥隧道安全是施工期和长期稳定关注的重点，这个区段的隧道容易发生管片受载过大，造成管片内力增加，出现管片变形甚至管片错台等不均匀沉降现象。

目前通常只是针对具体的某种监测量，如管片荷载、管片变形进行监测，很少针对管片开展综合性的监测评价，而且难于做到实时监测、自动采集。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种强荷载作用下变形敏感区地铁盾构隧道地层稳定与隧道结构长期健康监测系统。

第一方面，本申请实施例提供了一种盾构隧道地层稳定与隧道结构长期健康监测系统，应用于下穿高铁工程的小半径叠落盾构隧道，包括：

振弦式或光纤光栅式土压力计，以受压面面向土体的方式埋设在管片外表面；

渗压计，埋设在隧道衬砌内，用以监测隧道衬砌渗透压力；

钢筋应力计，布置在混凝土管片内，用以长期监测混凝土管片内的钢筋的应力，所述钢筋计与待测钢筋的直径相匹配，所述混凝土管片内设有用以监测安装位置环境温度的温度传感器；

应变计，埋设在所述混凝土管片内，用以监测混凝土的应变；

振弦式表面裂缝计，其两端通过万向节分别布设在相邻的隧道混凝土管片上，用以监测相邻的所述混凝土管片的开合度；

振弦式液位传感器，其由若干含有液位传感器的容器组成，所述容器包括参照点容器和测点容器，所述参照点容器安装在参照点位置，所述测点容器与所述参照点容器的标高不同，通过测量所述参照点容器和所述测点容器的液位变化，测量测点与参照点的高程的变化；

埋设在混凝土管片中的测缝计，用以测量隧道管片的裂缝情况；

数据采集单元，用以对各类岩土工程安全监测项目中传感器信号进行实时自动采集、储存、运算、报告与预警；

振弦式或光纤光栅式土压力计、渗压计、钢筋应力计、应变计、振弦式表面裂缝计、振弦式液位传感器、测缝计和静力水准仪组成所述的监测系统，并通过数据采集单元之间组成光纤通讯测量网络，实现了自动化采集、系统监测、无人值守自动运行，将数据通过隧道光纤传输系统从隧道内远程传输至隧道外监控室/数据分析中心，即将现场数据发到监测中心，并将监测结果上传到云服务器，实现数据共享。

在本申请的某些实施例中，隧道的每个监测断面均设置4-6个土压力测点、钢筋应力测点、和混凝土应变测点。

进一步的，每个所述钢筋应力测点上分别沿隧道纵向和隧道环向安装所述钢筋应力计。每个所述混凝土应变测点上分别沿隧道纵向和隧道环向安装所述应变计。