[发明专利]一种隧道变形的实时在线连续监测方法

权利要求书

1.一种隧道变形的实时在线连续监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、判定需监测隧道截面：公路隧道检测车按照设定时间间隔对隧道的每个截面进行检测，当某隧道截面具有如下1A～1C中任一项病害特征时，则判定该隧道截面为需监测隧道截面；

1A、衬砌具有掉块；

1B、具有大裂缝；其中，大裂缝是指裂缝深度超过设定深度阈值的裂缝；

1C、衬砌变形速率大于设定变形阈值或超过预警速率；

步骤2、地质雷达检测：采用地质雷达对步骤1判定的需监测隧道截面进行检测，并判断需监测隧道截面中是否存在岩溶空洞和隧道衬砌质量不良；其中，隧道衬砌质量不良包括衬砌空洞、衬砌潜在裂缝和围岩接触面正投影；其中，衬砌潜在裂缝是指裂缝深度不超过设定深度阈值的裂缝；围岩接触面正投影是指隧道衬砌与围岩接触部位存在空洞；

步骤3、确定变形位移计埋设位置：在需监测隧道截面的内壁面，将步骤1检测的掉块部位和大裂缝部位，步骤2检测的岩溶空洞和每个隧道衬砌质量不良部位，分别进行位置标记；每个标记位置均形成为一个变形位移计埋设位置；

步骤4、选择变形位移计：根据监测范围选取不同长度的变形位移计；变形位移计的数量不少于步骤3确定的变形位移计埋设位置数量；

步骤5、开设弧形槽：在需监测隧道截面的内壁面，开设弧形槽，弧形槽需穿过步骤3确定的所有变形位移计埋设位置；且弧形槽的深度和宽度应大于步骤4选择的变形位移计的高度和宽度；

步骤6、组装变形位移计：先将步骤4选择的变形位移计通过线缆相串联；然后，将串联完成的变形位移计放入柔性管中，并使变形位移计紧贴柔性管的管壁，串联变形位移计的线缆从柔性管的端部引出；

步骤7、埋设变形位移计：将具有变形位移计的柔性管放置在步骤5开设的弧形槽内，并使得每个变形位移计埋设位置均具有一个变形位移计；接着，将柔性管在弧形槽中的位置进行固定；变形位移计将随对应变形位移计埋设位置的隧道衬砌同步变形；

步骤8、封槽：将埋设有变形位移计的弧形槽进行充实封堵；

步骤9、隧道变形实时监测：将步骤6中从柔性管端部引出的线缆与设置在接收传输装置相连接，接收传输装置与监控终端无线连接；监控终端能实时获取每个变形位移计的变形位移。

2.根据权利要求1所述的隧道变形的实时在线连续监测方法，其特征在于：还包括如下步骤：步骤10、计算变形位移计的实际空间变形量L_n，具体计算公式为：

式中，(X_n，Y_n，Z_n)表示变形位移计的第n次在X、Y和Z轴三个方向的读数；(X₀，Y₀，Z₀)表示变形位移计在X、Y和Z轴三个方向的原始读数；其中，X轴为隧道纵向，Y轴为隧道横向，Z轴为隧道高度方向；n为大于等于1的自然数；

步骤11、隧道安全预警：将步骤10得到的变形位移计的实际空间变形量L_n与设定的变形预警值进行比较，从而得出隧道结构是否处于安全状态。

3.根据权利要求1所述的隧道变形的实时在线连续监测方法，其特征在于：步骤3中，当相邻两个变形位移计埋设位置之间的长度超过设定长度间隔时，需通过插点的方式，使得相邻两个变形位移计埋设位置之间的长度不超过设定长度间隔；每个插点处均进行插点位置标记；

步骤4中，变形位移计的数量等于变形位移计埋设位置数量和插点位置数量之和；步骤5中，弧形槽需穿过步骤3确定的所有变形位移计埋设位置和所有插点位置；步骤7中，柔性管放置后，应使得每个变形位移计埋设位置和每个插点位置均具有一个变形位移计。

4.根据权利要求1所述的隧道变形的实时在线连续监测方法，其特征在于：步骤5中，弧形槽的深度和宽度均为50～120mm。

5.根据权利要求1所述的隧道变形的实时在线连续监测方法，其特征在于：步骤7中，采用U型卡扣将柔性管在弧形槽中的位置进行固定。

6.根据权利要求1所述的隧道变形的实时在线连续监测方法，其特征在于：步骤4中的变形位移计为三维变形位移计。