[发明专利]一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统及方法，该系统智能摄影摄像模块、超前地质预报模块、监控量测模块、环境监测模块、无线传输模块、数据综合分析模块和智慧预警模块该系统提高了在建隧道施工安全预警管理的信息化和自动化程度，降低了隧道施工安全风险的管控难度，提高了隧道安全管理的水平。通过集成七大模块，每个模块的数据相互关联，相互结合，进行比较分析，综合评估各个模块监测数据，此系统能够很大程度提高监测数据的精度，实时动态反馈监测数据并指导施工，最大限度的降低了监测成本，实现了隧道施工安全智慧化预警，减少安全隐患和安全事故发生几率，避免人员伤亡，消除安全隐患。

技术领域

本发明涉及一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统及方法，属于隧道施工安全技术领域。

背景技术

隧道建设工作进入了迅猛发展时期，公路隧道和铁路隧道建设的数量激增，在建隧道施工安全问题成为隧道施工过程中的一个重要环节。隧道超前地质预报、监控量测、环境监测与安全预警作为保障施工安全保证、优化施工设计和指导现场施工的重要手段，对降低隧道施工风险具有十分重要意义。

隧道工程建设相比其他工程施工风险更大，对于施工技术要求及管理水平要求更高，再者我国对隧道工程建设施工风险管理研究时间短，管理人员经验不丰富，对隧道风险管理不重视，隧道建设中因地质灾害预报不准确、围岩监控量测、环境监测不到位，安全预警不及时，成为隧道施工中的安全隐患，造成了极大的经济损失和恶劣的社会影响。目前国内外对于隧道施工安全监控量测预警系统无法全方位、实时预测隧道施工过程中的风险，预警模块单一，风险评估单一，且相互关联性不大，无法实现隧道超前预报、监控量测、岩体力学参数、环境监测相互结合，相互关联，实时、精确、动态智慧化预报施工安全状态预警。主要表现一下几方面的问题：

现有施工安全监控量测系统多为基于单一设备进行隧道安全监控而搭建，对其他监测设备的兼容性差，对隧道监测的项目和内容有局限性，如隧道超前地质预报只是单纯预报前方地质情况，预报单一、不准确，受到现场施工影响易造成漏报误报等情况；

目前隧道监控量测一般基于特定项目开发，主要利用项目的特定工况进行变形监测和数据分析，隧道监控测量，大多只对隧道围岩沉降和收敛变形进行了监测，没有对隧道支护结构在不同工况下的受力状态和应力分布和围岩结构的动态状况和稳定性情况监测和分析，即没有结合围岩的物理力学试验，如围岩应力、应变、混凝土初衬应力、锚杆轴力和钢拱架应力等，无法结合结构的受力以及支护体系各部分的受力情况做出更加准确的预报。隧道施工过程中围岩监控量测方法、数据处理和流程管理等均难以满足隧道施工的安全需求，主要表现为：①人工操作不规范，由于人工测量具有偶然性和随机性，容易造成较大误差，无法确保测量结果的精度；②监测人员监测过程中受到现场条件的影响，如车辆出入、喷锚施作等影响效率；③监测数据溯源性较差，较难形成即时、有效、连续的监测数据，④监控量测无法保证实时性,难以快速达到资源共享，相关人员无法及时或实时掌握和分析变化情况；

(3)、现有系统采集隧道信息，不能同时反映出隧道围岩不良地质、变形、应力、应变和环境因素等作用下产生隧道空间姿态变化情况，不能准确地描述隧道特征点和特征点的空间变化，影响监测数据的使用和正确展现；

(4)、隧道安全监测量测系统的数据处理方法相对落后，智能化、自动化程度较低，数据传输、存储受环境影响存在间断和连续，影响监测数据的实时更新和使用，致使对隧道工程信息化设计和工程施工的指导工作有限；

(5)、隧道超前地质预报、监控量测、围岩力学参数监测、环境监测所得数据相对独立、数据关联性结合性差、无法进行综合分析，信息化管理无法实现对隧道施工安全监控量测预警的要求，预警精度不高，较难指导解决工程质量和安全预警问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统及方法，用于解决现有技术中存在的技术问题。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：