[实用新型]隧道收敛变形自动化监测系统

说明书

本实用新型提供一种隧道收敛变形自动化监测系统，通过在收敛监测断面上的各管片上设置的监测部以及无线数据采集网关对监测断面各管片的自动化倾斜、裂缝、错台测量来实现该断面的隧道收敛变形高精度、稳定、实时自动化监测，解决现有技术在地铁隧道收敛监测应用中自动化程度差、体积大、成本高、安装复杂和不易维护等问题，具有监测速度快、稳定与不受地铁运行限制等特点，且减少地铁对运营的影响，提升运维效率。

技术领域

本实用新型涉及一种建筑工程施工监测与管理领域，特别是涉及一种隧道收敛变形自动化监测系统。

背景技术

随着我国基础建设进程的加快，地下隧道工程越来越多；对地铁隧道来说，常常采用盾构机掘进完成，使用预制管片拼装完成隧道各个断面。

受隧道周边岩基或土体变化的影响，设计、施工方面的诸多因素以及其他地下工程施工带来的土体扰动影响，隧道结构体会发生变形，变形体现在地铁圆形隧道管片上为各管片的倾斜、裂缝与错台；为保障隧道的安全在施工与运维器需要及时隧道变形情况，通常称为隧道收敛测量。

国内外基于隧道收敛测量方法大致可分为三类：

一种是采用收敛计人工测量的方法，在隧道环腰上部设置和腰下部两侧各埋设两个收敛测量点，通过线性位移计测量各点之间距离，然后根据距离结果判断隧道收敛变化。

一种是在隧道内部使用水准仪、全站仪、三维激光扫描仪等仪器，通过测量各靶标点间距离，通过几何运算得到各监测点距离。

上述两种方法只有当地铁停运时，才能进入隧道进行测量，需要人工操作自动化较差，且地铁隧道内环境复杂，如光线较暗、可视度差、空间狭窄，对测量工作带来不良影响，可能造成较大误差。

一种自动化的方法是所谓的测量机器人，就是将高精度的全站仪安装在隧道某个固定位置，对多个监测点进行机械扫描测量；配合数据采集与传输设备，甚至电脑，完成隧道收敛的自动测量；这样的测量方式，监测成本高，而且测量周期长，效率低，而且无法精确反映隧道相邻结构变形。测量机器人法本质上是一种高精度激光测距测量加电子转台的结合，会受到灰尘、污垢或雾等不利的环境影响，地铁的恶劣环境也导致电子转台精度受损和影响其寿命。

一种利用首尾相互铰合连接的方法，在隧道内侧环状安装多个倾斜传感器，组成监测闭合环路；如果隧道发生变形，利用各检测杆上倾斜传感器的角度变化，拟合出隧道收敛变化情况；使用这种方法，安装与维护很困难，工作量大。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种隧道收敛变形自动化监测系统，用于解决现有技术中出现的以上技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种隧道收敛变形自动化监测系统，包括：与收敛监测断面上设置且拼接的多个管片分别对应设置的监测部，用于测量所述收敛监测断面的收敛变形相关监测数据；其中，所述收敛变形相关监测数据包括：管片倾斜数据、管片间裂缝数据以及错台变化数据；在所述收敛监测断面上设置的无线数据采集网关，且与各监测部连接，用于对各监测部供电以及传输各监测部所测量的收敛变形相关监测数据至监测平台，以供对所述收敛监测断面进行收敛变形监测。

于本实用新型的一实施例中，每个监测部包括：对应当前管片与下一管片的拼接处附近设置的倾斜测量部件、裂缝测量部件以及错台测量部件；其中，所述倾斜测量部件、裂缝测量部件以及错台测量部件通过通信总线连接。

于本实用新型的一实施例中，所述倾斜测量部件，包括：第一倾斜测量模块，用于测量第一转动角度数据；其中，第一转动角度数据用于测量对应当前管片的管片倾斜数据；所述裂缝测量部件，包括：第二倾斜测量模块，用于测量第二转动角度数据；其中，第二转动角度数据用于测量当前管片与下一管片之间的管片间裂缝数据；所述错台测量部件，包括：第三倾斜测量模块，用于测量第三转动角度数据；其中，第三转动角度数据用于测量当前管片与下一管片之间的错台变化数据。