[实用新型]隧道断面收敛变形自动监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动态剖面自动监测系统，尤其涉及一种隧道断面收敛变形自动监测系统。

背景技术

隧道在运营过程中由于其衬砌材料性能的劣化、围岩压力的增大以及隧道本身的不均匀沉降等原因会造成隧道衬砌出现开裂、隧道断面变形等病害，严重影响着隧道的行车安全。

传统的水准仪、全站仪在监测运营过程中的隧道时，由于受到隧道运营的限制，作业时间短，而且在监测过程中又需要找一个静止的控制点，由于隧道发生整体变化，往往需要把控制点布置在隧道外，甚至更远的地方，导致工作强度大，工作效率低，难以满足一天几次的监测频率。

目前，应用得较多的是自动全站仪的变形监测系统。该系统工作原理是：在隧道各监测断面上布置反射棱镜，把自动全站仪固定在隧道侧壁上，通过设定自动全站仪的技术参数，实现自动监测各断面监测点的坐标位置，通过对比各监测点坐标位置的变化情况，了解隧道断面的变形情况。然而，该系统还存在以下缺点：⑴全站仪扫射各棱镜时，由于受全站仪的最小视角影响，难以分辨出临近测量点的位置，往往存在漏点及错点等现象；⑵在自动全站仪扫射过程中，由于受隧道运营过往车辆的影响，往往不能将监测点的坐标信息采集齐全，如此给整个监测工作带来一定影响；⑶由于核心的自动全站仪及棱镜都需要从国外进口，系统搭建的费用较高，限制了该监测系统的推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安装使用方便、不受隧道运营中车辆、烟气影响的隧道断面收敛变形自动监测系统，能够根据实际需要调整测量量程和精度，可满足各种实际工程的需要，同时能够实现自动数据采集、分析，当存在异常状况时还能自动发出报警信息。

本实用新型的目的通过以下技术措施来实现：一种隧道断面收敛变形自动监测系统，包括数据采集装置、数据采集分析仪和监控端，其特征在于：所述数据采集装置主要由数个传感器、连接件及固定件组成，所述各传感器由连接件串联成一体构成传感器串，所述固定件将所述传感器串固定在隧道内壁上并使传感器串靠近隧道内壁，同时留出间隙以供敷设在隧道内壁上的障碍物通过，所述传感器分别与数据采集分析仪通信连接，将采集到的数据传输至数据采集分析仪进行处理后传送给监控端。

本实用新型采用传感器采集数据并将数据传输至数据采集分析仪再传送给监控端，可以对运营过程中的隧道工程关键位置进行全自动实时采集、处理、分析，并通过安装在数据采集分析仪中的软件进行安全状况评估，提供实时监测数据、预警情况和评估报告，实现全天候、高效率的监测工作；与现有监测系统相比，由于无视线的要求，不受最小视角影响，因此也不存在漏点、错点等现象；本实用新型靠近隧道内壁，不会影响隧道内正常交通运营，也不受隧道运营内过往车辆的影响，因此，可将监测点的坐标信息采集齐全，而且传感器能够承受振动、温度以及电磁辐射等，所以大大提高了管养工作效率，节约了养护成本，另外，本实用新型搭建的费用较低，可广泛推广应用。

作为本实用新型的一种实施方式，所述连接件包括连接杆、托架和浮点铰，所述浮点铰由安装槽与设于安装槽底面板状的连接部组成，所述连接杆的两端插装固定在浮点铰的安装槽中，所述托架呈长形盘体状，位于相邻两连接杆之间的托架的两端分别与连接杆上浮点铰的连接部相铰接，而位于首尾位置的托架的一端与连接杆上浮点铰的连接部相铰接，另一端与所述固定件固接，所述传感器安装在托架盘面上，所述连接杆朝向隧道内弯折以使连接杆相连并经固定后整体形成弧形。

作为本实用新型的实施方式，所述连接件还包括长臂铰，所述长臂铰由筒体与设于筒体外壁上板状的连接部组成，所述长臂铰的筒体供连接杆穿过固定，所述传感器安装在所述长臂铰的连接部上。

为了校准传感器，作为本实用新型的一种改进，所述传感器通过固定部件固定在托架的固定孔内实现所述传感器安装在托架上，所述托架与传感器之间设有调节机构，所述调节机构包括调节孔与调节部件，所述调节孔是一对弧形孔，所述调节孔靠近所述固定孔并朝向固定孔弯曲，所述调节部件穿过传感器伸入调节孔中沿调节孔移动以使传感器处于校准状态，并由固定部件将传感器固定在托架上实现传感器安装角度方位的调整。

作为本实用新型的进一步改进，所述传感器通过固定部件固定在长臂铰的固定孔内实现所述传感器安装在长臂铰上，所述长臂铰与传感器之间设有调节机构，所述调节机构包括调节孔与调节部件，所述调节孔是弧形孔，所述调节孔靠近所述固定孔并朝向固定孔弯曲，所述调节部件穿过传感器伸入调节孔中沿调节孔移动以使传感器处于校准状态，并由固定部件将传感器固定在长臂铰上实现传感器安装角度方位的调整。