[实用新型]一种隧道围岩变形动态监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及结构工程自动化技术领域，具体涉及一种隧道围岩变形动态监测系统。

背景技术

在既有隧道下方施工建设下穿段隧道时，对既有隧道的运营存在一定的安全风险，主要包括既有隧道的整体沉降超限、振动速度过大所造成的结构损伤以及隧道结构应变超限等。现有技术在测量隧道围岩变形时，检测方法为人工测量，采用的仪器为收敛计，需要在下穿段隧道施工期间人工携带检测仪器定期进入既有隧道内部进行测量，具有一定的安全风险，并且人工测量在测量结果方面往往不能满足测试精度、测量数据实时性和连续性等要求。

实用新型内容

针对现有技术缺乏对隧道围岩变形的连续自动化监测方法，本实用新型提供了一种隧道围岩变形动态监测系统，该系统能够在不影响隧道运营的情况下实时采集、传输和处理隧道围岩变形技术参数，具有响应速度快、可靠性高和成本低廉等特点，能够满足隧道分布分散、地域广阔的大型监控网的建设需要。

本实用新型的技术方案为：

一种隧道围岩变形动态监测系统，包括表面应变计、工控机、无线传输模块和监控中心服务器。表面应变计检测到的隧道围岩变形信号传输至工控机，工控机通过无线传输模块并利用无线通信网络将隧道围岩变形信号传输至监控中心服务器。

具体的，监测系统包括局域网，工控机通过无线传输模块并利用无线通信网络将隧道围岩变形信号传输至局域网，局域网通过固定IP专线将隧道围岩变形信号传输至监控中心服务器。

具体的，无线传输模块为DTU数传模块，无线通信网络为GPRS网络。

具体的，表面应变计安装在隧道内壁上并且受力方向为隧道轮廓的切线方向。

具体的，隧道内每间隔10m设置一个检测断面，每个检测断面上设置5个测点，5个测点分别位于同一检测断面的拱顶、两个拱腰和两个拱脚，每个测点上安装1个表面应变计。

本实用新型的有益效果：本实用新型利用安装在隧道内的表面应变计实时采集隧道围岩变形量并传输至设置在隧道外的工控机，最后由工控机利用无线传输模块和无线通信网络将隧道围岩变形信号传输至监控中心服务器，实现隧道围岩变形的连续自动化监测，为指导下一步的施工提供技术支持，并确保在施工过程中既有隧道的安全运营。本实用新型考虑到监控中心服务器一般设置在远离隧道的城市中，在隧道附近设置若干台数据采集仪或工控机，负责对现场信号的收集。隧道多处于野外且分布的地域较为广阔和分散，铺设专用的有线通信网络耗资巨大，并且维护运营的难度和经费开支均较高。GPRS网络是覆盖全国的公共网络，采用GPRS来传输数据的一大优势就是现场采集点可以分布在全国范围，数据中心与现场采集点之间的距离不受限制，该优点是专用无线通信网络(如数传电台、WiMax和WLAN等)和有线通信网络无法比拟的。本实用新型利用DTU数传模块和GPRS无线通信网络将现场信号传输至监控中心服务器，降低了建设成本，并且响应速度快、可靠性高，能够满足隧道分布分散、地域广阔的大型监控网的建设需要。本实用新型设计结构简洁，适用于全国各类隧道的围岩变形动态监测，具有较大的应用和推广空间。

附图说明

图1为本实用新型的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例为已建成通车的杭深线天池山隧道的围岩变形动态监测项目。新建宁德白马港铁路支线天池山一号隧道与实施例中既有隧道存在交叉情况，属于下穿既有客运专线铁路隧道情况。新建天池山一号隧道与实施例中既有隧道成26.27°斜交，新建天池山一号隧道内轨顶距实施例中既有隧道内轨顶22.24m，新建天池山一号隧道二次衬砌拱顶外缘与实施例中既有隧道衬砌仰拱净距为12.32m，施工下穿段隧道时对实施例中既有隧道存在一定的安全威胁。