[实用新型]一种用于基坑与隧道变形的全自动监测系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及地下工程变形监测领域，具体涉及到基坑与隧道变形的远程监测系统。

背景技术：

随着我国城市建设的不断发展和交通基础设施的快速推进，我国出现了越来越多的地下工程设施，例如城市建设中出现的基坑开挖，地下轨道交通盾构或者矿山法所形成隧道等。这些施工作业导致原本稳定的土体(或岩体)内部应力状态发生了改变，若不采用有针对性的应对措施，将会导致土体(或岩体)因应力场的严重失衡而出现工程事故，例如基坑失稳破坏，隧道盾构过程中所导致的临近建筑物的开裂塌陷等。此类事故不仅危及到地下工程本身的安全，对临近的建筑物、构筑物也将产生巨大影响，严重时会造成巨大的人员伤亡和经济损失，产生恶劣的社会影响。因此，对包括基坑、隧道在内的地下结构进行及时的检测预警显得尤为重要。

然而，当前我国对基坑与隧道在施工和运营(使用)期的变形监测技术还存在诸多不足，绝大多数监测方式都是人工结合一定的仪器设备，如水准仪、全站仪、测斜仪等开展工作。这样的作业方式一方面存在现场作业环境差、劳动强度大，甚至存在安全风险；另一方面，人工操作导致现场采集数据的准确性、全面性和及时性难以保证，也无法实现自动化的远程测量。近些年来，随着电子和信息技术的快速发展，越来越多的先进传感和通信技术应用到了基坑和隧道变形中；但是到目前为止，大多数设备还难以满足基坑和隧道变形监测对数据长期稳定性和准确性的要求，少数国外设备虽然性能优良，但是安装方式繁琐，费用昂贵，维护成本高，同时对地下工程本身的施工和运营也造成了一定影响。

发明内容：

针对现有技术的缺陷和不足，本实用新型提供一种结构简单、施工安装方便、经济耐用、易于维护的用于基坑与隧道变形的全自动监测系统。

本实用新型采用如下的技术方案来实现：一种用于基坑与隧道变形的全自动监测系统，包括数据采集仪、发送模块、变形监测服务器及多个MEMS传感器，所述数据采集仪、发送模块及变形监测服务器依次连接；所述数据采集仪获取多个MEMS传感器采集的数据并处理后，经发送模块传输给变形监测服务器。

优选地，所述MEMS传感器固定在金属管内部，相邻金属管用连接接头相连，金属管通过连接接头相对自动转动。

优选地，所述用于基坑与隧道变形的全自动监测系统还包括电缆总线，所述多个MEMS传感器分别与电缆总线连接，多个MEMS传感器采集的数据经电缆总线传输给数据采集仪。

优选地，所述MEMS传感器固定在金属管内部，相邻金属管用连接接头相连，金属管通过连接接头相对自动转动；所述用于基坑与隧道变形的全自动监测系统还包括电缆总线，所述电缆总线贯穿金属管和连接接头，并与固定在金属管内的MEMS传感器连接，多个MEMS传感器采集的数据经电缆总线传输给数据采集仪。

优选地，所述连接接头为万向节、连接软管或电缆线。

与传统的基坑和隧道变形监测相比，本实用新型具有如下优点及有益效果：

1、采用了MEMS传感器，相对于其它监测传感器而言，MEMS传感器体积小、重量轻、成本低、可靠性高，因而本实用新型中的传感器在保证低成本的同时实现了小型化和长期变形监测性能的稳定。

2、用于连接金属管的连接接头有三种类型可供选择：万向节、连接软管和电缆线，根据实际现场情况来选择，灵活多变，应用范围广泛。

3、本实用新型在施工现场安装时，只要进行超前钻孔即可，对基坑和隧道本身的影响很小，后期的维护也很方便。

附图说明：

图1是本实用新型的系统拓扑图；

图2是本实用新型传感器端的结构示意图(连接接头为连接软管)；

图3是本实用新型传感器端模拟土体沉降监测示意图(连接接头为连接软管)；

图4是本实用新型传感器端模拟土体水平/侧向变形监测示意图(连接接头为连接软管)；

图5是本实用新型采用三种连接接头的传感器端结构示意图，(a)为连接软管，(b)为电缆线，(c)为万向节；

上述图中：1、MEMS传感器；2、金属管；3、连接接头；4、电缆总线；5、地表面。

具体实施方式：

下面将结合实施例和说明书附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实用新型包括电缆总线、数据采集仪、发送模块、变形监测服务器及多个MEMS传感器，其中电缆总线、数据采集仪、发送模块及变形监测服务器依次连接，多个MEMS传感器分别与电缆总线连接。