[发明专利]一种隧道变形自动化监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道变形自动化监测方法，属于隧道施工技术领域。

背景技术

在岩土中修建隧道及地下工程，理论的合理性分析比较困难，牵涉的问题繁多，其主要原因是地质条件的复杂性、施工方法的难以模拟性、围岩与结构支护相互作用的复杂性，现代隧道工程建设的特点是借助现场量测对围岩进行动态监测，并通过信息反馈指导施工作业和修正完善设计，监控量测是隧道施工安全的必要保障。目前的隧道施工，大多采用接触量测方法，但该方法施工干扰大，对于大跨度隧道的监测难度大；同时，接触量测只能进行相对周边位移的安全评价，其对隧道存在的偏压位移、隧道洞体的整体下沉位移及CD施工法的中隔墙位移无法做到安全预警。因此，接触量程尚存在很大的局限性。因此，在施工中我们从高精度、简单实用、快速准确的原则出发提出了非接触监测，但是非接触监测也存在监测时间长，受施工影响，自动化程度低等缺点。为解决以上问题，特提出使用自动变形监测系统进行隧道自动化监控量测。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种隧道变形自动化监测方法，可自动化监测系统对围岩净空位移、水平收敛及拱顶下沉量测等进行测量，每一断面均可在几分钟内完成。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种隧道变形自动化监测方法，包括如下步骤：

（1）设置基准点：在隧道出口设置4个地面基准点，其中2点为校核点；

（2）设置变形点：在隧道洞内衬砌断面上设置5个变形点，分别位于两墙脚、两拱腰及拱顶处；

（3）设置测站：洞内边墙电缆槽上上设置仪器测站；

（4）观测：将全站仪放置在测站上，全站仪的各项轴系误差及指标差进行准确调校，观测时，打开仪器的角度改正及补偿器功能，并对仪器进行气压和温度的气象改正，观测采用记录测量模式，所有观测监测点均存储在仪器内；

（5）数据处理：全站仪将测量数据上传到计算机上，计算机将自动进行误差评定、回归分析，并相应输出量测成果，并打印报表；

其中，所述步骤（2）中变形点为由薄钢板弯成直角形状并固定在衬砌表面上，并将反射膜片裁成方片粘在钢板上而形成。

前述的一种隧道变形自动化监测方法，其特征在于：所述步骤（2）中变形点处设置的反射膜片与全站仪光轴的倾斜角度不大于30度。

前述的一种隧道变形自动化监测方法，其特征在于：所述步骤（1）中的地面基准点用混凝土浇铸而成，埋置深度1m，采用对中杆及圆棱镜观测。

前述的一种隧道变形自动化监测方法，其特征在于：所述步骤（3）中采用三次重复设站，每次设站采用双盘测回结合三次重复照准的冗余观测方法，即每一测站上分别用两个盘位连续、重复照准三次目标点，得观测值，然后取其平均值作为一次设站观测的结果。

前述的一种隧道变形自动化监测方法，其特征在于：所述步骤（3）中仪器测站的周围设置有防护区。

前述的一种隧道变形自动化监测方法，其特征在于：所述薄钢板的厚度为2.5mm，反射膜片为70mm*70mm的正方形片。

本发明所达到的有益效果：

1、自动化监测系统对围岩净空位移、水平收敛及拱顶下沉量测等进行测量，每一断面均可在几分钟内完成；

2、因为全站仪仪器可用后方交会设站，这就给测量带来很大灵活性，可以在不同的现场条件下选择最佳位置设站，减少其它工序对测量的干扰，反之也减少了测量对其它工序的干扰。在某些人力设备不能到达的或危险的地方，只要满足测程与通视两个条件就可完成测量任务，减少测量对其它机械设备（如脚手架，升降机等）的依赖。因全站仪采用极坐标的方式进行放样，加上其自动化程度较高，一般即需两人即可完成作业任务；

3、传统监控量测一般在出渣完后进行，往往占用数十分钟的时间，而采用全站仪放样，尤其是通风效果好时，可在出渣的同时进行监控量测，边装渣边测量，实现零分钟测量；

总之，自动变形监测系统的出现，使传统隧道监控量测不易、不能解决的总是得到很好的解决，准确、快速、灵活的测量，有望建立隧道表面数字模型，准确快速绘制监测点变化趋势图，为施工决策提供数据基础，减少浪费，减少返工，为整个工程提供基础保证，这一技术将在隧道监测中得到普及，取代传统监控量测方法。

具体实施方式

下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。