[发明专利]一种用于软土盾构隧道的结构健康监测系统

权利要求书

1.一种用于软土盾构隧道的结构健康监测系统，其包括通讯连接的数据采集子系统、监测数据传输网络子系统、中心数据库子系统、隧道结构健康评估子系统、隧道BIM模型信息子系统；其特征在于：所述数据采集子系统包括设置在软土盾构隧道内的应变光纤传感器和温度光纤传感器，所述温度光纤传感器沿所述软土盾构隧道的长度方向布置，所述应变光纤传感器包括相连接的沿所述软土盾构隧道的长度方向布置的纵向应变分布光纤和沿所述软土盾构隧道的周向布置的环向应变分布光纤，所述环向应变分布光纤设置在相邻的两个所述隧道管片的接缝处，用于采集获取软土盾构隧道的监测数据。

2.根据权利要求1所述的一种用于软土盾构隧道的结构健康监测系统，其特征在于：所述监测数据传输网络子系统，用于将来自所述数据采集子系统的监测数据进行数字化处理并输送给所述中心数据库子系统；所述中心数据库子系统，用于接收来自所述监测数据传输网络子系统的数字化的检测数据，并对监测数据进行归档、查询、存储和管理；所述隧道BIM模型信息子系统，用于整合隧道设计、施工和监测数据以构建软土盾构隧道BIM模型，实现隧道全生命周期工程数据的可视化管理；所述隧道结构健康评估子系统建有软土盾构隧道健康评估体系，根据中心数据库子系统的监测数据对软土盾构隧道结构状态进行评估，并对软土盾构隧道结构的安全及使用状况进行评估及自动报警。

3.根据权利要求1所述的一种用于软土盾构隧道的结构健康监测系统，其特征在于：还包括用户界面子系统，用于将各类数据向用户展示以及接受用户控制与输入，所述用户界面子系统可通过调用中心数据库和综合安全评估子系统的数据用户能够通过关键字进行查询分析，并可实现实时监测数据和现场调查数据的集成查询，病害数据的模糊综合评价以及基于评价结果的病害成因分析和养护对策，自动化生成养护工作工单。

4.根据权利要求1所述的一种用于软土盾构隧道的结构健康监测系统，其特征在于：所述温度光纤传感器包括用于软土盾构隧道渗漏状态监测的温度光纤传感器以及用于软土盾构隧道环境监测的温度光纤传感器，所述应变光纤传感器包括用于软土盾构隧道结构变形监测的应变光纤传感器、用于软土盾构隧道结构变形缝监测的应变光纤传感器、用于软土盾构隧道混凝土表面裂缝监测的应变光纤传感器以及用于软土盾构隧道中道床变形监测的应变光纤传感器。

5.根据权利要求1所述的一种用于软土盾构隧道的结构健康监测系统，其特征在于：每间隔十二环隧道管片布置所述环向应变分布光纤，所述纵向应变分布光纤间隔三环隧道管片采用夹具固定，每一环所述环向应变分布光纤的采用最少三个夹具固定，所述纵向应变分布光纤与所述环向应变分布光纤之间采用U形线卡固定。

6.根据权利要求2所述的一种用于软土盾构隧道的结构健康监测系统，其特征在于：所述监测数据传输网络子系统通过光谱信息采集仪将来自所述数据采集子系统的监测数据进行数字化处理，并通过互联网传输到所述中心数据库子系统。

7.根据权利要求2所述的一种用于软土盾构隧道的结构健康监测系统，其特征在于：用于构建软土盾构隧道BIM模型的隧道设计、施工和监测数据包括三维几何信息、文档数据、设备属性、空间属性数据、监测数据，所述软土盾构隧道BIM模型以三维图形方式展示软土盾构隧道和附属建筑物的外观、空间划分、管道布局，能够用于支持软土盾构隧道的性能分析。

8.根据权利要求2所述的一种用于软土盾构隧道的结构健康监测系统，其特征在于：所述隧道结构健康评估子系统根据监测数据建立盾构隧道健康评价指标体系，以建立盾构隧道健康状态模糊综合评判方法，将隧道健康状态与隧道病害、对应盾构隧道健康评价指标、对应检测数据相关联，通过确定每个指标的量化分级及其影响权重，不同层之间再采用模糊综合评判的方法，最终得到以百分制表示的隧道健康状态评估结果，从而对隧道的养护工作进行指导，并根据综合识别的结果对隧道结构的安全及使用状况进行评估和自动报警。

9.根据权利要求8所述的一种用于软土盾构隧道的结构健康监测系统，其特征在于：隧道病害包括隧道环向接缝张开，隧道纵向接缝张开，管片错台，隧道沉降。