[实用新型]基于盾构管片的隧道拱顶变形自动化监测系统

说明书

本实用新型涉及一种基于盾构管片的隧道拱顶变形自动化监测系统，属于隧道与地下工程技术领域。包括若干个盾构管片连接而成的盾构隧道、控制中心和预警装置；安装在多个盾构管片内外、侧壁、拼接后盾构管片接缝处以及顶板处的位移传感光缆与控制中心相连接，控制中心对采集到的位移值进行比对，并根据实际情况传递给预警装置发出警示信号。本实用新型的效果和优点是效率高、操作简单、较现有的盾构隧道安全监测技术对拱顶变形针对性更强、监测时不受隧道内部施工的影响、可长期自动化监测、数据准确完整、精度高、减少人力、监测方式安全可靠。

技术领域

本实用新型属于隧道与地下工程技术领域，特别是涉及一种基于盾构管片的隧道拱顶变形自动化监测系统。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展和城市建设的大力推进，我国城市交通流量大幅上升，交通堵塞、城市环境日益恶化成为各大城市普遍存在和亟待解决的重要问题，城市地铁作为一种安全、快捷、高效、环保的交通形式，迅速成为许多大城市解决交通问题的首要选择。随着我国城市地铁的大力发展，盾构法作为安全、环保、快速的建设手段，在地铁隧道修建中得到了广泛应用。

然而盾构法在施工中，会造成开挖面土体受到扰动而使土体移动，导致盾构前方地表沉降或隆起，破坏土体结构。无论是沉降或是隆起都会对隧道施工的安全产生不利影响。盾构施工产生的即时位移是当时就可以测量和控制的，而施工以后的长期地层变形是一项复杂、难以控制的系统工程。

随着光纤通信技术的迅速发展，光纤传感监测的应用也愈加广泛。目前，光纤传感器的研究在充分提高和利用现有光纤传感技术的基础上，正在向着多功能化、小型化、集成化、智能化、网络化、系统化的方向发展。由于光纤的频带宽，可用于遥测遥控，是一种良好的敏感元件；同时由于光纤本身为非金属、抗电磁干扰、直径较金属导线细、重量轻、容量特大、弯曲半径小、耐辐照，尤其可用在有危害的环境下使用；具有非侵入性、高敏感度。采用分布式传感光纤技术，能够实心对管片拱顶位移的全面监测。

实用新型内容

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型提供一种基于盾构管片的隧道拱顶变形自动化监测系统，主要为了开发一种能够有效的解决盾构隧道安全监测问题，尤其是对隧道拱顶位移进行实时监测问题，

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型一种基于盾构管片的隧道拱顶变形自动化监测系统，包括若干个盾构管片连接而成的盾构隧道、控制中心和预警装置；盾构管片内侧径向、盾构管片径向的侧壁弧形方向和相邻的盾构管片之间设置骨架，骨架为横向钢筋和纵向钢筋相互垂直组成的网状结构，起支撑作用，其结构形状与盾构管片形状相同，呈弧形；盾构管片内侧径向的骨架上呈S型布设管片位移传感光缆A，盾构管片侧壁的弧形方向的骨架上呈S型布设管片位移传感光缆B；管片位移传感光缆C设置在相邻的盾构管片之间的位置并且沿侧壁的弧形方向的骨架上呈S型布设；盾构管片底部设置光缆出口作为管片位移传感光缆A的预留通道；沿盾构隧道轴向延伸布设管拱顶位移传感光缆在盾构隧道拱顶的顶板上和在盾构管片接缝处设置管片位移传感光缆D；

管片位移传感光缆A、管片位移传感光缆B、管片位移传感光缆C、管片位移传感光缆D和拱顶位移光缆的另一端均直接与控制中心相连接；控制中心将由管片位移传感光缆A、管片位移传感光缆B、拱顶位移传感光缆、管片位移传感光缆C和管片位移传感光缆D传递的盾构隧道位移变化数据给控制中心进行分析处理，并根据设置的经验数据进行比对，判断是否存在危险，而后通过通信光缆传递给预警装置进行预警。

进一步地，盾构隧道的外侧包括盾构隧道下部半圆形的弧形的底板、位于盾构隧道拱顶的顶板和在盾构隧道两侧的呈对称的两个侧板，三者之间通过螺栓连接契合成完整的圆形。