[发明专利]一种隧道变形预警监测系统

权利要求书

1.一种隧道变形预警监测系统，包括全站仪检测模块、罗盘仪检测模块及人机交互模块，全站仪检测模块和罗盘仪检测模块分别与人机交互模块相连，其特征在于，全站仪检测模块包括全站仪，全站仪的标称精度不小于2±2ppm，施测时设站点与监测点距离控制在100米范围以内；

罗盘仪检测模块用来对洞内、洞外观察检测，罗盘仪均间隔设置于全线隧道中；

全站仪检测模块用来检测拱顶下沉、净空变化、地表沉降，全站仪均匀间隔设置于全线隧道中，且于隧道浅埋段有构筑物、等级道路的情况也设有全站仪。

2.根据权利要求1所述的隧道变形预警监测系统，其特征在于，人机交互模块为电脑，用于上传数据，同时用于电脑在网络平台上建立数据端。

3.一种隧道监控量测方法，包括权利要求1-2任一所述的隧道变形预警监测系统，其特征在于，步骤如下：

S1、洞内、外观察；

S11、洞内开挖面观察：开挖工作面观察应在每次开挖后进行，绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘查资料进行对比；

S12、洞内已施工地段观察：喷射混凝土、钢拱架或格栅钢架变形工作状态；

S2、监控量测工作；

S21、监控量测点埋设；

S22、地表沉降测点埋设时先在地表钻孔，然后埋入沉降测点，外露1～2cm，四周用混凝土填实；测点采用直径20～30mm，长50～100cm，顶部为斜面贴反光膜片或平面中心设置标记；

S3、数据采集上传；

S4、数据分析处理及预警。

4.根据权利要求3所述的隧道监控量测方法，其特征在于，步骤S12中，洞内观察以下内容：

a、初期支护完成后对喷层表面的观察以及裂缝状况、混凝土开裂和剥落情况；

b、拱架或格栅钢架的无扭曲变形、整体下沉的现象；

c、拱架或围岩有无异响；

且洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态及地表水渗漏情况，同时还应对地面建筑物进行观察。

5.根据权利要求4所述的隧道监控量测方法，其特征在于，步骤S21中，拱顶下沉和水平收敛监测采用全站仪配合反射膜片进行，同时需要满足以下要求：

测点埋设要求：采用直径不小于20mm的螺纹钢，长20-30cm，尾端沿隧道洞内方向进行45°斜切形成斜切面或者端部焊接钢板，斜切面处或钢板上面粘贴测量专用反射膜片，反射膜片不小于1cm×1cm；

标识要求：测点布设以后，在测点位置用红色油漆做醒目标识，每个断面左右侧各布设1个标示牌；

保护要求：测点及时进行布设；

破坏与松动处理要求：如果测点被破坏，应在被破坏测点附近补埋，重新进行数据采集；如果测点出现松动，则应及时加固，重新读取初读数。

6.根据权利要求5所述的隧道监控量测方法，其特征在于，步骤S3中，定时对隧道内各断面量测数据进行采集，在监控量测中，监测站点(2)为全站仪设于隧道中线，采用极坐标坐标测量的方法，直接对不同口岸侧断面(1)上的各监测点标志进行观测，获取各监测点在任意站心坐标系下的空间三维坐标，再利用各监测点的空间三维坐标，间接计算得到同一断面上各监测点间的相对位置关系，并通过比较不同监测周期相同监测点间的相对位置关系的差异，来真实反映隧道施工期间的围岩净空收敛及拱顶下沉变化量。