[发明专利]一种盾构隧道管片沉降监测报警系统及监测报警方法

说明书

本发明公开了一种盾构隧道管片沉降监测报警系统，包括监测系统和报警系统；监测系统包括孔隙水压力传感器、第一位移传感器及数据采集仪；孔隙水压力传感器设于隧道不同位置的土体中；第一位移传感器设于隧道管片外表面及管片外土体间；孔隙水压力传感器及第一位移传感器通过有线或无线方式与数据采集仪连接；报警系统包括报警控制器、报警器及显示异常区域位置的报警地图；报警控制器接收来自监测系统的信号，输出信号至报警器及报警地图。本发明还公开了一种盾构隧道管片沉降监测报警方法。本发明可以在线监测隧道管片沉降及土体液化状况，并通过数据采集仪及时将检测结果发送给警报控制器，由警报控制器及时发出报警信号通知相关人员采取措施。

技术领域

本发明涉及一种盾构隧道领域，特别涉及一种盾构隧道管片沉降监测报警系统及监测报警方法。

背景技术

目前，当前城市地铁隧道普遍采用盾构法施工，但随着盾构施工过程中遇到的地层越来越复杂，对盾构施工技术提出了更高的要求。

盾构施工过程中，容易发生管片沉降。引起隧道管片沉降的原因很多，来自管片外的原因主要有地质因素、周边复杂环境及地面载荷变化显著等方面，岩层风化程度和单轴抗压强度变化大，沿线地层变化剧烈，地下水丰富，以及一些隧道周边建筑的施工等。来自管片内的原因包括管片的接缝处、注浆孔及管片局部碎裂造成渗漏等。尤其是在特殊地层条件下，如隧道底部为在震动作用下易液化的粉细砂地层，更易发生隧道管片沉降。

以上这些原因造成的管片沉降，容易造成成型隧道管片破损、错台、渗水、漏砂及姿态超限等质量、安全问题。从而影响隧洞成型质量以及后期通车运行的安全。

目前对管片沉降的检测，采取在各个施工阶段局部检测的方式，不能及时发现管片沉降的趋势，并及时进行对策。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种综合检测地下结构抗震特性的盾构隧道管片沉降监测报警系统及监测报警方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种盾构隧道管片沉降监测报警系统，包括监测系统和报警系统；所述监测系统包括孔隙水压力传感器、第一位移传感器及数据采集仪；所述孔隙水压力传感器用于测量土体内部的渗透水压力，其设于隧道不同位置的土体中；所述第一位移传感器用于检测隧道管片与管片外土体间的相对位移，其设于隧道管片外表面及管片外土体间；所述孔隙水压力传感器及所述第一位移传感器通过有线或无线方式与所述数据采集仪连接；所述报警系统包括报警控制器、报警器及显示异常区域位置的报警地图；所述报警控制器接收来自所述监测系统的信号，输出信号至所述报警器及所述报警地图。

进一步地，环绕盾构隧道周向均布8个所述孔隙水压力传感器。

进一步地，沿隧道轴向均布多个检测方向垂直于水平面的第一位移传感器，均布间距1至10米。

进一步地，所述第一位移传感器为回弹式LVDT位移传感器。

进一步地，所述监测系统还包括第二位移传感器；所述第二位移传感器用于检测盾构隧道管片间的相对位移；所述第二位移传感器的固定部设于两个相接的盾构隧道管片的相对端面上；所述第二位移传感器通过有线或无线方式与所述数据采集仪连接。

进一步地，在两个相接的盾构隧道管片的相对端面上，周向均布8个检测方向平行于隧道管片轴线的第二位移传感器。

进一步地，所述第二位移传感器为回弹式LVDT位移传感器。

进一步地，所述报警地图根据隧道的实际地图绘制，其上标注隧道各个监测点的位置，当某个检测点处检测结果异常时；所述报警控制器输出对应的信号，使报警地图中相应位置的标注点显示为异常状态。

进一步地，所述报警地图为电子报警地图。