[发明专利]一种小净距隧道中夹岩稳定性监测系统及其方法

说明书

本发明涉及一种小净距隧道中夹岩稳定性监测系统及其方法，其中，该监测方法具体为：球形摄像机拍摄隧道初始全局图像；微波雷达对隧道初始全局图像进行标定，以布设八个虚拟监测点；激光测距仪测量八个监测点的初始定位距离；微波雷达跟踪八个监测点的位置数据；根据八个监测点位置数据的变化，激光测距仪对应跟随监测点发生角度转动，以分别测量八个监测点的实时定位距离；根据激光测距仪转动角度以及八个监测点的初始定位距离和实时定位距离，由计算机计算八个监测点的位移数据，基于中夹岩稳定性判据，判断得到中夹岩稳定性结果。与现有技术相比，本发明通过构建监测体系，形成远程监测系统及方法，能够准确、全面整体地监测隧道结构变形。

技术领域

本发明涉及隧道工程监测技术领域，尤其是涉及一种小净距隧道中夹岩稳定性监测系统及其方法。

背景技术

在隧道工程的施工监测过程中，往往需要监测隧道结构体本省及周边围岩的变形状态，小净距隧道作为一种特殊结构形式的隧道，包含有上下行隧道双洞，小净距隧道上下行双洞之间的岩石即为中夹岩，除隧道断面本身的变形外，中夹岩体的变形是隧道整体性稳定的重要保障，其监测工作贯穿施工过程中的各个阶段，是评价隧道及中夹岩稳定性的必要工作。目前，常采用的变形监测手段主要采用点式监测的方式，具体是通过在断面上布置实物测点测线，通过点线的收敛情况实现监测工作，但由于监测过程中人为因素较多，导致产生的偶然误差较大，且分散的数据点难以真实地反映结构整体变形，使得现有的监测技术大多局限在人工操作较多、单点监测、没有实时监测的体系。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种小净距隧道中夹岩稳定性监测系统及其方法，以全面整体、准确地监测小净距隧道中夹岩的变形情况。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种小净距隧道中夹岩稳定性监测系统，包括依次连接的球形摄像机、微波雷达和激光测距仪，所述球形摄像机和激光测距仪还分别与计算机连接，所述球形摄像机用于拍摄隧道全局图像；

所述微波雷达用于对隧道全局图像进行标定，以布设并跟踪监测点位置；

所述激光测距仪根据监测点位置数据变化发生角度转动，以跟踪测量监测点的定位距离；

所述计算机根据激光测距仪的转动角度和监测点的定位距离，计算出监测点的位移数据，以判断得到中夹岩稳定性结果，所述计算机的显示屏用于实时显示隧道全局图像。

进一步地，所述隧道全局图像中包含中夹岩表面和隧道断面图像，所述监测点分别布设在中夹岩体中心位置、中夹岩体上区域位置、隧道双洞拱顶位置和隧道双洞的左右拱腰位置。

进一步地，所述激光测距仪的数量与监测点数量相同，以分别对应计算监测点的位移变化。

进一步地，所述球形摄像机、微波雷达和激光测距仪均安装在隧道衬砌钢架上，所述钢架布置在隧道轮廓线上，所述球形摄像机、微波雷达和激光测距仪均固定在与中夹岩中轴线齐平的位置。

进一步地，所述钢架底部设有滑轮导轨，所述钢架能沿导轨发生移动。

进一步地，所述钢架上还安装有报警指示灯，所述报警指示灯与计算机连接，以对应中夹岩稳定性结果发出不同颜色的灯光。

一种小净距隧道中夹岩稳定性监测方法，包括以下步骤：

S1、球形摄像机拍摄隧道初始全局图像；

S2、微波雷达对隧道初始全局图像进行标定，以布设八个虚拟的监测点，所述八个监测点分别位于中夹岩体中心位置、中夹岩体上区域位置、隧道双洞拱顶位置和隧道双洞的左右拱腰位置；

S3、激光测距仪分别测量得到八个监测点的初始定位距离；

S4、根据球形摄像机实时拍摄的隧道全局图像，微波雷达跟踪八个监测点的位置数据，并将八个监测点的位置数据实时地对应发送给激光测距仪；