[发明专利]盾构隧道管片错位变形自动监测预警装置、系统及方法

权利要求书

1.一种盾构隧道管片错位变形自动监测预警装置，其特征在于，包括可伸缩固定杆、倾角传感器、第一控制器、第一报警器；

所述倾角传感器水平固定于所述可伸缩固定杆上，所述倾角传感器、第一报警器均与所述第一控制器电连接；所述可伸缩固定杆用于水平固定在两个纵向相邻的盾构管片的纵向连接螺栓上；

所述倾角传感器用于采集所述可伸缩固定杆的倾斜角度值并传输至所述第一控制器；

所述第一控制器用于接收倾斜角度值，当倾斜角度值超过预设预警值时，所述第一控制器向所述第一报警器发出报警信号，所述第一报警器用于接收报警信号并进行报警。

2.根据权利要求1所述的盾构隧道管片错位变形自动监测预警装置，其特征在于，还包括水平固定于所述可伸缩固定杆上的位移传感器，所述可伸缩固定杆上标有刻度及对应所述刻度安装的滑动变阻器，所述滑动变阻器、所述第一控制器均与所述位移传感器连接，所述位移传感器用于采集所述可伸缩固定杆的拉伸长度值并传输至所述第一控制器，所述第一控制还用于接收拉伸长度值，当拉伸长度值超过预设长度预警值时，所述第一控制器向所述第一报警器发出报警信号，所述第一报警器用于接收报警信号并进行报警。

3.根据权利要求2所述的盾构隧道管片错位变形自动监测预警装置，其特征在于，还包括与所述第一控制器电连接的第一信号发射器，所述第一信号发射器用于将所述第一控制器接收的倾斜角度值、拉伸长度值及产生的报警信号发送至外部的信号接收器。

4.一种盾构隧道管片错位变形自动监测预警系统，其特征在于，包括信号接收器以及多个如权利要求3所述的盾构隧道管片错位变形自动监测预警装置；多个所述盾构隧道管片错位变形自动监测预警装置中的第一信号发射器均与所述信号接收器通信连接。

5.根据权利要求4所述的盾构隧道管片错位变形自动监测预警系统，其特征在于，还包括与所述信号接收器通信连接的多个地下水压力自动监测预警装置，多个所述地下水压力自动监测预警装置用于监测盾构管片外且位于拱顶、拱底及两侧拱腰处的水压值，并发送给所述信号接收器。

6.根据权利要求5所述的盾构隧道管片错位变形自动监测预警系统，其特征在于，每个所述地下水压力自动监测预警装置均包括水压传感器、第二控制器、第二信号发射器、第二报警器；

所述水压传感器、第二信号发射器、第二报警器均与所述第二控制器电连接；

所述水压传感器用于采集盾构管片外的水压值并传输至第二控制器；

所述第二控制器用于接收水压值，当水压值超过预设水压值时，所述第二控制器向所述第二报警器发出报警信号，所述第二报警器用于接收报警信号并进行报警；

所述第二信号发射器还用于与所述信号接收器通信。

7.根据权利要求4所述的盾构隧道管片错位变形自动监测预警系统，其特征在于，多个所述盾构隧道管片错位变形自动监测预警装置纵向间隔安装在盾构隧道的拱腰处，间隔距离为1～4片盾构管片。

8.根据权利要求5所述的盾构隧道管片错位变形自动监测预警系统，其特征在于，多个所述地下水压力自动监测预警装置按四个一组分成多组，相邻两组之间的纵向间隔距离为2～5片盾构管片；每组的四个所述地下水压力自动监测预警装置用于监测盾构管片外且位于拱顶、拱底及两侧拱腰处的水压值。

9.一种盾构隧道管片错位变形自动监测预警方法，其特征在于，采用如权利要求6所述的盾构隧道管片错位变形自动监测预警系统进行自动监测预警，当第一报警器和第二报警器都发出警报时，确定盾构隧道管片错位变形是由水压变大引起，进行排水处理；当只有第二报警器发出警报时，监测水压值的变化速率，当水压值的变化速率大于预设值时，进行排水处理，防止盾构隧道管片错位变形的发生；当只有第一报警器发出警报时，确定盾构隧道管片错位变形不是由水压引起。