[发明专利]城市隧道多线叠交施工沉降监测预警系统及方法

说明书

本发明提供了城市隧道多线叠交施工沉降监测预警系统及方法，属于建筑施工技术领域，它解决了现有的一些隧道沉降监测与预警装置的监测手段过于单一，无法有效对监测数据进行分析，且预警不及时的问题。本城市隧道多线叠交施工沉降监测预警系统及方法，包括智能监测单元、变形机理与控制理论单元、数据传输处理单元、安全预警单元、智能隧道云端计算与服务平台和客户端服务系统。本发明的监测手段更加丰富，并通过试验测试得到的数据库来对监测数据进行分析，该系统将BIM三维建模和AI人工智能技术有机融合与创新应用，提高了系统运行的效率，更加智能化，且预警更加及时和准确，有效减少施工过程中的安全隐患，适于隧道多线叠交施工。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，涉及一种预警系统，特别是城市隧道多线叠交施工沉降监测预警系统及方法。

背景技术

随着城市化的发展，隧道开挖工程通常处于城市建筑密集处，或者道路和桥梁周围，在这些区域，行人、车流量较密集，如果处理不当，不仅会给施工单位带来严重的经济损失，而且会威胁周围行人的生命安全，有可能引发重大安全责任事故，影响整个城市的建设和发展。隧道施工十分复杂，存在众多未知隐患因素，很难做到本质安全，但通过合理的监测预警方法，及时发现安全隐患，制定科学的应对措施，可以有效的保证施工质量，避免发生大规模人员伤亡事故。如上海地铁11号线北段二期工程双线隧道分别从运营的地铁4号线隧道上、下方穿越，形成四线叠交的特殊工况。在这样叠交工况众多，叠交距离较长，甚至多线叠交的情况下进行隧道施工，存在极大的施工风险和安全隐患。

经检索，如中国专利文献公开了隧道沉降监测与预警装置【申请号：CN201922126049.2；公开号：CN211121176U】。这种隧道沉降监测与预警装置，包括隧道本体，所述隧道本体两侧壁顶部水平固定安装与隧道洞壁贴合，能够与隧道洞壁共形变的沉降记录轨道，检测装置可在沉降记录轨道上滑行进行数据的测量，检测装置包括水平滑道、移动小车、折叠升降杆、支撑台和检测机构。

该专利中公开的装置在监测过程中，由于监测手段过于单一，而且无法有效对监测数据进行分析，缺乏更加准确的预警手段，该装置存在效率低下、预警不及时、分析评价滞后的等缺陷，在使用过程中给施工方带来安全隐患，不适于隧道多线叠交施工。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了城市隧道多线叠交施工沉降监测预警系统，该城市隧道多线叠交施工沉降监测预警系统的监测手段更加丰富，并通过试验测试得到的数据库来对监测数据进行分析。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

城市隧道多线叠交施工沉降监测预警系统，包括智能监测单元、变形机理与控制理论单元、数据传输处理单元、安全预警单元、智能隧道云端计算与服务平台和客户端服务系统，所述智能监测单元由隧道测斜模块、轴力监测模块、位移监测模块和水监测模块构成，所述隧道测斜模块由测斜管和测斜传感器构成，所述测斜管的下方设置有底座机构，所述轴力监测模块由多组埋入式振弦应变计构成，所述位移监测模块由测量激光发射装置和激光接收装置构成，所述水监测模块由水位传感器和压方传感设备构成，所述变形机理与控制理论单元包括土压测试机构、土压理论数据库和输入指标数据库，所述土压测试机构包括底座、电动缸、活动挡墙、模型箱、测试土体和CCD相机，所述模型箱的一侧开设有窗口，所述活动挡墙与电动缸的输出轴固定，所述电动缸的一侧和下方设置有固定支撑机构，所述活动挡墙的一侧固定有位移计，所述测试土体的顶部设置有加载板，所述安全预警单元由AI学习平台和隧道监测预警模块构成。

所述底座机构包括底板、竖板、旋转轴和梯形楞，所述竖板固定在底板的顶部，所述旋转轴的一端与竖板转动连接，所述旋转轴的另一端与测斜管固定，所述梯形楞设置在底板的底部。

采用以上结构，通过底板、竖板、旋转轴和梯形楞的设置，竖板和旋转轴的配合使用，使得测斜管能够转动倾斜，同时底板用于对测斜管进行摆放，而梯形楞的设置则防止测斜管的下方出现位移。