[发明专利]一种地铁隧道防开挖振动监测方法

权利要求书

1.一种地铁隧道防开挖振动监测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、沿地铁线路方向埋设一组自供电三轴向振动监测仪，振动监测仪内置定位模块，可通过附近的基站进行定位；振动监测仪的间距为不小于100米，振动监测仪的振动监测范围覆盖地铁隧道沿线全部区域；

S2、结合地铁线路图和二维地图，将二维地图进行网格化，形成地铁线路网格坐标图，同时结合地铁隧道以及地铁站点的实际布局，在地铁线路网格坐标图中确定防开挖核心区域的坐标范围，同时在防开挖核心区域的坐标范围相邻的区域，设置防开挖警戒区域，将上述防开挖核心区域的坐标范围以及防开挖警戒区域的坐标范围录入地铁防开挖振动监测软件平台中；

S3、依次对振动监测仪进行编号，在地铁线路网格坐标图标记出全部的振动监测仪的网格位置，并在地铁防开挖振动监测软件平台中存储振动监测仪的编号以及与编号对应的振动监测仪布设位置的网格坐标数据；

S4、在地铁线路网格坐标图中将已报备的施工信息中的施工区域范围转化为坐标范围，同时在地铁防开挖振动监测软件平台中录入已报备施工信息的坐标范围、施工时段，并进行实时的更新；

S5、振动监测仪进行振动信号采集，将采集到的振动信号传输至地铁防开挖振动监测软件平台；地铁防开挖振动监测软件平台中根据多个振动监测仪同时采集到的振动信号进行分析计算，确定振动发生的位置坐标范围以及振动发生的时刻；

具体包括以下过程：

S5.1、CPU中控模块提取振动信号的波形特征，将振动信号的波形特征通过NB-IoT通信模块发送至地铁防开挖振动监测软件平台，与地铁防开挖振动监测软件平台中存储的施工振动波形特征进行比对，确认振动信号是否属于施工振动，若确认，则进入步骤S5.2；所述的地铁防开挖振动监测软件平台中存储的施工震动波形特征为在各个工地预先采集的振动特征数据；

S5.2、根据多个振动监测仪所同时采集到的振动信号，计算出振动发生的位置距离各个采集到的该振动信号的振动监测仪的距离，并进一步计算出振动发生的位置在地铁线路网格坐标图上的坐标；

S6、地铁防开挖振动监测软件平台根据振动发生的位置坐标与防开挖核心区域的坐标范围、防开挖警戒区域的坐标范围以及已报备施工信息的坐标范围进行比对，根据比对结果判断警报等级，具体为：

若振动发生的位置坐标不在防开挖核心区域的坐标范围以及防开挖警戒区域的坐标范围内，则不发出警报；

若振动发生的位置坐标在防开挖警戒区域的坐标范围内，且同时位于已报备施工信息的坐标范围内，则进一步比对振动发生的时刻是否在已报备施工信息的施工时段内，若位于施工时段内，则不发出警报；若不位于施工时段内，则向报警模块发送警戒信号；

若振动发生的位置坐标在防开挖警戒区域的坐标范围内，且不位于已报备施工信息的坐标范围内，则向报警模块发送警戒信号；

若振动发生的位置坐标在防开挖核心区域的坐标范围内，则向报警模块发送紧急报警信号；

S7、地铁工作人员收到警戒信号后，派专人去振动发生的位置巡查处置；若地铁工作人员收到紧急报警信号，则直接报警并派专人去振动发生的位置巡查处置。

2.根据权利要求1所述的地铁隧道防开挖振动监测方法，其特征在于：步骤S1中，振动监测仪埋设在地铁沿线正上方路面区域设置的警示标示柱或警示标识牌的下方，并保证设置的振动监测设备用混凝土水平埋设于地表以下；所述振动监测仪动态范围优于60dB。

3.根据权利要求1所述的地铁隧道防开挖振动监测方法，其特征在于：步骤S5中，振动监测仪以交替的休眠方式和唤醒方式进行振动信号采集：休眠方式下，振动监测仪以不高于6Hz的采样率进行振动信号采集，CPU中控模块和通信模块处于休眠状态；唤醒方式下，振动监测仪以不低于100Hz的采样率进行振动信号采集，激活CPU中控模块和通信模块，通过通信模块传输至地铁防开挖振动监测软件平台。

4.根据权利要求3所述的地铁隧道防开挖振动监测方法，其特征在于：休眠方式和唤醒方式之间采用定时切换，或者采用动态切换；若采用定时切换，则预先设置休眠方式和唤醒方式的工作时间；若采用动态切换，则预先设置振动监测仪的采集阈值，当休眠方式下振动监测仪采集到超过阈值的振动信号时，进入唤醒方式。