CN102505711A - 一种监测沉管隧道基础施工管段位移的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种监测沉管隧道基础施工管段位移的系统及方法，包括：安装在沉管隧道前一个管段管尾位置的激光发射装置，安装在监测管段管尾位置的激光接收装置，所述激光发射装置将其发射的激光束投射到所述激光接收装置，所述激光接收装置将其接收到的激光束位移数据传输到控制室的监测处理器进行实时监测、数据处理并存储。本发明提供了一种能够实现连续、精度高、直观的全自动监测功能的系统及方法，并在实现自动连续监测过程中，能够保证监测数据可靠，自动储存监测数据，且操作简单快捷、工作效率高。
Description
技术领域
本发明涉及沉管隧道基础灌砂或压浆领域，更具体的说，涉及一种监测沉管隧道基础灌砂或压浆施工管段位移的系统及方法。
背景技术
目前，沉管隧道基础灌砂或压浆施工过程中，水中的管段处于不稳定状态，管段经常抖动，特别是作为自由端的管尾上下左右抖动幅度较大，对管段可能上浮存在安全隐患。同时，对管段基础是否充填完成，管段上台量是一个重要指标，需要不间断监测，以确保管段基础质量。在以往工程施工中，只靠人工采用全站仪监测，存在人工误差、不能连续监测以及易受监测环境条件影响等缺点。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的缺陷，提供一种监测沉管隧道基础施工管段位移的系统，对沉管隧道基础灌砂或压浆施工过程中管段位移变化提供连续、精度高、直观的全自动监测功能。
本发明还提供一种监测沉管隧道基础施工管段位移的方法，在实现自动连续监测过程中，能够保证监测数据可靠，自动储存监测数据，且操作简单快捷、工作效率高。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种监测沉管隧道基础施工管段位移的系统，该系统包括：安装在沉管隧道前一个管段管尾位置的激光发射装置，安装在监测管段管尾位置的激光接收装置。所述激光发射装置将其发射的激光束投射到所述激光接收装置，所述激光接收装置将其接收到的激光束位移数据传输到控制室的监测处理器进行实时监测并异常自动报警。
所述激光发射装置包括激光发射器和电源，所述激光接收装置为激光位移接收靶。
所述激光束位移数据通过信号数据线传输到控制室的监测处理器。
所述激光束位移数据通过无线发射器传输到控制室的监测处理器。
一种监测沉管隧道基础施工管段位移的方法，包括以下步骤：
步骤一：安装激光发射装置：在沉管隧道前一个管段管尾封门上管段中间离顶板底部约1m位置安装激光发射装置，调节激光发射装置的方向，使得激光发射装置发射的激光束与被监测管段坡度方向基本一致，打开封门预留测量孔；
步骤二：安装激光位移接收装置：在被测管段管尾封门上管段中间离顶板底部约1m、相对激光发射装置的位置处安装激光位移接收装置；进一步调整激光位移接收装置的位置，使得激光发射装置发射的激光束与激光位移接收装置的位置对中；
步骤三：安装调试监测处理器：在控制室安装监测处理器，并与位移接收装置通讯连接，接受位移初始信号并调试，设置警戒值；
步骤四：实时监测：通过接收位移接收装置的位移信号，实时不间断监测在施工过程中管段位移的变化，超过警戒值自动报警。
本发明技术方案所带来的有益效果：
本方案解决了沉管隧道基础灌砂（或压浆）施工过程中，管段位移不能连续自动监测和报警的问题。一般沉管隧道基础灌砂（或压浆）施工过程需要7天左右的时间，现有的监测系统采用全站仪人工测量的方法，间隔一段时间测量一次，隔天需要重新布置测量系统。与现有测量系统和测量方法相比，本发明技术方案有如下几个优点：
1、自动连续监测：本发明技术方法改变了以往人工间断性监测的模式，满足沉管隧道基础灌砂（或压浆）连续施工而需要连续监测的要求，进一步提高沉管隧道建设的安全性和可靠性。
2、提高了监测的可靠性：本发明技术方案是在沉管隧道基础灌砂（或压浆）前一次性布置，参照系统一，系统误差在mm级，监测系统稳定，数据可靠。现有技术需要多天次设定参照系，系统误差cm级，监测系统较难稳定，同时由于沉管管内其他作业干扰而影响监测，监测数据可靠性较差。
3、提高工作效率：本发明技术方案系统在监测过程中，只需要在控制室进行实施监测，监测环境良好，效率高。现有监测系统需要在管内监测，环境较差，交叉作业较多，工作效率低。
4、指令的快捷性：本发明技术方案可以自动显示窗口，自动报警，通过指挥系统终端，即时掌握动态数据，发现异常可以快捷通知相关指挥人员采用相关措施。现有监测系统需要人工不断复核，指令传输慢，动态数据传输困难，容易发生误操作或采取措施滞后而影响施工。
5、数据的可储存性：本发明技术方案在监测过程中自动储存监测数据，对数据可以进行后评估和分析。现有监测系统数据典型性较差，数据分析困难，偏差较差。
附图说明
以下通过附图对本发明技术方案做进一步详细描述：
图1是本发明的监测原理图；
图2是本发明实施例的布置图；
图3是本发明监测处理器程序框图。
具体实施方式
在图1中，激光发射器1发出激光束2，投射到激光位移接收靶3上，激光位移接收靶3根据激光束2投射的坐标位移变化，反映出管段管尾的位移变化，数据通过信号数据线4传输给监测处理器5进行数据处理，并实时监测。
在图2所示实施例中，在监测管段前一个管段6（或暗埋段）管尾封门上（接头侧）的管段中间离顶板底部约1m左右的位置安装激光发射器1和电源（与封门预留测量孔相一致），调节激光发射器1的方向，使得激光发射器1发射的激光束2与被监测管段坡度方向基本一致，打开封门预留测量孔。在监测管段7管尾封门上管段中间离顶板底部约1m左右（与激光发射器相对位置一致）安装激光位移接收靶3。激光发射器1发射激光，进一步调整激光位移接收靶3的位置，使得激光束2与靶心位置对中。在控制室9安装监测处理器5，通过信号数据线4（有线或无线）连接激光位移接收靶3，在灌砂或压浆系统8工作前，确定初始坐标，监测处理器5接受位移初始信号并调试，设置警戒值。在灌砂或压浆系统8工作过程中，激光位移接收靶3根据激光束2投射的坐标位移变化，反映出管段管尾的位移变化，数据通过信号数据线4传输给监测处理器5进行数据处理，并实时监测，超过警戒值自动报警。
图3所示监测处理器程序框图中，初始化后接受激光位移接收靶传输的数据，检测有无数据接受，如无，重新检测信号，如有触发激光位移接收靶；ADC是否转换，如无，继续进行系统转换，如有，则进行图像数据采集处理；发送图像数据；检测CS8900A是否中断，如中断，继续连接，如正常，接受数据帧；解析数据帧，并对图像数据进行存储；检测数据是否超过设置的警戒值，如有，报警并对图像数据进行存储；如无，则进行监测。
Claims (5)
1.一种监测沉管隧道基础施工管段位移的系统，其特征在于，该系统包括：安装在沉管隧道前一个管段管尾位置的激光发射装置，安装在监测管段管尾位置的激光接收装置，所述激光发射装置将其发射的激光束投射到所述激光接收装置，所述激光接收装置将其接收到的激光束位移数据传输到控制室的监测处理器进行实时监测并异常自动报警。
2.根据权利要求1所述的监测沉管隧道基础施工管段位移的系统，其特征在于，所述激光发射装置包括激光发射器和电源，所述激光接收装置为激光位移接收靶。
3.根据权利要求1所述的监测沉管隧道施工管段位移的系统，其特征在于，所述激光束位移数据通过信号数据线传输到控制室的监测处理器。
4.根据权利要求1所述的监测沉管隧道基础施工管段位移的系统，其特征在于，所述激光束位移数据通过无线发射器传输到控制室的监测处理器。
5.一种监测沉管隧道基础施工管段位移的方法，采用如权利要求1至4中任一所述的系统，包括以下步骤：
步骤一：安装激光发射装置：在沉管隧道前一个管段管尾封门上管段中间离顶板底部约1m位置安装激光发射装置，调节激光发射装置的方向，使得激光发射装置发射的激光束与被监测管段坡度方向基本一致，打开封门预留测量孔；
步骤二：安装激光位移接收装置：在被测管段管尾封门上管段中间离顶板底部约1m、相对激光发射装置的位置处安装激光位移接收装置；进一步调整激光位移接收装置的位置，使得激光发射装置发射的激光束与激光位移接收装置的位置对中；
步骤三：安装调试监测处理器：在控制室安装监测处理器，并与位移接收装置通讯连接，接受位移初始信号并调试，设置警戒值；
步骤四：实时监测：通过接收位移接收装置的位移信号，实时不间断监测在施工过程中管段位移的变化，超过警戒值自动报警。
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