CN105157674A - 一种暗挖法地下工程施工安全监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种暗挖法地下工程施工安全监测系统及方法，系统包括现场监测单元和后台监控单元；所述现场监测单元包括监测仪器、与所述监测仪器配套使用的棱镜、第一通信模块和用于供电的电源模块，所述棱镜至少为一只，所述棱镜用于放置在拟监测点后与所述监测仪器建立通视关系，所述第一通信模块连接到所述监测仪器的信号输出端；所述后台监控单元包括第二通信模块、控制模块、测量数据处理模块和信息展示模块。测量时通过计算机操作即可完成暗挖法施工上面地面观测点的测量，与传统方法相比具有使用方便、操作简单、测量数据准确、效率高等优点。

Description

一种暗挖法地下工程施工安全监测系统及方法

技术领域

本发明涉及路桥施工技术领域，具体涉及一种暗挖法地下工程施工安全监测系统及方法。

背景技术

随着城市轨道交通的迅速发展，越来越多的城市将拥有四通八达的地铁线网，由于地铁施工不可避免的对地层扰动、造成失水和地层应力损失引起沿线建（构）筑物沉降、位移、变形，施工沿线地面容易发生塌陷。由于地面塌陷具有突发性、隐蔽性、不确定性和时空效应等特点，为了有效的保障工程的安全进行，并见减少地面塌陷所带来的灾难性后果，对暗挖法施工上方易塌陷路面进行全天候、实时监测，提供及时、可靠的监测数据和预警信息，对确保暗挖法施工安全有着积极的作用。就目前而言，地面塌陷的监测任务主要依靠人工采用精密水准仪测量操作完成，工作比较繁琐同时人工存在读数和操作误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种使用方便、操作简单、效率高、精度高的暗挖法施工地面塌陷自动监测系统及其监测方法。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案（一）是：一种暗挖法地下工程施工安全监测系统，包括现场监测单元和后台监控单元；

所述现场监测单元包括监测仪器、与所述监测仪器配套使用的棱镜、第一通信模块和用于供电的电源模块，所述棱镜至少为一只，所述棱镜用于放置在拟监测点后与所述监测仪器建立通视关系，所述第一通信模块连接到所述监测仪器的信号输出端；

所述后台监控单元包括第二通信模块、控制模块、测量数据处理模块和信息展示模块。

进一步的，所述监测仪器为全站仪，还包括至少三只用于分别放置到三个不同基准点的棱镜。

进一步的，所述棱镜为L型棱镜。

进一步的，所述第一、第二通信模块均为无线通信模块。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案（二）是：一种暗挖法地下工程施工安全监测方法，包括以下步骤：

在暗挖法施工上方地面监测区域至少埋设三个基准点，在所述的区域地面拟监测点和基准点上安装L型小棱镜,放置全站仪，所述全站仪与各个棱镜与全站仪间通视，所述全站仪上设置有第一通信模块。

通过后台监控单元对所述全站仪输出测量指令，所述全站仪依次对各个L型小棱镜进行测量，并将各测点位置数据传输至所述的后台监控单元，所述后台监控单元包括第二通信模块、控制模块、测量数据处理模块和信息展示模块；

通过所述测量数据处理模块对所述全站仪返回的数据进行处理、存储；

通过信息展示模块和显示、输出可视化的各测点沉降量信息并显示，同时通过对数据的分析对地面塌陷趋势进行预警。

本发明的有益效果是：

本发明中的监测系统及监测方法，测量时通过计算机操作即可完成暗挖法施工上面地面观测点的测量，与传统方法相比具有使用方便、操作简单、测量数据准确、效率高等优点。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明中暗挖法地下工程施工安全监测系统的结构框图。

图2是本发明中暗挖法地下工程施工安全监测方法的步骤图。

具体实施方式

实施例

根据图1所示，本发明中暗挖法地下工程施工安全监测系统，包括现场监测单元100和后台监控单元200。

其中，现场监测单元100包括监测仪器1、与监测仪器1配套使用的棱镜102、第一通信模块103和用于供电的电源模块104。第一通信模块103连接到监测仪器1的信号输出端。为实现无线传输，可作为优选的是：第一通信模块103为3G或GPRS远程数据通讯模块。还可以包括至少三只用于分别放置到三个不同基准点的棱镜102。

电源模块104为220V交流电转12V直流电方式，并配备UPS电源。

棱镜102可为多只，具体可根据实现监测环境决定。棱镜102用于放置在拟监测点后与监测仪器1建立通视关系，

其中，后台监控单元200包括第二通信模块201、控制模块202、测量数据处理模块203和信息展示模块204。控制模块202、测量数据处理模块203和信息展示模块204可以为硬件也可以为安装在计算机上的功能软件。可作为优选的是：第二通信模块201为3G或GPRS远程数据通讯模块。

可以作为优选的是：后台监控单元200还包括用于供客户端连接的客户端端口205。

监测仪器1为全站仪，可以作为优选的是：全站仪具有ATR(AutomaticTargetRecognition)功能。

可以作为优选的是：前述棱镜102为L型小棱镜102。

本系统在监测时，由监控单元的控制器通过第二通信模块201向安装在监测现场的全站仪发出测量控制指令，通过测量数据处理模块203处理全站仪反馈回的各监测点的高程测量信息，并结合信息展示模块204对地面沉降信息进行可视化显示，以对塌陷趋势进行预警。可视化显示是指将地面塌陷信息是以横坐标为时间轴、纵坐标为沉降量的二维平面可视化显示。

一种暗挖法地下工程施工安全监测方法，如图2所示，包括以下步骤：

在暗挖法施工上方地面监测区域至少埋设三个基准点，在的区域地面拟监测点和基准点上安装L型小棱镜102,放置全站仪，全站仪与各个棱镜102与全站仪间通视，全站仪上设置有第一通信模块103。

通过后台监控单元对全站仪输出测量指令，全站仪依次对各个L型小棱镜102进行测量，并将各测点位置数据传输至的后台监控单元，后台监控单元包括第二通信模块201、控制模块202、测量数据处理模块203和信息展示模块204；

通过测量数据处理模块203对全站仪返回的数据进行处理、存储；

通过信息展示模块204和显示、输出可视化的各测点沉降量信息并显示，同时通过对数据的分析对地面塌陷趋势进行预警。

通过移动互联技术，相关人员通过电脑、手机或平板电脑客户终端，可实时查看现场路面沉降量，以及塌陷预、报警信息。盾构驾驶室工作人员可以根据监测数据，实时的调整各项盾构掘进参数。

本发明不局限于上述实施例，本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种暗挖法地下工程施工安全监测系统，其特征在于：包括现场监测单元和后台监控单元；

所述现场监测单元包括监测仪器、与所述监测仪器配套使用的棱镜、第一通信模块和用于供电的电源模块，所述棱镜至少为一只，所述棱镜用于放置在拟监测点后与所述监测仪器建立通视关系，所述第一通信模块连接到所述监测仪器的信号输出端；

所述后台监控单元包括第二通信模块、控制模块、测量数据处理模块和信息展示模块。

2.根据权利要求1所述暗挖法地下工程施工安全监测系统，其特征在于：所述监测仪器为全站仪，还包括至少三只用于分别放置到三个不同基准点的棱镜。

3.根据权利要求1所述暗挖法地下工程施工安全监测系统，其特征在于：所述棱镜为L型棱镜。

4.根据权利要求1所述暗挖法地下工程施工安全监测系统，其特征在于：所述第一、第二通信模块均为无线通信模块。

5.一种暗挖法地下工程施工安全监测方法，包括以下步骤：

在暗挖法施工上方地面监测区域至少埋设三个基准点，在所述的区域地面拟监测点和基准点上安装L型小棱镜,放置全站仪，所述全站仪与各个棱镜与全站仪间通视，所述全站仪上设置有第一通信模块。

6.通过后台监控单元对所述全站仪输出测量指令，所述全站仪依次对各个L型小棱镜进行测量，并将各测点位置数据传输至所述的后台监控单元，所述后台监控单元包括第二通信模块、控制模块、测量数据处理模块和信息展示模块；

通过所述测量数据处理模块对所述全站仪返回的数据进行处理、存储；

通过信息展示模块和显示、输出可视化的各测点沉降量信息并显示，同时通过对数据的分析对地面塌陷趋势进行预警。