CN114485570A - 一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统及方法，该系统智能摄影摄像模块、超前地质预报模块、监控量测模块、环境监测模块、无线传输模块、数据综合分析模块和智慧预警模块该系统提高了在建隧道施工安全预警管理的信息化和自动化程度，降低了隧道施工安全风险的管控难度，提高了隧道安全管理的水平。通过集成七大模块，每个模块的数据相互关联，相互结合，进行比较分析，综合评估各个模块监测数据，此系统能够很大程度提高监测数据的精度，实时动态反馈监测数据并指导施工，最大限度的降低了监测成本，实现了隧道施工安全智慧化预警，减少安全隐患和安全事故发生几率，避免人员伤亡，消除安全隐患。

Description

一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统及方法

技术领域

本发明涉及一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统及方法，属于隧道施工安全技术领域。

背景技术

隧道建设工作进入了迅猛发展时期，公路隧道和铁路隧道建设的数量激增，在建隧道施工安全问题成为隧道施工过程中的一个重要环节。隧道超前地质预报、监控量测、环境监测与安全预警作为保障施工安全保证、优化施工设计和指导现场施工的重要手段，对降低隧道施工风险具有十分重要意义。

隧道工程建设相比其他工程施工风险更大，对于施工技术要求及管理水平要求更高，再者我国对隧道工程建设施工风险管理研究时间短，管理人员经验不丰富，对隧道风险管理不重视，隧道建设中因地质灾害预报不准确、围岩监控量测、环境监测不到位，安全预警不及时，成为隧道施工中的安全隐患，造成了极大的经济损失和恶劣的社会影响。目前国内外对于隧道施工安全监控量测预警系统无法全方位、实时预测隧道施工过程中的风险，预警模块单一，风险评估单一，且相互关联性不大，无法实现隧道超前预报、监控量测、岩体力学参数、环境监测相互结合，相互关联，实时、精确、动态智慧化预报施工安全状态预警。主要表现一下几方面的问题：

现有施工安全监控量测系统多为基于单一设备进行隧道安全监控而搭建，对其他监测设备的兼容性差，对隧道监测的项目和内容有局限性，如隧道超前地质预报只是单纯预报前方地质情况，预报单一、不准确，受到现场施工影响易造成漏报误报等情况；

目前隧道监控量测一般基于特定项目开发，主要利用项目的特定工况进行变形监测和数据分析，隧道监控测量，大多只对隧道围岩沉降和收敛变形进行了监测，没有对隧道支护结构在不同工况下的受力状态和应力分布和围岩结构的动态状况和稳定性情况监测和分析，即没有结合围岩的物理力学试验，如围岩应力、应变、混凝土初衬应力、锚杆轴力和钢拱架应力等，无法结合结构的受力以及支护体系各部分的受力情况做出更加准确的预报。隧道施工过程中围岩监控量测方法、数据处理和流程管理等均难以满足隧道施工的安全需求，主要表现为：①人工操作不规范，由于人工测量具有偶然性和随机性，容易造成较大误差，无法确保测量结果的精度；②监测人员监测过程中受到现场条件的影响，如车辆出入、喷锚施作等影响效率；③监测数据溯源性较差，较难形成即时、有效、连续的监测数据，④监控量测无法保证实时性,难以快速达到资源共享，相关人员无法及时或实时掌握和分析变化情况；

(3)、现有系统采集隧道信息，不能同时反映出隧道围岩不良地质、变形、应力、应变和环境因素等作用下产生隧道空间姿态变化情况，不能准确地描述隧道特征点和特征点的空间变化，影响监测数据的使用和正确展现；

(4)、隧道安全监测量测系统的数据处理方法相对落后，智能化、自动化程度较低，数据传输、存储受环境影响存在间断和连续，影响监测数据的实时更新和使用，致使对隧道工程信息化设计和工程施工的指导工作有限；

(5)、隧道超前地质预报、监控量测、围岩力学参数监测、环境监测所得数据相对独立、数据关联性结合性差、无法进行综合分析，信息化管理无法实现对隧道施工安全监控量测预警的要求，预警精度不高，较难指导解决工程质量和安全预警问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统及方法，用于解决现有技术中存在的技术问题。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统，包括：智能摄影摄像模块、超前地质预报模块、监控量测模块、环境监测模块、无线传输模块、数据综合分析模块和智慧预警模块；

智能摄影摄像模块采集隧道施工影像并传输至系统终端进行观测；

所述智慧预警模块通过对监控量测模块、环境监测模块、无线传输模块和数据综合分析模块采集的数据相互关联，相互结合，进行比较分析，综合评估各个模块监测数据，结合隧道围岩不良地质状态、围岩变形和支护结构的姿态及环境状况，对于施工安全监控进行预警。

作为本系统的进一步改进，所述智能摄影摄像模块通过摄影机和摄像机监控掌子面及隧道施工情况，以对于突发事件进行溯源。

作为本系统的进一步改进，所述超前地质预报模块利用在隧道围岩以排列方式激发弹性波，弹性波在向三维空间传播的过程中，遇到声阻抗界面，产生弹性波的反射波，反射波被布置在隧道围岩内的检波装置接收下来，输入到系统中进行信号的放大、数字采集和处理。

作为本系统的进一步改进，所述监控量测模块分为：围岩变形监测子模块、岩体力学参数子模块和支护结构力学参数子模块；

所述围岩变形监测子模块监测参数包括拱顶下沉、地表沉降、净空收敛、拱脚下沉和拱脚位移；

所述岩体力学参子数模块监测参数包括围岩压力、喷射混凝土内力、衬砌间接触压力和围岩内部位移；

所述支护结构力学参数子模块监测参数包括：钢筋、钢架内力、二次衬砌内力和锚杆轴力。

作为本系统的进一步改进，所述围岩变形监测子模块通过利用激光测距仪和倾角传感器监测隧道监控量测中围岩变形数据并实时采集围岩变形监测参数；

所述岩体力学参数和支护结构力学参数通过力学监测设备进行监测；

所述力学监测设备包括压力盒、钢筋计、应力计、应变计和多点位移计传感器；

压力盒或应变计埋设于隧道监测断面围岩内部、和初衬之间用于监测围岩压力、喷射混凝土内力、衬砌间接触压力、二次衬砌内力；钢筋计、应力计设置在隧道监测断面锚杆和钢拱架上，用于测量钢筋、钢架内力、锚杆轴力；多点位移计埋设与围岩内部，用于测量围岩内部位移；监测数据通过无线传输设备上传至监控量测模块。

作为本系统的进一步改进，所述环境监测模块利用终端采集传感器，对有害气体CO、CO2、O2、SO2、NO、NO2、隧道能见度、风速、噪声和爆破震动方面进行实时监测，利用无线传输设备上传至环境监测模块，经过数据处理分析传入后台，显示现场环境监测指数，对于超过临界值的数据进行预警。

作为本系统的进一步改进，所述无线传输模块将超前地质预报传感器、监控量测传感器、环境监测传感器等监测设备与无线传输系统相连接，通过监测设备把监测数据通过无线传输系统，实时传输到隧道施工安全智慧监控量测预警系统，通过设定不同类型围岩允许最大位移量的阀值，在监测数值超限时进行预警。

作为本系统的进一步改进，所述数据综合分析模块将隧道超期地质预报结果、围岩变形的特征、围岩力学参数、支护结构力学参数监测数据和环境监测数据进行综合判断，对各个监测模块的数据经过回归分析、灰色模型系统等方法处理分析之后，通过实际监测值与阀值对比，经数据综合分析模块进行差值分析，若超过预警值则通过智慧预警模块发出预警，并调整监测采集频率，重新调整施工方案，若未超过阀值则继续监测过程，动态优化设计方案。

作为本系统的进一步改进，所述智慧预警模块通过每个模块的数据相互关联，相互结合，进行比较分析，综合评估各个模块监测数据，结合隧道围岩不良地质状态、围岩变形和支护结构的姿态及环境状况，对于施工安全监控进行多方面预警。

一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警方法，包括以下步骤：

步骤S1，建立体系；步骤S2，修正系数赋值；步骤S3，计算综合管理指标；步骤S4，建立管理等级与对策。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明通过摄影摄像模块和隧道超前地质预报模块，及时了解隧道掌子面和前方地质条件；通过监控量测模块(包括激光测距仪、倾角传感器、位移计、压力盒、应力计和应变计等传感器)和环境监测模块(包括多种有害气体检测仪、能见度仪、风速仪、噪声仪和爆破震动测试仪等)各种传感器设备采集到的数据进行分析，确定判断结果是否触发预警条件，并在触发预警条件后进行预警。本发明基于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统，可以实现全天候、24小时自动化监测预警；通过隧道智能监测数据的实时采集、实时分析、实时预警技术，可为隧道地质灾害的发生和工程处治提前争取响应时间，最大程度地减少灾害事故损失，保障隧道和施工人员的安全，构建一个“高效、便捷、安全、可视、可预测、智慧”的、高科技的、现代化的、庞大的安全智慧监控量测预警系统，具有重要的工程应用价值和巨大的社会和经济意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是体系的建立示意图；

图2是本发明系统的模块结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

如图2所示，

本实施例提供一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统，包括：智能摄影摄像模块、超前地质预报模块、监控量测模块、环境监测模块、无线传输模块、数据综合分析模块和智慧预警模块；

智能摄影摄像模块采集隧道施工影像并传输至系统终端进行观测；

所述智慧预警模块通过对监控量测模块、环境监测模块、无线传输模块和数据综合分析模块采集的数据相互关联，相互结合，进行比较分析，综合评估各个模块监测数据，结合隧道围岩不良地质状态、围岩变形和支护结构的姿态及环境状况，对于施工安全监控进行预警。

该系统提高了在建隧道施工安全预警管理的信息化和自动化程度，降低了隧道施工安全风险的管控难度，提高了隧道安全管理的水平。通过集成七大模块，每个模块的数据相互关联，相互结合，进行比较分析，综合评估各个模块监测数据，此系统能够很大程度提高监测数据的精度，实时动态反馈监测数据并指导施工，最大限度的降低了监测成本，实现了隧道施工安全智慧化预警，减少安全隐患和安全事故发生几率，避免人员伤亡，消除安全隐患。

本实施例进一步的，所述智能摄影摄像模块通过摄影机和摄像机监控掌子面及隧道施工情况，及时了解隧道现场状况，对于突发事件可以更好的进行溯源。

本实施例进一步的，所述超前地质预报模块利用在隧道围岩以排列方式激发弹性波，弹性波在向三维空间传播的过程中，遇到声阻抗界面，产生弹性波的反射波，反射波被布置在隧道围岩内的检波装置接收下来，输入到系统中进行信号的放大、数字采集和处理。具体的，利用弹性波法，对隧道前方不良地质体进行超前地质预报，包括：数据采集装置，利用在隧道围岩以爆破激振方式激发弹性波，弹性波在向三维空间传播的过程中，遇到声阻抗界面，即不良地质，岩性变化的界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等，会产生弹性波的反射现象，这种反射波被布置在隧道围岩内的检波装置接收下来，输入到数据采集装置中，通过无线传输至超前地质预报模块，进行信号的放大和处理分析，对信号基于临灾阀值辨识方法进行不良地质体的类型和规模判断，得到隧道超前预报结果，同时结合掌子面地质情况，提高预报精度，达到地质灾害提前预警的目的。隧道超前预报结果自主上传至数据综合分析模块中，和其他监测数据建立联系，实现综合分析预报。

本实施例进一步的，所述监控量测模块分为：围岩变形监测子模块、岩体力学参数子模块和支护结构力学参数子模块；

所述围岩变形监测子模块监测参数包括拱顶下沉、地表沉降、净空收敛、拱脚下沉和拱脚位移；

所述岩体力学参子数模块监测参数包括围岩压力、喷射混凝土内力、衬砌间接触压力和围岩内部位移；

所述支护结构力学参数子模块监测参数包括：钢筋、钢架内力、二次衬砌内力和锚杆轴力。

本实施例进一步的，所述围岩变形监测子模块通过利用激光测距仪和倾角传感器监测隧道监控量测中围岩变形数据并实时采集围岩变形监测参数；

所述岩体力学参数和支护结构力学参数通过力学监测设备进行监测；

所述力学监测设备包括压力盒、钢筋计、应力计、应变计和多点位移计传感器；

压力盒或应变计埋设于隧道监测断面围岩内部、和初衬之间用于监测围岩压力、喷射混凝土内力、衬砌间接触压力、二次衬砌内力；钢筋计、应力计设置在隧道监测断面锚杆和钢拱架上，用于测量钢筋、钢架内力、锚杆轴力；多点位移计埋设与围岩内部，用于测量围岩内部位移；监测数据通过无线传输设备上传至监控量测模块。

本实施例进一步的，所述环境监测模块利用终端采集传感器，对有害气体CO、CO2、O2、SO2、NO、NO2、隧道能见度、风速、噪声和爆破震动方面进行实时监测，利用无线传输设备上传至环境监测模块，经过数据处理分析传入后台，显示现场环境监测指数，对于超过临界值的数据进行预警。

本实施例进一步的，所述无线传输模块将超前地质预报传感器、监控量测传感器、环境监测传感器等监测设备与无线传输系统相连接，通过监测设备把监测数据通过无线传输系统，实时传输到隧道施工安全智慧监控量测预警系统，通过设定不同类型围岩允许最大位移量的阀值，在监测数值超限时进行预警。

无线传输模块不仅提高了监测的效率和准确性，还将具有很好的实时性和适用性。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，进一步优化，所述数据综合分析模块将隧道超期地质预报结果、围岩变形的特征、围岩力学参数、支护结构力学参数监测数据和环境监测数据进行综合判断，对各个监测模块的数据经过回归分析、灰色模型系统等方法处理分析之后，通过实际监测值与阀值对比，经数据综合分析模块进行差值分析，若超过预警值则通过智慧预警模块发出预警，并调整监测采集频率，重新调整施工方案，若未超过阀值则继续监测过程，动态优化设计方案。

①、超前地质预报数据的分析与反馈

超前地质预报模块输出预报结果，反馈至监控量测模块，优化监控量测方案，同时上传至数据综合分析模块其他监测数据进行二次综合分析，结合监控量测分析数据，再反馈至超前地质预报模块对预报结果验证并优化，提高预报结果精度。

②、监控量测数据的分析与反馈

隧道监控量测数据经过回归分析，对监测数据异常识别算法的选取、自动识别、剔除异常数据后对监测数据进行校正，可得到位移时态曲线、趋势预测线、最终预测值等信息。采用灰色系统模型对监控断面围岩实时状态及发展趋势进行更准确预测，对隧道围岩稳定性进行判断达到对隧道监测预警的效果。

③、环境监测数据的分析与反馈

通过对隧道内的综合环境监测，主要包括对有害气体、能见度、风速、烟尘浓度等进行实时监测，设定正常阀值，对监测的数据进行分析，当发现有异常时，立即发送至智慧预警模块，对报监测数据统计和处理分析，实现环境异常与其它监控模块的联动控制。同时发出预警通知。

本实施例进一步的，所述智慧预警模块通过每个模块的数据相互关联，相互结合，进行比较分析，综合评估各个模块监测数据，结合隧道围岩不良地质状态、围岩变形和支护结构的姿态及环境状况，对于施工安全监控进行多方面预警。

第一，通过超前地质预报结果，自动预报不良地质规模和位置，同时判别围岩等级；第二，结合监控量测数据建模分析，实时预报围岩变形和支护结构的姿态；第三，针对环境监测有害气体、烟尘浓度等，达到临界值，可能危害施工人员身体健康时，自动通过灯光系统及语音系统及时引导施工人员撤离。

通过隧道监测系统模块分析预测的方法多样化，以及分析比较多种模型，找出最优预测模型，实现较为精确、多方位安全预警。最终以在线的、可视化的方式利用电脑、平板或手机APP等将结果呈现给相关人员，以便能够及时掌握施工安全状态、围岩变化趋势和规律，最大限度地掌控施工安全情况，对于超过预警阀值的项目以短信形式发送给相关负责人，及时采取相应的处理措施，真正达到隧道施工安全智慧监控量测的目的。

实施例三

本实施例提供了一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警方法，包括以下步骤：

步骤S1，建立体系，如图1所示；

步骤S2，修正系数赋值；

①、隧道超前地质预报

备注：K1-围岩级别修正系数

备注：K2-不良地质等级修正系数

②、隧道监控量测

备注：M-实测值/设计值；w1-围岩应力与设计应力之比修正系数；w2-支护内力与设计内力之比修正系数

备注：w3-位移修正系数，U-实测位移值，Uo-设计极限位移值

③、隧道环境监测

备注：A1-有害气体修正系数

备注：A2-氧气含量修正系数。

步骤S3，计算综合管理指标；

指标名称：YJ-综预警合管理指标；D1-超前地质预报综合修正系数；D2-监控量测综合修正系数；D3-环境气体综合修正系数。

计算公式：

YJ＝(D1+D2+D3)*100 公式(1)

D1＝K1*K2 公式(2)

D2＝W1*W2*W3 公式(3)

D3＝A1*A2 公式(4)

步骤S4，建立管理等级与对策；

综合预警管理等级及对策

管理等级	综合管理指标(YJ)	施工状态
			Ⅲ	YJ＜200	正常施工
Ⅱ	200≤YJ≤380	加强施工管理
			Ⅰ	YJ＞380	采取特殊措施

备注：YJ-综合预警管理指标。

传统隧道预警方法只独立的对各个阶段单独数据分析和预报，无法动态反映隧道整个施工过程中的危险来源和各个阶段危险源的关系，如针对监控量测进行分析，主要通过回归数学模型，如对数方程模型(U＝a+b/㏒(1+T))、指数方程模型(U＝a×e-(b/T))、双曲线方程模型(U＝T/(a+bT))等判断围岩稳定状态，危险预警来源单一，没有结合超前预报和环境监测数据进行综合分析，未给出一套综合预警管理等级及对策，无法综合判断隧道施工安全状态。

本方法“隧道施工综合管理预警方法”克服现有技术中隧道危险预警来源单一方法的不足，通过全新的动态风险评估方法综合超前地质预报、隧道监控量测、气体环境监测三项，采用新型管理指标，为监测系统建立起了一套切实可行的判别和预警预报准则。综合预警管理指标计算公式：YJ＝(D1+D2+D3)*100，其中：D1＝K1*K2，D2＝W1*W2*W3，D3＝A1*A2，(YJ-综预警合管理指标；D1-超前地质预报综合修正系数；D2-监控量测综合修正系数；D3-环境监测综合修正系数)。100为基础参考值，通过超前地质预报、隧道监控量测、气体环境监测三项修正系数之和与基础参考值相乘确定综合预警管理指标值，进而通过管理预警等级及对策进行预警。

超前地质预报综合修正主要考虑围岩级别和不良地质等级进行修正。隧道施工安全受复杂的地质环境影响，通过综合考虑围岩级别和施工过程中揭示的不良地质的状态两项参数来确定修正系数。监控量测综合修正主要考虑隧道变形、围岩应力和支护应力状态进行修正，通过对实测值和设计值的比值，确定修正系数。现场监测所得的原始数据，具有一定的离散性，其中包含着测量误差，仪器误差等。通过将各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确定量测数据的可靠性，探求围岩变形和支护系统的受力随时间变化的规律，判定围岩和支护系统稳定状态，能够较完整的反映出隧道整体稳定状态。环境监测综合修正主要考虑有害气体和氧含量进行修正。隧道内有害气体对隧道内的施工人员健康会产生灾害性影像，严重时会出现重大的事故，所以对此两项参数进行修正，确保综合预警管理指标准确合理。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统，其特征在于，包括：智能摄影摄像模块、超前地质预报模块、监控量测模块、环境监测模块、无线传输模块、数据综合分析模块和智慧预警模块；

智能摄影摄像模块采集隧道施工影像并传输至系统终端进行观测；

所述智慧预警模块通过对监控量测模块、环境监测模块、无线传输模块和数据综合分析模块采集的数据相互关联，相互结合，进行比较分析，综合评估各个模块监测数据，结合隧道围岩不良地质状态、围岩变形和支护结构的姿态及环境状况，对于施工安全监控进行预警。

2.根据权利要求1所述的一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统，其特征在于：所述智能摄影摄像模块通过摄影机和摄像机监控掌子面及隧道施工情况，以对于突发事件进行溯源。

3.根据权利要求1所述的一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统，其特征在于：所述超前地质预报模块利用在隧道围岩以排列方式激发弹性波，弹性波在向三维空间传播的过程中，遇到声阻抗界面，产生弹性波的反射波，反射波被布置在隧道围岩内的检波装置接收下来，输入到系统中进行信号的放大、数字采集和处理。

4.根据权利要求1所述的一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统，其特征在于：

所述监控量测模块分为：围岩变形监测子模块、岩体力学参数子模块和支护结构力学参数子模块；

所述围岩变形监测子模块监测参数包括拱顶下沉、地表沉降、净空收敛、拱脚下沉和拱脚位移；

所述岩体力学参子数模块监测参数包括围岩压力、喷射混凝土内力、衬砌间接触压力和围岩内部位移；

所述支护结构力学参数子模块监测参数包括：钢筋、钢架内力、二次衬砌内力和锚杆轴力。

5.根据权利要求4所述的一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统，其特征在于：

所述围岩变形监测子模块通过利用激光测距仪和倾角传感器监测隧道监控量测中围岩变形数据并实时采集围岩变形监测参数；

所述岩体力学参数和支护结构力学参数通过力学监测设备进行监测；

所述力学监测设备包括压力盒、钢筋计、应力计、应变计和多点位移计传感器；

压力盒或应变计埋设于隧道监测断面围岩内部、和初衬之间用于监测围岩压力、喷射混凝土内力、衬砌间接触压力、二次衬砌内力；钢筋计、应力计设置在隧道监测断面锚杆和钢拱架上，用于测量钢筋、钢架内力、锚杆轴力；多点位移计埋设与围岩内部，用于测量围岩内部位移；监测数据通过无线传输设备上传至监控量测模块。

6.根据权利要求1所述的一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统，其特征在于：所述环境监测模块利用终端采集传感器，对有害气体CO、CO2、O2、SO2、NO、NO2、隧道能见度、风速、噪声和爆破震动方面进行实时监测，利用无线传输设备上传至环境监测模块，经过数据处理分析传入后台，显示现场环境监测指数，对于超过临界值的数据进行预警。

7.根据权利要求1所述的一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统，其特征在于：所述无线传输模块将超前地质预报传感器、监控量测传感器、环境监测传感器等监测设备与无线传输系统相连接，通过监测设备把监测数据通过无线传输系统，实时传输到隧道施工安全智慧监控量测预警系统，通过设定不同类型围岩允许最大位移量的阀值，在监测数值超限时进行预警。

8.根据权利要求1所述的一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统，其特征在于：所述数据综合分析模块将隧道超期地质预报结果、围岩变形的特征、围岩力学参数、支护结构力学参数监测数据和环境监测数据进行综合判断，对各个监测模块的数据经过回归分析、灰色模型系统等方法处理分析之后，通过实际监测值与阀值对比，经数据综合分析模块进行差值分析，若超过预警值则通过智慧预警模块发出预警，并调整监测采集频率，重新调整施工方案，若未超过阀值则继续监测过程，动态优化设计方案。

9.根据权利要求1所述的一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警系统，其特征在于：所述智慧预警模块通过每个模块的数据相互关联，相互结合，进行比较分析，综合评估各个模块监测数据，结合隧道围岩不良地质状态、围岩变形和支护结构的姿态及环境状况，对于施工安全监控进行多方面预警。

10.一种用于在建隧道施工安全智慧监控量测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，建立体系；步骤S2，修正系数赋值；步骤S3，计算综合管理指标；步骤S4，建立管理等级与对策。

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