CN117782012A - 超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，包括底板，所述底板的正上方设置有调整板。当需要对拱顶待测点进行监测时，若隧道地面处于不平整状态，通过观察水平仪并通过调平机构将调整板调整至水平状态，其次通过伸缩机构，使得触碰件与拱顶待测点接触即可，若待测点处发生沉降，则弹簧处于收缩状态，指示标在刻度尺的外表面进行滑动，该过程，由摄像机在一定时间内间隔对指示标和刻度尺处连续拍照，从而实现对拱顶待测点沉降监测，且通过设置有数据传输模块、数据库、数据分析处理模块和APP模块，可实现对监测数据进行趋势预测和异常检测，并推送报警信息给工作人员，方便快捷，满足了工作人员的需求。

Description

超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统

技术领域

本发明涉及隧道拱顶沉降监测技术领域，具体是涉及超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统。

背景技术

随着国民经济的不断发展，为缓减日益膨胀的城市交通压力，隧道建设日益增多。如何在施工中有效避免事故的发生，对隧道实时、准确地监控量测必不可少。

中国专利公开了隧道拱顶沉降监测装置及其方法CN201310069353.2，包括水准仪、转站尺垫、拱顶挂钩、铟钢尺、改装铟钢尺、接力挂杆和接力撑杆；在围岩的测点设置拱顶挂钩，拱顶挂钩、接力挂杆和改装铟钢尺上下依次连接；在隧道内地面或者仰拱上设置转站尺垫，在转站尺垫上设置铟钢尺；在隧道内地面或者仰拱上设置的水准仪置于铟钢尺和改装铟钢尺之间。本发明结构简单，安装、卸载以及携带都十分方便，经济适用，易于推广；测量精度高，可以满足隧道新奥法施工对测量数据的精度要求；适用于隧道分台阶施工造成的拱顶距离隧道内地面高度不断变化的情况。

但是上述装置在监测时，还需要工作人员在拱顶测量点固定拱顶挂钩，再安装接力挂杆和改装铟钢尺，这种方式，较为麻烦，难以满足工作人员的需求，在一定的程度上，也降低了该监测方法的实用性。

发明内容

为解决上述技术问题，提供超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，本技术方案解决了上述背景技术中提出的上述装置在监测时，还需要工作人员在拱顶测量点固定拱顶挂钩，再安装接力挂杆和改装铟钢尺，这种方式，较为麻烦，在一定的程度上，也降低了该监测方法实用性的问题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，包括底板，所述底板的正上方设置有调整板，所述底板的顶端贯穿开设有若干组安装孔，所述底板的顶端还通过安装有调平机构与调整板连接，所述调整板的顶部固定安装有水平仪，所述调整板的底端通过若干组固定杆与安装板焊接，且所述安装板的顶端固定安装有第一套筒，所述第一套筒的内部滑动连接有第二套筒，所述第二套筒的内部滑动连接有第三套筒，所述第三套筒的内部滑动连接有第四套筒，且所述第一套筒、第二套筒、第三套筒和第四套筒之间均通过伸缩机构连接，所述第四套筒的顶端通过螺栓固定连接有顶筒，所述顶筒的内部底端通过弹簧与升降板底端固定连接，所述升降板顶端固定安装有安装杆，所述安装杆的另一端固定连接有触碰件，所述安装杆外表面的顶端固定安装有固定环，所述固定环上固定连接有指示标，且所述第四套筒的顶部还安装有刻度尺，所述指示标滑动连接于刻度尺的外表面，且所述顶筒的外表面底端焊接有固定板，所述固定板的顶端设置有安装机构、摄像机和清理机构，所述安装机构用于安装摄像机，且所述清理机构位于安装机构的右侧，且所述底板的顶部还设置有控制器。

优选的，所述顶筒的内部两侧均开设有滑槽，所述升降板滑动连接于滑槽的内部。

优选的，所述调平机构包括连接座、第一活动臂、第二活动臂、连接轴、第三活动臂和第四活动臂，所述连接座设置有三组并均固定安装在底板的顶部，所述连接座的两侧均固定连接有气缸，所述第一活动臂、第二活动臂、连接轴、第三活动臂和第四活动臂均设置有三组，所述第一活动臂和第二活动臂相互靠近的一端转动连接，所述第一活动臂和第二活动臂相互远离的一端分别与气缸的输出端转动连接，所述第一活动臂和第二活动臂的顶端中部分别转动连接有第三活动臂和第四活动臂，且所述第三活动臂和第四活动臂均转动连接在连接轴的外表面，所述连接轴的顶端固定安装有活动座，所述活动座的内部转动连接有活动杆，所述调整板的底端固定连接有固定座，且所述活动杆远离活动座的一端转动连接于固定座的内部。

优选的，所述伸缩机构包括步进电机、丝杆、升降件和伸缩件，所述步进电机固定安装在第一套筒的内部底端，所述第一套筒的内部顶端还固定连接有连接板，所述丝杆的一端固定连接在步进电机的输出端，且所述丝杆另一端转动连接于连接板的内部，所述升降件螺纹连接在丝杆的外表面上，所述第一套筒的内部底端固定连接有第一固定轴，所述第一固定轴的外表面转动连接有第一转动臂和第二转动臂，且所述第四套筒的内部顶端固定连接有第二固定轴，所述第二固定轴的外表面转动连接有第三转动臂和第四转动臂，所述伸缩件的底端两侧分别与第一转动臂和第二转动臂转动连接，且所述伸缩件的顶端两侧分别与第三转动臂和第四转动臂转动连接，所述升降件与伸缩件固定连接。

优选的，所述第二套筒和第三套筒上均开设有限位槽，所述伸缩件上设置有限位杆，且所述限位杆滑动连接于限位槽的内部。

优选的，所述安装机构包括固定块，所述固定块设置有两组，并均焊接在固定板的顶端，两组所述固定块之间转动连接有转轴，所述转轴的一端固定连接在驱动电机的输出端，所述驱动电机固定安装在其中一组所述固定块的外侧，所述转轴的外表面固定连接有连接筒，所述连接筒的外表面固定安装有安装件。

优选的，所述安装件的外侧左右对称位置处均固定安装有两组连接块，两侧所述连接块的内部固定连接有连接杆，所述连接杆的两端均安装有固定件，所述连接杆外表面的两端分别滑动连接有第一滑动板和第二滑动板，所述第一滑动板和第二滑动板的外侧均固定安装有夹持件，所述安装件的外侧中部转动连接有转动板，所述转动板的两端均转动连接有连接臂，两组所述连接臂分别转动连接于第一滑动板和第二滑动板的顶端，所述第二滑动板的外侧固定连接于电动推杆的输出端，且所述电动推杆固定安装在其中一组所述固定件的外侧中部。

优选的，所述清理机构包括连接框，所述连接框固定安装在固定板的顶端，所述连接框的内部转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的外表面螺纹连接有第一活动件和第二活动件，所述第一活动件的顶部固定安装有喷雾器，所述第二活动件的外侧安装有刷毛。

优选的，所述连接框的内部还焊接有导向杆，所述第一活动件和第二活动件均滑动连接于导向杆的外表面，且所述连接框的外侧固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端延伸至连接框的内部，并与螺纹杆的一端固定连接。

优选的，所述控制器的内部集成包括有：

数据传输模块，所述数据传输模块实时采集拱顶沉降数据，并将数据通过Wi-Fi无线传输技术，传输到云端服务器；

数据库，在云端服务器上建立数据库，所述数据库用于储存所有测量点拱顶沉降的监测数据；

数据分析处理模块，所述数据分析处理模块对传输的数据进行实时处理和分析，所述数据分析方法采用滑动窗口法和灰色关联分析法，对数据进行趋势预测和异常检测；

APP模块，基于数据库和数据分析处理模块建立APP模块，通过手机进行实时监测，所述APP模块可以通过云端API接口获取数据，并提供实时数据展示、报警信息推送功能。

与现有技术相比，本发明提供了超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，具备以下有益效果：

当需要对拱顶待测点进行监测时，若隧道地面处于不平整状态，通过观察水平仪并通过调平机构将调整板调整至水平状态，其次通过伸缩机构，使得触碰件与拱顶待测点接触即可，若待测点处发生沉降，则弹簧处于收缩状态，指示标在刻度尺的外表面进行滑动，该过程，由摄像机在一定时间内间隔对指示标和刻度尺处连续拍照，从而实现对拱顶待测点沉降监测，且通过设置有数据传输模块、数据库、数据分析处理模块和APP模块，可实现对监测数据进行趋势预测和异常检测，并推送报警信息给工作人员，方便快捷，满足了工作人员的需求。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明另一视角下的结构示意图；

图3为本发明的正视图；

图4为本发明中图1提出的A处的放大结构示意图；

图5为本发明中顶筒的内部结构示意图；

图6为本发明中调平机构的结构示意图；

图7为本发明中图6提出的B处的放大结构示意图；

图8为本发明中伸缩机构的结构示意图；

图9为本发明中图8提出的C处的放大结构示意图；

图10为本发明中图8提出的D处的放大结构示意图；

图11为本发明中固定板顶端的结构示意图；

图12为本发明中安装机构的整体结构示意图；

图13为本发明中安装机构的部分结构示意图；

图14为本发明中清理机构的结构示意图。

图中标号为：

底板；101、调整板；102、固定杆；103、安装板；104、第一套筒；105、第二套筒；106、第三套筒；107、第四套筒；108、顶筒；109、弹簧；110、升降板；111、滑槽；112、安装杆；113、触碰件；114、固定环；115、指示标；116、刻度尺；117、固定板；118、摄像机；119、水平仪；120、控制器；

调平机构；201、连接座；202、气缸；203、第一活动臂；204、第二活动臂；205、连接轴；206、第三活动臂；207、第四活动臂；208、活动座；209、活动杆；210、固定座；

伸缩机构；301、步进电机；302、丝杆；303、连接板；304、第一转动臂；305、第二转动臂；306、升降件；307、第三转动臂；308、第四转动臂；309、伸缩件；310、限位槽；311、限位杆；

安装机构；401、固定块；402、转轴；403、连接筒；404、驱动电机；405、安装件；406、连接块；407、连接杆；408、固定件；409、第一滑动板；410、第二滑动板；411、电动推杆；412、转动板；413、连接臂；414、夹持件；

清理机构；501、连接框；502、螺纹杆；503、导向杆；504、伺服电机；505、第一活动件；506、喷雾器；507、第二活动件；508、刷毛。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

实施例1

请参照图1和图2所示，超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，包括底板1，底板1的正上方设置有调整板101，底板1的顶端贯穿开设有若干组安装孔，底板1的顶端还通过安装有调平机构2与调整板101连接，调整板101的顶部固定安装有水平仪119，调整板101的底端通过若干组固定杆102与安装板103焊接。

请参照图2和图8所示，安装板103的顶端固定安装有第一套筒104，第一套筒104的内部滑动连接有第二套筒105，第二套筒105的内部滑动连接有第三套筒106，第三套筒106的内部滑动连接有第四套筒107，且第一套筒104、第二套筒105、第三套筒106和第四套筒107之间均通过伸缩机构3连接。

请参照图1、图4和图5所示，第四套筒107的顶端通过螺栓固定连接有顶筒108，顶筒108的内部底端通过弹簧109与升降板110底端固定连接，升降板110顶端固定安装有安装杆112，安装杆112的另一端固定连接有触碰件113，安装杆112外表面的顶端固定安装有固定环114，固定环114上固定连接有指示标115，且第四套筒107的顶部还安装有刻度尺116，指示标115滑动连接于刻度尺116的外表面，且顶筒108的内部两侧均开设有滑槽111，升降板110滑动连接于滑槽111的内部。

请参照图1和图11所示，顶筒108的外表面底端焊接有固定板117，固定板117的顶端设置有安装机构4、摄像机118和清理机构5，安装机构4用于安装摄像机118，且清理机构5位于安装机构4的右侧，且底板1的顶部还设置有控制器120。

控制器120的内部集成包括有：

数据传输模块，数据传输模块实时采集拱顶沉降数据，并将数据通过Wi-Fi无线传输技术，传输到云端服务器；

数据库，在云端服务器上建立数据库，数据库用于储存所有测量点拱顶沉降的监测数据；

数据分析处理模块，数据分析处理模块对传输的数据进行实时处理和分析，数据分析方法采用滑动窗口法和灰色关联分析法，对数据进行趋势预测和异常检测；

APP模块，基于数据库和数据分析处理模块建立APP模块，通过手机进行实时监测，APP模块可以通过云端API接口获取数据，并提供实时数据展示、报警信息推送功能。

在本方案中，当需要对拱顶待测点进行监测时，将该装置移动至待测点正下方，并通过底板1上的若干组安装孔，对该装置进行固定，若隧道地面处于不平整状态，通过观察水平仪119并通过调平机构2将调整板101调整至水平状态，其次通过伸缩机构3，使得第二套筒105、第三套筒106和第四套筒107均向上滑动，进而带动顶筒108、安装杆112和触碰件113整体向上运动，使得触碰件113与拱顶待测点接触即可，若待测点处发生沉降，则弹簧109处于收缩状态，指示标115在刻度尺116的外表面进行滑动，该过程，由摄像机118在一定时间内间隔对指示标115和刻度尺116处连续拍照，从而实现对拱顶待测点沉降监测，且通过设置有数据传输模块、数据库、数据分析处理模块和APP模块，可实现对监测数据进行趋势预测和异常检测，并推送报警信息给工作人员，还通过设置有安装机构4，便于工作人员对摄像机118进行安装和拆卸，而由于在隧道内工作，摄像机118的镜头表面会沾染到灰尘杂质，影响视线，可通过清理机构5对其进行清理，进一步的满足了工作人员的需求。

在云端服务器上建立数据库，选择合适的数据库类型（MySQL），设计合理的数据表结构，用于存储传输的数据，数据库建立的方式、步骤和实现代码如下：

（1）安装MySQL数据库：首先需要在云端服务器上安装MySQL数据库，可以通过以下命令安装：

bash

sudo apt-get update

sudo apt-get install mysql-server

（2）连接到MySQL数据库：安装完成后，使用以下命令连接到MySQL数据库服务器，并输入管理员密码进行登录：

bash

mysql -u root -p

（3）创建数据库和数据表：登录成功后，可以使用以下命令创建数据库和相关的数据表结构。假设创建一个名为"monitoring_data"的数据库，并在其中创建一个名为"arch_monitoring"的数据表来存储拱顶监测数据。

sql

CREATE DATABASE monitoring_data;

USE monitoring_data;

CREATE TABLE arch_monitoring (

id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

sensor_id INT,

measurement_time DATETIME,

measurement_value FLOAT

);

上述SQL语句中，创建了一个名为"arch_monitoring"的数据表，包括id、sensor_id、measurement_time和measurement_value四个字段，分别用于存储数据记录的唯一标识、传感器ID、测量时间和测量数值。

（4）数据插入与查询：在数据库建立完成后，可以通过以下方式向数据表中插入数据，并进行查询操作。

sql

INSERT INTO arch_monitoring (sensor_id, measurement_time,measurement_value) VALUES (1, '2024-01-29 12:00:00', 3.45);

SELECT * FROM arch_monitoring;

上述SQL语句中，我们向数据表"arch_monitoring"中插入了一条数据，并查询了该数据表中的所有记录。

通过以上步骤，完成了MySQL数据库的安装、连接、数据库和数据表的创建，以及数据的插入与查询操作。这样就可以在云端服务器上建立起适合拱顶沉降监测数据存储的数据库结构。

实施例2

请参照图6和图7所示，调平机构2包括连接座201、第一活动臂203、第二活动臂204、连接轴205、第三活动臂206和第四活动臂207，连接座201设置有三组并均固定安装在底板1的顶部，连接座201的两侧均固定连接有气缸202，第一活动臂203、第二活动臂204、连接轴205、第三活动臂206和第四活动臂207均设置有三组，第一活动臂203和第二活动臂204相互靠近的一端转动连接，第一活动臂203和第二活动臂204相互远离的一端分别与气缸202的输出端转动连接，第一活动臂203和第二活动臂204的顶端中部分别转动连接有第三活动臂206和第四活动臂207，且第三活动臂206和第四活动臂207均转动连接在连接轴205的外表面，连接轴205的顶端固定安装有活动座208，活动座208的内部转动连接有活动杆209，调整板101的底端固定连接有固定座210，且活动杆209远离活动座208的一端转动连接于固定座210的内部。

在本方案中，调平机构2的原理如下：气缸202的输出端推进或者缩回，使得第一活动臂203、第二活动臂204、第三活动臂206和第四活动臂207均保持转动状态，使得活动座208运动，带动活动杆209转动，因此可分别控制其中若干组气缸202的输出端，可对调整板101保持水平状态。

实施例3

请参照图8和图9所示，伸缩机构3包括步进电机301、丝杆302、升降件306和伸缩件309，步进电机301固定安装在第一套筒104的内部底端，第一套筒104的内部顶端还固定连接有连接板303，丝杆302的一端固定连接在步进电机301的输出端，且丝杆302另一端转动连接于连接板303的内部，升降件306螺纹连接在丝杆302的外表面上，第一套筒104的内部底端固定连接有第一固定轴，第一固定轴的外表面转动连接有第一转动臂304和第二转动臂305，且第四套筒107的内部顶端固定连接有第二固定轴，第二固定轴的外表面转动连接有第三转动臂307和第四转动臂308，伸缩件309的底端两侧分别与第一转动臂304和第二转动臂305转动连接，且伸缩件309的顶端两侧分别与第三转动臂307和第四转动臂308转动连接，升降件306与伸缩件309固定连接。

请参照图10所示，第二套筒105和第三套筒106上均开设有限位槽310，伸缩件309上设置有限位杆311，且限位杆311滑动连接于限位槽310的内部。

在本方案中，伸缩机构3的原理如下：通过步进电机301的输出端带动丝杆302转动，使得升降件306上下运动，在升降件306向上运动时，伸缩件309处于伸张状态，带动第二套筒105、第三套筒106和第四套筒107均向上滑动，又在升降件306向下运动时，伸缩件309处于收拢状态，带动第二套筒105、第三套筒106和第四套筒107均向下滑动，因此可改变该装置的整体长度，使得该装置可很好的适用于不同高度的隧道。

实施例4

请参照图12所示，安装机构4包括固定块401，固定块401设置有两组，并均焊接在固定板117的顶端，两组固定块401之间转动连接有转轴402，转轴402的一端固定连接在驱动电机404的输出端，驱动电机404固定安装在其中一组固定块401的外侧，转轴402的外表面固定连接有连接筒403，连接筒403的外表面固定安装有安装件405。

请参照图13所示，安装件405的外侧左右对称位置处均固定安装有两组连接块406，两侧连接块406的内部固定连接有连接杆407，连接杆407的两端均安装有固定件408，连接杆407外表面的两端分别滑动连接有第一滑动板409和第二滑动板410，第一滑动板409和第二滑动板410的外侧均固定安装有夹持件414，安装件405的外侧中部转动连接有转动板412，转动板412的两端均转动连接有连接臂413，两组连接臂413分别转动连接于第一滑动板409和第二滑动板410的顶端，第二滑动板410的外侧固定连接于电动推杆411的输出端，且电动推杆411固定安装在其中一组固定件408的外侧中部。

在本方案中，安装机构4的原理如下：在对摄像机118进行夹持固定时，通过电动推杆411的输出端推进，使得第二滑动板410运动，在转动板412和两组连接臂413的带动下，使得第一滑动板409和第二滑动板410相互靠近，进而两组夹持件414相互靠近，实现对摄像机118固定；而在解除夹持时，只需要使得电动推杆411输出端缩回即可。且在摄像机118固定时，可通过驱动电机404的输出端带动转轴402转动，使得摄像机118转动，从而摄像机118的镜头始终可以正对于指示标115和刻度尺116处。

实施例5

请参照图14所示，清理机构5包括连接框501，连接框501固定安装在固定板117的顶端，连接框501的内部转动连接有螺纹杆502，螺纹杆502的外表面螺纹连接有第一活动件505和第二活动件507，第一活动件505的顶部固定安装有喷雾器506，第二活动件507的外侧安装有刷毛508，且连接框501的内部还焊接有导向杆503，第一活动件505和第二活动件507均滑动连接于导向杆503的外表面，且连接框501的外侧固定安装有伺服电机504，伺服电机504的输出端延伸至连接框501的内部，并与螺纹杆502的一端固定连接。

在本方案中，清理机构5的原理如下：通过伺服电机504的输出端带动螺纹杆502转动，使得第一活动件505和第二活动件507均可沿着导向杆503的外表面往复滑动，喷雾器506喷出清洗剂水雾在摄像机118的镜头处，后通过刷毛508进行往复刷动，从而确保摄像机118监控视线清晰。

本发明的工作原理及使用流程：当需要对拱顶待测点进行监测时，将该装置移动至待测点正下方，并通过底板1上的若干组安装孔，对该装置进行固定，若隧道地面处于不平整状态，通过观察水平仪119并通过调平机构2将调整板101调整至水平状态，其次通过伸缩机构3，使得第二套筒105、第三套筒106和第四套筒107均向上滑动，进而带动顶筒108、安装杆112和触碰件113整体向上运动，使得触碰件113与拱顶待测点接触即可，若待测点处发生沉降，则弹簧109处于收缩状态，指示标115在刻度尺116的外表面进行滑动，该过程，由摄像机118在一定时间内间隔对指示标115和刻度尺116处连续拍照，从而实现对拱顶待测点沉降监测，且通过设置有安装机构4，便于工作人员对摄像机118进行安装和拆卸，而由于在隧道内工作，摄像机118的镜头表面会沾染到灰尘杂质，影响视线，可通过清理机构5对其进行清理，进一步的满足了工作人员的需求。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，其特征在于，包括底板（1），所述底板（1）的正上方设置有调整板（101），所述底板（1）的顶端贯穿开设有若干组安装孔，所述底板（1）的顶端还通过安装有调平机构（2）与调整板（101）连接，所述调整板（101）的顶部固定安装有水平仪（119），所述调整板（101）的底端通过若干组固定杆（102）与安装板（103）焊接，且所述安装板（103）的顶端固定安装有第一套筒（104），所述第一套筒（104）的内部滑动连接有第二套筒（105），所述第二套筒（105）的内部滑动连接有第三套筒（106），所述第三套筒（106）的内部滑动连接有第四套筒（107），且所述第一套筒（104）、第二套筒（105）、第三套筒（106）和第四套筒（107）之间均通过伸缩机构（3）连接，所述第四套筒（107）的顶端通过螺栓固定连接有顶筒（108），所述顶筒（108）的内部底端通过弹簧（109）与升降板（110）底端固定连接，所述升降板（110）顶端固定安装有安装杆（112），所述安装杆（112）的另一端固定连接有触碰件（113），所述安装杆（112）外表面的顶端固定安装有固定环（114），所述固定环（114）上固定连接有指示标（115），且所述第四套筒（107）的顶部还安装有刻度尺（116），所述指示标（115）滑动连接于刻度尺（116）的外表面，且所述顶筒（108）的外表面底端焊接有固定板（117），所述固定板（117）的顶端设置有安装机构（4）、摄像机（118）和清理机构（5），所述安装机构（4）用于安装摄像机（118），且所述清理机构（5）位于安装机构（4）的右侧，且所述底板（1）的顶部还设置有控制器（120）。

2.根据权利要求1所述的超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，其特征在于，所述顶筒（108）的内部两侧均开设有滑槽（111），所述升降板（110）滑动连接于滑槽（111）的内部。

3.根据权利要求1所述的超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，其特征在于，所述调平机构（2）包括连接座（201）、第一活动臂（203）、第二活动臂（204）、连接轴（205）、第三活动臂（206）和第四活动臂（207），所述连接座（201）设置有三组并均固定安装在底板（1）的顶部，所述连接座（201）的两侧均固定连接有气缸（202），所述第一活动臂（203）、第二活动臂（204）、连接轴（205）、第三活动臂（206）和第四活动臂（207）均设置有三组，所述第一活动臂（203）和第二活动臂（204）相互靠近的一端转动连接，所述第一活动臂（203）和第二活动臂（204）相互远离的一端分别与气缸（202）的输出端转动连接，所述第一活动臂（203）和第二活动臂（204）的顶端中部分别转动连接有第三活动臂（206）和第四活动臂（207），且所述第三活动臂（206）和第四活动臂（207）均转动连接在连接轴（205）的外表面，所述连接轴（205）的顶端固定安装有活动座（208），所述活动座（208）的内部转动连接有活动杆（209），所述调整板（101）的底端固定连接有固定座（210），且所述活动杆（209）远离活动座（208）的一端转动连接于固定座（210）的内部。

4.根据权利要求1所述的超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，其特征在于，所述伸缩机构（3）包括步进电机（301）、丝杆（302）、升降件（306）和伸缩件（309），所述步进电机（301）固定安装在第一套筒（104）的内部底端，所述第一套筒（104）的内部顶端还固定连接有连接板（303），所述丝杆（302）的一端固定连接在步进电机（301）的输出端，且所述丝杆（302）另一端转动连接于连接板（303）的内部，所述升降件（306）螺纹连接在丝杆（302）的外表面上，所述第一套筒（104）的内部底端固定连接有第一固定轴，所述第一固定轴的外表面转动连接有第一转动臂（304）和第二转动臂（305），且所述第四套筒（107）的内部顶端固定连接有第二固定轴，所述第二固定轴的外表面转动连接有第三转动臂（307）和第四转动臂（308），所述伸缩件（309）的底端两侧分别与第一转动臂（304）和第二转动臂（305）转动连接，且所述伸缩件（309）的顶端两侧分别与第三转动臂（307）和第四转动臂（308）转动连接，所述升降件（306）与伸缩件（309）固定连接。

5.根据权利要求4所述的超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，其特征在于，所述第二套筒（105）和第三套筒（106）上均开设有限位槽（310），所述伸缩件（309）上设置有限位杆（311），且所述限位杆（311）滑动连接于限位槽（310）的内部。

6.根据权利要求1所述的超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，其特征在于，所述安装机构（4）包括固定块（401），所述固定块（401）设置有两组，并均焊接在固定板（117）的顶端，两组所述固定块（401）之间转动连接有转轴（402），所述转轴（402）的一端固定连接在驱动电机（404）的输出端，所述驱动电机（404）固定安装在其中一组所述固定块（401）的外侧，所述转轴（402）的外表面固定连接有连接筒（403），所述连接筒（403）的外表面固定安装有安装件（405）。

7.根据权利要求6所述的超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，其特征在于，所述安装件（405）的外侧左右对称位置处均固定安装有两组连接块（406），两侧所述连接块（406）的内部固定连接有连接杆（407），所述连接杆（407）的两端均安装有固定件（408），所述连接杆（407）外表面的两端分别滑动连接有第一滑动板（409）和第二滑动板（410），所述第一滑动板（409）和第二滑动板（410）的外侧均固定安装有夹持件（414），所述安装件（405）的外侧中部转动连接有转动板（412），所述转动板（412）的两端均转动连接有连接臂（413），两组所述连接臂（413）分别转动连接于第一滑动板（409）和第二滑动板（410）的顶端，所述第二滑动板（410）的外侧固定连接于电动推杆（411）的输出端，且所述电动推杆（411）固定安装在其中一组所述固定件（408）的外侧中部。

8.根据权利要求1所述的超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，其特征在于，所述清理机构（5）包括连接框（501），所述连接框（501）固定安装在固定板（117）的顶端，所述连接框（501）的内部转动连接有螺纹杆（502），所述螺纹杆（502）的外表面螺纹连接有第一活动件（505）和第二活动件（507），所述第一活动件（505）的顶部固定安装有喷雾器（506），所述第二活动件（507）的外侧安装有刷毛（508）。

9.根据权利要求8所述的超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，其特征在于，所述连接框（501）的内部还焊接有导向杆（503），所述第一活动件（505）和第二活动件（507）均滑动连接于导向杆（503）的外表面，且所述连接框（501）的外侧固定安装有伺服电机（504），所述伺服电机（504）的输出端延伸至连接框（501）的内部，并与螺纹杆（502）的一端固定连接。

10.根据权利要求1所述的超大断面复杂地质隧道初期支护拱顶沉降预警系统，其特征在于，所述控制器（120）的内部集成包括有：

数据传输模块，所述数据传输模块实时采集拱顶沉降数据，并将数据通过Wi-Fi无线传输技术，传输到云端服务器；

数据库，在云端服务器上建立数据库，所述数据库用于储存所有测量点拱顶沉降的监测数据；

数据分析处理模块，所述数据分析处理模块对传输的数据进行实时处理和分析，所述数据分析方法采用滑动窗口法和灰色关联分析法，对数据进行趋势预测和异常检测；

APP模块，基于数据库和数据分析处理模块建立APP模块，通过手机进行实时监测，所述APP模块可以通过云端API接口获取数据，并提供实时数据展示、报警信息推送功能。