CN203298739U - 一种用于实时测量隧道收敛的监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种用于实时测量隧道收敛的监测系统，该监测系统包括激光测距仪、与所述测距仪相连的集线器以及与所述集线器相连的监控终端，所述激光测距仪位于所述隧道监测断面的水平直径一端，并且所述激光测距仪的发射端口指向所述水平直径的另一端。本实用新型的优点是，本监测系统可实时自动化监测隧道收敛变形量，测量速度快，精度高，同时结构简单、安装方便、成本较低。

Description

一种用于实时测量隧道收敛的监测系统

技术领域

本实用新型涉及隧道安全监测装置，具体涉及一种用于实时测量隧道收敛的监测系统。

背景技术

随着时间的增长，由于环境变化、荷载作用、材料老化、自然灾害、施工质量以及交通事故的影响，隧道会发生微小的结构变形，因此需要对隧道进行定期变形监测，以掌握其变形规律，增强安全预警能力。现有的监测方法通常为以下几种：

①收敛计测量法：该方法是收敛监测的传统方法，虽然精度较高，硬件成本低,但无论采用何种收敛计,对于大断面隧道,经常需要在平台车上工作,操作相对不便。

②巴赛特收敛系统：该系统由多个杆件单元(一个长的和一个短的组合成为一对杆件单元) 首尾互相铰接安装在待测断面四周,构成一个测量环,杆件单元内置一种特制的高精度电解质倾角传感器,每对长短臂的一个铰接点通过固定件与隧道壁相固定,另一个铰接点是浮动的。当隧道壁发生变形时,必定使变形区内的几个固定点产生(空间) 位移,也带动相关的长短臂活动,即长短臂产生角度变化。这时分别安装在长、短臂上的倾角传感器就可测出这种微小的角度变化。巴赛特收敛系统是一种高精度、自动化监测隧道变形的系统,整个系统从数据自动采集到计算结果的显示完全实现计算机化。但是该系统的成本较高，监测点安装也非常复杂。

③全断面扫描法：该方法使用全站仪全断面自动扫描采集数据,拟合计算半径方法进行。该方法能获取隧道断面多个方位各个管片上的监测数据，数据量较为丰富；其缺点是测量花费时间较长，并且还要受到数据拟合精度的影响，并且该方法采用设备为全站仪，必须人工干进行测量，无法实现自动化测量。

④测线法：该方法是通过在隧道断面中找出对称点确定水平和垂直测线，从而对隧道水平或垂直方向进行收敛监测。此方法主要特点是测量速度快，精度高，反应隧道收敛情况更加直观，该方法采用测量设备为全站仪，其缺点是必须人工干进行测量，无法实现自动化测量。

鉴于上述监测方法所存在的缺点，如何针对现有监测方法所存在的无法实现自动化、成本较高、安装复杂以及操作不便等问题，研发一种新型的隧道收敛监测系统，正是本实用新型的研究内容。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于实时测量隧道收敛的监测系统，该监测系统通过在隧道监测断面的水平直径一端设置激光测距仪，并通过监控终端向远程数据服务器传送监测数据，以达到实时监测隧道收敛变形的情况。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种用于实时测量隧道收敛的监测系统，其特征在于所述监测系统包括激光测距仪、与所述测距仪相连的集线器以及与所述集线器相连的监控终端，所述激光测距仪位于所述隧道监测断面的水平直径一端，并且所述激光测距仪的发射端口指向所述水平直径的另一端。

所述激光测距仪在所述隧道内沿纵向均匀间隔分布。

所述监测系统还包括一远程数据服务器，所述远程数据服务器通过有线或无线的方式与所述监控终端实现通信。

本实用新型的优点是，本监测系统可实时自动化监测隧道收敛变形量，测量速度快，精度高，同时结构简单、安装方便、成本较低。

附图说明

图1为本实用新型中激光测距仪在隧道中的安装示意图；

图2为本实用新型中监测系统的框架图；

图3为采用本实用新型中的自动化收敛与采用人工收敛的累计变化量对比图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-3，图中标记1-7分别为：激光测距仪1、固定支座2、集线器3、监控终端4、远程数据服务器5、用户端监控应用6、用户7。

实施例：如图1、2所示，本实施例涉及一种用于实时测量隧道收敛的监测系统，其原理主要是根据测线法的基本原理，通过测量圆形隧道直径的变化来判断隧道结构的安全性。该监测系统主要包括激光测距仪1、集线器3、监控终端4、远程数据服务器5以及用户端监控应用6。在隧道内每间隔一定距离设定一个监测断面，每个监测断面的水平直径一端设置有激光测距仪1，激光测距仪1的发射端口指向水平直径的另一端；若干激光测距仪1与集线器3相连，集线器3具体选用RS-485总线分割集线器，并通过串口通讯与监控终端4实现通信；监控终端4主要用于采集激光测距仪1的监测数据，可以进行串口通讯，在该监控终端4上可以进行程序开发，并且带有gprs无线通讯模块，以实现与远程数据服务器5的无线数据传输；远程数据服务器5通过收集到的监测数据建立一数据库，通过网页形式发布；用户7可以在用户端监控应用6上对项目进行管理、维护等操作。

如图1所示，以下为本实时测量隧道收敛的监测系统的具体工作步骤：

①通过固定支座2将激光测距仪1固定在隧道的监测断面一端后，直接用激光测距仪1测量过该点的圆形断面的直径AA’；

②通过集线器3统一将各监测断面的监测数据传输至监控终端4，监控终端4通过无线通讯模块将监测数据无线传输至远程数据服务器5上，之后进行数据处理并存入数据库内，通过网页实时更新发布，具体为原始值、本次变化值以及累计变化值；每次测量的距离与初始距离的差值为收敛累计变化值，两次测量的距离之差为收敛本次变化值；

③用户7可在用户端监控应用6上通过互联网对远程数据服务器5上所展示的网页进行查询，并对各项目进行管理、维护等操作；如上海地铁严格限制荷载作用下结构变形小于1‰D设计要求,取其1/2作为管径收敛测量精度指标，按标准地铁隧道内径D=5500mm计算管径测量中的误差≤±3mm，结构收敛报警值为±5mm。

如图3所示为某地块自动化收敛监测断面图，具体为历时六个月的累计变化量比较图，由图中可知，采用本监测系统进行自动化监测的精度高于采用人工监测的精度。

Claims (3)

1.一种用于实时测量隧道收敛的监测系统，涉及隧道，其特征在于所述监测系统包括激光测距仪、与所述测距仪相连的集线器以及与所述集线器相连的监控终端，所述激光测距仪位于所述隧道监测断面的水平直径一端，并且所述激光测距仪的发射端口指向所述水平直径的另一端。

2.根据权利要求1所述的一种用于实时测量隧道收敛的监测系统，其特征在于所述激光测距仪在所述隧道内沿纵向均匀间隔分布。

3.根据权利要求1所述的一种用于实时测量隧道收敛的监测系统，其特征在于所述监测系统还包括一远程数据服务器，所述远程数据服务器通过有线或无线的方式与所述监控终端实现通信。

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