CN209855792U - 一种基于bim的盾构隧道安全监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于BIM的盾构隧道安全监测装置，其特征在于所述监测装置包括均布在盾构机前端以及侧部的若干土压传感器、设置于所述盾构机前端的姿态传感器以及设置于盾构管片拼接缝处的漏水传感器，所述土压传感器、所述姿态传感器以及所述漏水传感器与数据采集仪相连。本实用新型的优点是：可实现盾构隧道开挖土层压力以及盾构机姿态的实时监测，还可对盾构管片拼接缝处是否漏水进行实时监测，构建便于监测的盾构隧道BIM三维模型。
Description
技术领域
本实用新型涉及盾构施工技术领域，具体涉及一种基于BIM的盾构隧道安全监测装置。
背景技术
盾构隧道施工法是指使用盾构机，一边控制开挖面及周围土体不发生坍塌失稳，一边进行隧道掘进、出渣，并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，从而不扰动周围土体而修筑隧道的方法。盾构法施工是一个非常复杂的工程过程，它对周围环境的影响与施工技术环节密切相关，国内外已建成大量地铁、隧道，逐步形成了较成熟的结构设计计算理论与工程实践体系，但是在隧道及地下工程的防水方面认识则相对落后。地铁不可避免地要经过含水量较高的地层，所以必将受到地下水的有害作用。如果没有可靠的防水、堵漏措施，地下水就会侵入隧道，影响其内部结构与附属管线，乃至危害到地铁的运营和降低隧道使用寿命。盾构隧道渗漏水的位置是管片的接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和手孔等，其中以管片接缝处为防水重点，此外，盾构机在前进施工过程中的姿态控制也一直是施工人员所关心的重要方面。因此如何利用BIM技术实现对盾构隧道施工过程中进行有效的安全监测是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
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，提供了一种基于BIM的盾构隧道安全监测装置，该监测装置包括设置在盾构机上的土压传感器和姿态传感器，并在盾构管片拼接缝处设置漏水传感器，从而建立起盾构隧道的三维模型，实现对盾构隧道的安全监测。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
一种基于BIM的盾构隧道安全监测装置，其特征在于所述监测装置包括均布在盾构机前端以及侧部的若干土压传感器、设置于所述盾构机前端的姿态传感器以及设置于盾构管片拼接缝处的漏水传感器，所述土压传感器、所述姿态传感器以及所述漏水传感器与数据采集仪相连。
所述监测装置还包括设置于监控室内的计算机，所述数据采集仪通过与之连接的无线通信模块与所述计算机构成连接通信。
所述计算机上连接有盾构隧道BIM模型数据库存储器。
盾构隧道内还设置有报警器，所述报警器与所述计算机相连。
所述漏水传感器为线缆式漏水传感器。
本实用新型的优点是：可实现盾构隧道开挖土层压力以及盾构机姿态的实时监测，还可对盾构管片拼接缝处是否漏水进行实时监测，构建便于监测的盾构隧道BIM三维模型。
附图说明
图1为本实用新型中监测装置的组成示意图。
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，图中标记1-8分别为：土压传感器1、姿态传感器2、漏水传感器3、数据采集仪4、无线通信模块5、计算机6、BIM模型数据库存储器7、报警器8。
实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种基于BIM的盾构隧道安全监测装置，该监测装置包括设置在盾构机上的土压传感器1和姿态传感器2，并在盾构管片拼接缝处设置漏水传感器3，从而建立起盾构隧道的三维模型，实现对盾构隧道的安全监测。
如图1所示，本实施例中的基于BIM的盾构隧道安全监测装置包括可拆卸式设置在盾构机前端和盾构机侧部的若干土压传感器1，各个土压传感器1可实时监测其所在位置处的土体压力，各个土压传感器1通过导线连接到数据采集仪4上，由数据采集仪4统一采集处理各个土压传感器1实时测得的土压数据，数据采集仪4上连接有无线通信模块5，通过无线通信模块5可与计算机6建立无线通信，从而方便快速地将数据采集仪4采集到的数据实时传输至计算机6中，计算机6连接有BIM模型数据库存储器7，其中存储有盾构隧道的三维模型数据、盾构机的三维模型数据以及各土压传感器1的设置位置信息，计算机6将接收到数据采集仪4传来的土压力值数据进行分析处理，然后调用BIM模型数据库存储器7中的盾构隧道三维模型数据建立盾构机前方开挖面处的具有土压值的地层三维模型，从而方便工作人员直观地看到前方开挖情况，比如当某一位置监测到的土压力值持续超过设定的阈值一定时间后，则可判定该处地层发生了坍塌造成土压过大等，从而计算机6将通过位于现场的报警显示器实现报警，并实时显示土压力值为操作人员提供数值依据。
如图1所示，在盾构机前端还可拆卸式设置有若干姿态传感器2，各个姿态传感器2可实时监测盾构机的掘进姿态，多个姿态传感器2测得的数据可以相互佐证从而减小测量误差，这些姿态传感器2同样通过导线连接到数据采集仪4上，数据采集仪4具有多路采集通道，可以满足同时采集多路数据的需求，采集到的掘进机的三维姿态及方位等数据同样将通过无线通信模块5传输到计算机6上，计算机6综合各个姿态传感器2测得的数据进行进一步的分析处理，而后调用BIM模型数据库存储器7中盾构机在盾构隧道中的三维模型数据并加以修正，从而可在显示器上实时显示盾构机在开挖过程中的掘进姿态，并据此生成其掘进路线图，计算机6进一步将其与设计的盾构隧道三维模型进行比对，及时发现盾构机姿态的偏移量，并反馈给盾构机的控制系统，从而对盾构机姿态进行纠偏，保证盾构机沿设计的掘进路线进行开挖。
如图1所示，在已经拼接好的盾构管片的拼接缝处还设置有漏水传感器3，漏水传感器3可实时监测盾构管片拼接缝处的渗/漏水情况，本实施例中具体选用线缆式漏水传感器，其具有高精度、响应速度快、工作性能可靠以及可精确定位的优点，适用于较大的监测范围；各漏水传感器3测得的渗/漏水数据将实时传输到与之相连接的数据采集仪4中，数据采集仪4则通过无线通信模块5将采集到的数据实时传输至计算机6中，计算机6对数据进行分析处理，并调用BIM模型数据库存储器7中盾构隧道的三维模型，对应于每个漏水传感器3设置位置都将在其中显示其是否出现渗/漏水情况，计算机6还将通过设置在盾构隧道内报警器8对发生的渗/漏水情况进行报警，并显示出现渗/漏水的具体位置，以便施工人员及时发现并获取其准确的渗/漏水位置，从而进一步采取补救措施。
本实施例的有益效果是：可实现盾构隧道开挖土层压力以及盾构机姿态的实时监测，还可对盾构管片拼接缝处是否漏水进行实时监测，构建便于监测的盾构隧道BIM三维模型。
Claims (5)
1.一种基于BIM的盾构隧道安全监测装置，其特征在于所述监测装置包括均布在盾构机前端以及侧部的若干土压传感器、设置于所述盾构机前端的姿态传感器以及设置于盾构管片拼接缝处的漏水传感器，所述土压传感器、所述姿态传感器以及所述漏水传感器与数据采集仪相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的盾构隧道安全监测装置，其特征在于所述监测装置还包括设置于监控室内的计算机，所述数据采集仪通过与之连接的无线通信模块与所述计算机构成连接通信。
3.根据权利要求2所述的一种基于BIM的盾构隧道安全监测装置，其特征在于所述计算机上连接有盾构隧道BIM模型数据库存储器。
4.根据权利要求2所述的一种基于BIM的盾构隧道安全监测装置，其特征在于盾构隧道内还设置有报警器，所述报警器与所述计算机相连。
5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的盾构隧道安全监测装置，其特征在于所述漏水传感器为线缆式漏水传感器。
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