DE202021104354U1 - BIM-based safety monitoring device for shield tunnels - Google Patents
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Abstract
BIM-basiertes Sicherheitsüberwachungsgerät für Schildtunnel, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsgerät mehrere an dem vorderen Ende und dem Seitenteil der Schildmaschine gleichmäßig verteilte Erddrucksensoren, am vorderen Ende der Schildmaschine angeordnete Haltungssensoren und an den Fugen der Schildsegmente angeordnete Leckagesensoren umfasst, und wobei die Erddrucksensoren, die Haltungssensoren und die Leckagesensoren mit einem Datenerfassungsinstrument verbunden sind. BIM-based safety monitoring device for shield tunnels, characterized in that the monitoring device comprises a plurality of earth pressure sensors evenly distributed at the front end and the side part of the shield machine, posture sensors arranged at the front end of the shield machine and leak sensors arranged at the joints of the shield segments, and wherein the earth pressure sensors, Posture sensors and the leakage sensors are connected to a data acquisition instrument.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Bautechnologie für Schildtunnel, insbesondere ein BIM (Building Information Modeling)-basiertes Sicherheitsüberwachungsgerät für Schildtunnel.The present invention relates to the field of construction technology for shield tunnels, in particular to a BIM (Building Information Modeling) -based safety monitoring device for shield tunnels.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Die Schildtunnelbauweise bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem eine Schildmaschine verwendet wird, wobei die Vortriebsoberfläche und das umgebende Erdreich kontrolliert werden, um den Einsturz und die Instabilität zu vermeiden, während der Vortrieb des Tunnels und die Abführung der Erde durchgeführt werden, und wobei die Segmente in der Maschine zu einer Auskleidung zusammengebaut sind und hinter der Wand ein Gießen durchgeführt wird, so dass ein Tunnel ohne Störung des umgebenden Erdreichs gebaut wird. Die Schildbauweise ist ein sehr komplexer Ingenieurprozess, dessen Auswirkungen auf die Umgebung eng mit der Bautechnik verbunden sind. Eine Vielzahl von U-Bahnen und Tunneln wurden schon im In- und Ausland gebaut, und eine relativ ausgereifte Berechnungstheorie der strukturellen Gestaltung und ein Ingenieurpraxissystem haben sich nach und nach herausgebildet, allerdings ist das Verständnis von Tunnel- und Tiefbauabdichtungen relativ rückständig. Die U-Bahn muss zwangsläufig durch die Schicht mit höherem Wassergehalt gehen und ist daher den schädlichen Auswirkungen des Grundwassers ausgesetzt. Ohne zuverlässige Wasserschutz- und Dichtheitsmaßnahmen dringt Grundwasser in den Tunnel ein, beeinträchtigt dessen innere Struktur und Hilfsleitungen und gefährdet sogar den Betrieb der U-Bahn und verkürzt die Lebensdauer des Tunnels. Die Orte von Wasseraustritt in Schildtunneln sind die Fugen der Segmente, kleine Risse in den Segmenten, Injektions- und Handlöcher usw. Die Fugen der Segmente stehen im Mittelpunkt des Wasserschutzes, darüber hinaus ist die Haltungskontrolle der Schildmaschine während des Vortriebs immer ein wichtiges Anliegen des Baupersonals. Aufgrund dessen ist der Einsatz der BIM-Technologie zur Realisierung einer wirksamen Sicherheitsüberwachung beim Bau von Schildtunneln ein technisches Problem, das vom Fachmann dringend zu lösen ist.The shield tunnel construction refers to a method in which a shield machine is used, whereby the heading surface and the surrounding soil are controlled to avoid the collapse and instability, while the tunneling and the removal of the earth are carried out, and in which the Segments in the machine are assembled into a lining and pouring is carried out behind the wall so that a tunnel is built without disturbing the surrounding soil. Shield construction is a very complex engineering process, the effects of which on the environment are closely linked to construction technology. A large number of subways and tunnels have already been built at home and abroad, and a relatively mature calculation theory of structural design and an engineering practice system have gradually emerged, but the understanding of tunnel and civil engineering sealing is relatively backward. The underground inevitably has to go through the layer with higher water content and is therefore exposed to the harmful effects of the groundwater. Without reliable water protection and tightness measures, groundwater penetrates the tunnel, affects its internal structure and auxiliary lines and even endangers the operation of the underground and shortens the service life of the tunnel. The places where water escapes in shield tunnels are the joints in the segments, small cracks in the segments, injection and hand holes, etc. The joints in the segments are the focus of water protection; . Because of this, the use of BIM technology to implement effective safety monitoring when building shield tunnels is a technical problem that must be solved urgently by the specialist.
AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, hinsichtlich der oben geschilderten Mängel aus dem Stand der Technik ein BIM-basiertes Sicherheitsüberwachungsgerät für Schildtunnel zur Verfügung zu stellen, wobei das Überwachungsgerät einen an der Schildmaschine angeordneten Erddrucksensor und Haltungssensor umfasst, wobei an den Fugen der Schildsegmente ein Leckagesensor angeordnet ist, um ein dreidimensionales Modell des Schildtunnels zu erstellen und die Sicherheitsüberwachung des Schildtunnels zu realisieren.The present invention aims to provide a BIM-based safety monitoring device for shield tunnels with regard to the deficiencies outlined above from the prior art, the monitoring device comprising an earth pressure sensor and a posture sensor arranged on the shield machine, with a leakage sensor at the joints of the shield segments is arranged to create a three-dimensional model of the shield tunnel and to implement the security monitoring of the shield tunnel.
TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION
Diese Aufgabe wird durch die folgende technische Lösung gelöst:
- ein BIM-basiertes Sicherheitsüberwachungsgerät für Schildtunnel, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsgerät mehrere an dem vorderen Ende und
- dem Seitenteil der Schildmaschine gleichmäßig verteilte Erddrucksensoren, am vorderen Ende der Schildmaschine angeordnete Haltungssensoren und an den Fugen der Schildsegmente angeordnete Leckagesensoren umfasst, und wobei die Erddrucksensoren, die Haltungssensoren und die Leckagesensoren mit einem Datenerfassungsinstrument verbunden sind.
- a BIM-based security monitoring device for shield tunnels, characterized in that the monitoring device has multiple at the front end and
- the side part of the shield machine comprises earth pressure sensors evenly distributed, posture sensors arranged at the front end of the shield machine and leakage sensors arranged at the joints of the shield segments, and wherein the earth pressure sensors, the posture sensors and the leakage sensors are connected to a data acquisition instrument.
Das Überwachungsgerät kann weiter einen Computer umfassen, der in einem Überwachungsraum angeordnet ist, wobei das Datenerfassungsinstrument über ein daran angeschlossenes drahtloses Kommunikationsmodul eine Verbindung und Kommunikation mit dem Computer bildet.The monitoring device can further comprise a computer which is arranged in a monitoring room, wherein the data acquisition instrument forms a connection and communication with the computer via a wireless communication module connected thereto.
Ein BIM-Modelldatenbankspeicher des Schildtunnels kann mit dem Computer verbunden sein.A BIM model database store of the shield tunnel can be connected to the computer.
Im Schildtunnel kann weiter ein Alarmmelder angeordnet sein, der mit dem Computer verbunden ist.An alarm device which is connected to the computer can also be arranged in the shield tunnel.
Der Leckagesensor kann ein Leckagesensor vom Kabeltyp sein.The leakage sensor can be a cable type leakage sensor.
Die vorliegende Erfindung verfügt über die folgenden Vorteile: es kann sowohl eine Echtzeitüberwachung des Vortriebserdendrucks des Schildtunnels und der Haltung der Schildmaschine realisieren als auch in Echtzeit überwachen, ob ein Wasseraustritt an den Fugen der Schildsegmente besteht, um ein dreidimensionales BIM-Modell eines Schildtunnels, das für die Überwachung geeignet ist, zu bilden.The present invention has the following advantages: it can realize real-time monitoring of the driving earth pressure of the shield tunnel and the attitude of the shield machine as well as monitor in real time whether there is a leakage of water at the joints of the shield segments in order to create a three-dimensional BIM model of a shield tunnel that suitable for monitoring.
FigurenlisteFigure list
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1 zeigt eine schematische Darstellung des Zusammenbaus eines Überwachungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung.1 Figure 12 shows a schematic representation of the assembly of a monitoring device according to the present invention.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Im Zusammenhang mit Figuren und Ausführungsbeispielen werden die Merkmale und andere einschlägige Merkmale der vorliegenden Erfindung näher erläutert, damit der Fachmann auf diesem Gebiet besser verstehen kann.In connection with figures and exemplary embodiments, the features and other relevant features of the present invention are explained in more detail so that a person skilled in the art can better understand them.
Wie in
Ausführungsbeispiel
Wie in
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CN116579220B (en) * | 2023-06-21 | 2024-02-09 | 广州地铁设计研究院股份有限公司 | Structural safety assessment method for subway staggered joint shield tunnel |
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