一种隧道断面收敛自动监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及隧道养护领域，尤其涉及一种对隧道断面收敛进行监测用的自动监测系统。为降低隧道直径收敛监测费用，本实用新型专利技术提出一种隧道断面收敛自动监测系统，其包括数据处理器、数据传输装置、信号解调装置和若干套收敛监测单元；收敛监测单元包括位移计、倾角计和连杆，位移计和倾角计均设置在连杆的监测端上；位移计和倾角计实时监测到的位移变量信号和倾斜角度变量信号传输到信号解调装置中进行解调得到解调信号，该解调信号通过数据传输装置传输到数据处理器中进行处理运算得出测点的坐标数据，拟合得出隧道断面的形态和断面收敛变形值。该隧道断面收敛自动监测系统结构简单，制造成本低，监测费用低。

An automatic monitoring system for tunnel cross section convergence

The utility model relates to the field of tunnel maintenance, in particular to an automatic monitoring system for monitoring the convergence of tunnel sections. In order to reduce the cost of tunnel diameter convergence monitoring, an automatic monitoring system for tunnel section convergence is proposed, which includes a data processor, a data transmission device, a signal demodulator and a number of convergent monitoring units. The convergent monitoring unit includes a displacement meter, a inclinometer and a connecting rod, and the displacement meter and the inclinometer are all set up. On the monitoring end of the connecting rod, the displacement and tilt angle variable signals and the tilt angle variable signals are transmitted to the signal demodulation device to demodulate the demodulated signal. The demodulation signal is transmitted through the data transmission device to the data processor and processed to get the coordinate data of the measurement points, and the fitting results are obtained. The shape of tunnel section and the convergent deformation value of the section. The automatic monitoring system for the convergence of the tunnel section is simple in structure, low in manufacturing cost and low in monitoring cost.

【技术实现步骤摘要】
一种隧道断面收敛自动监测系统
本技术涉及隧道养护领域，尤其涉及一种对隧道断面收敛进行监测用的自动监测系统。
技术介绍
近年来，随着高速公路和高速铁路等基础设施建造事业的快速发展，隧道建设也进入迅猛发展期，随之而来的各种隧道事故也频频发生。在隧道运营养护过程中，隧道直径收敛是评价隧道结构安全以及确保隧道正常运营的重要变形指标之一。目前，通常采用巴赛特收敛系统(BassettConvergenceSystem)、全站仪动态监测系统或断面仪动态监测系统等监测系统来对隧道直径收敛进行监测，这些监测系统虽然可以实现全天候无人值守隧道直径收敛变形连续监测，但是其硬件成本均较高，尤其是在多断面进行监测时，费用将成倍增加，故很难在实际工程中广泛应用。
技术实现思路
为降低隧道直径收敛监测费用，本技术提出一种隧道断面收敛自动监测系统，该隧道断面收敛自动监测系统包括数据处理器、数据传输装置、信号解调装置和若干套收敛监测单元；所述收敛监测单元包括位移计、倾角计和连杆，且所述位移计和所述倾角计均设置在所述连杆的监测端上；所述位移计用于对待监测隧道断面上的测点的位移量进行实时监测以得到位移变量信号并传输到所述信号解调装置中，所述倾角计用于对所述测点的倾斜角度变量进行实时监测以得到倾斜角变量信号并传输到所述信号解调装置中；所述信号解调装置对接收到的位移变量信号和倾斜角变量信号进行解调得到解调信号，并将该解调信号通过数据传输装置传输到所述数据处理器中；所述数据处理器对接收到的解调信号进行处理运算得出所述测点的坐标数据，并根据所述测点的坐标数据拟合得出所述隧道断面的形态和断面收敛变形值。这种隧道断面收敛自动监测系统结构简单，制造成本低，且利用位移计对待监测隧道断面上的测点的位移量进行实时监测，利用倾角计对测点的倾斜角变量进行实时监测，从而得出的隧道断面的形态和断面收敛变形值，监测可靠性高。优选地，所述位移计为光纤位移计，所述倾角计为光纤倾角计。这样的收敛监测单元的监测精度高，进而使得隧道断面收敛自动监测系统的监测精度高。优选地，所述数据传输装置包括交换机和连接用光纤，数据传输速度快且传输稳定。优选地，所述信号解调装置为光纤信号解调仪。进一步优选地，所述光纤信号解调仪上设置有多组光纤接口。这样，当待监测隧道的长度较长并设置有多个待监测隧道断面时，可将布设在同一隧道断面上的收敛监测单元分为一组，并将布设在多个隧道断面上的收敛监测单元与同一个光纤信号解调仪连接。也就是说，利用该隧道断面收敛自动监测系统可同时对多个隧道断面进行隧道断面收敛进行实时监测，从而可大大降低监测成本，进而可在实际工程中广泛应用。优选地，所述数据处理器为服务器。这样，利用服务器作为数据处理器，数据处理能力和数据处理效率均大大提高。附图说明图1为本技术隧道断面收敛自动监测系统的结构框图；图2为本技术隧道断面收敛自动监测系统中的收敛监测单元在待监测隧道断面上的布置示意图。具体实施方式下面，结合附图1和2，对本技术隧道断面收敛自动监测系统进行详细说明。图1所示，本技术隧道断面收敛自动监测系统包括数据处理器1、数据传输装置2、信号解调装置3和若干套收敛监测单元4。其中，数据处理器1优选采用服务器，这样，利用服务器作为数据处理器，可大大提高数据处理器数据处理的能力和效率。数据传输装置2包括交换机21和连接用光纤，这样的数据传输装置2的数据传输速度快且传输稳定。信号解调装置3优选采用光纤信号解调仪，且在该光纤信号解调仪上设置有多组光纤结构。这样，当待监测隧道的长度较长并设置有多个待监测隧道断面时，可将布设在同一隧道断面上的收敛监测单元4分为一组，并将布设在多个隧道断面上的收敛监测单元4与同一个光纤信号解调仪连接，即利用该隧道断面收敛自动监测系统可同时对多个隧道断面进行隧道断面收敛进行实时监测，从而可大大降低监测成本。收敛监测单元4包括位移计41、倾角计42和连杆(图中未示出)，且位移计41和倾角计42均设置在连杆的监测端上，且位移计41用于对待监测隧道断面上的测点的位移量进行实时监测以得到位移变量信号并传输到信号解调装置3中，倾角计42用于对测点的倾斜角度变量进行实时监测以得到倾斜角变量信号并传输到信号解调装置3中。优选地，位移计41选用光纤位移计，倾角计42选用光纤倾角计，这样，可提高的敛监测单元的监测精度，进而提高隧道断面收敛自动监测系统的监测精度，从而提高隧道断面收敛自动监测系统的监测可靠性。在利用该隧道断面收敛自动监测系统对隧道断面收敛进行监测时，需将收敛监测单元布设在待监测隧道断面上，具体布设方法如下：首先，如图2所示，在待监测隧道断面上布设参考点和测点，其中，参考点用于确定测点的坐标，比如，将参考点作为坐标原点，进而可根据测点与参考点之间的相对位置得出测点的坐标。在具体布设时，可根据隧道二衬的结构确定参考点和测点位置。比如，当隧道二衬采用三段圆截面形式时，选用隧道二衬上的7个圆弧交叉点作为测点，并选用位于最左侧的一个测点作为参考点O。接着，对隧道断面收敛自动监测系统上同一组收敛监测单元中的各个收敛监测单元进行编号，并将第一收敛监测单元中的连杆的监测端设置在参考点O上，定位端设置在与参考点O相邻的测点A上；将第二收敛监测单元中的连杆43的监测端设置在布设在测点A上，并将第二收敛监测单元中的连杆43的定位端设在与测点A相邻的测点B上；依次类推，依次完成该组中的剩余的收敛监测单元，从而完成收敛监测单元的布设工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道断面收敛自动监测系统，其特征在于，该隧道断面收敛自动监测系统包括数据处理器、数据传输装置、信号解调装置和若干套收敛监测单元；所述收敛监测单元包括位移计、倾角计和连杆，且所述位移计和所述倾角计均设置在所述连杆的监测端上；所述位移计用于对待监测隧道断面上的测点的位移量进行实时监测以得到位移变量信号并传输到所述信号解调装置中，所述倾角计用于对所述测点的倾斜角度变量进行实时监测以得到倾斜角变量信号并传输到所述信号解调装置中；所述信号解调装置对接收到的位移变量信号和倾斜角变量信号进行解调得到解调信号，并将该解调信号通过数据传输装置传输到所述数据处理器中；所述数据处理器对接收到的解调信号进行处理运算得出所述测点的坐标数据，并根据所述测点的坐标数据拟合得出所述隧道断面的形态和断面收敛变形值。

【技术特征摘要】
1.一种隧道断面收敛自动监测系统，其特征在于，该隧道断面收敛自动监测系统包括数据处理器、数据传输装置、信号解调装置和若干套收敛监测单元；所述收敛监测单元包括位移计、倾角计和连杆，且所述位移计和所述倾角计均设置在所述连杆的监测端上；所述位移计用于对待监测隧道断面上的测点的位移量进行实时监测以得到位移变量信号并传输到所述信号解调装置中，所述倾角计用于对所述测点的倾斜角度变量进行实时监测以得到倾斜角变量信号并传输到所述信号解调装置中；所述信号解调装置对接收到的位移变量信号和倾斜角变量信号进行解调得到解调信号，并将该解调信号通过数据传输装置传输到所述数据处理器中；所述数据处理器对接收到的解调信号进行处理运...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓宏，
申请(专利权)人：上海巨一科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31