一种地下工程收敛及拱顶变形智能监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种地下工程收敛及拱顶变形智能监测系统，属于地下工程监测技术领域，该监测系统解决了竖井施工过程中，井壁收敛监测无数据、横通道收敛监测及拱顶变形监测效率低下、误差大，与施工存在交叉干扰、数据延迟较大等众多问题。本发明专利技术采用竖井收敛、暗挖通道收敛及拱顶沉降变形的自动监控、数据传输至数据处理终端后，通过设定的阈值实现自动预警、报警及预警数据发布的方式，实现了地下工程施工竖井收敛变形、暗挖通道收敛变形及拱顶变形的自动化、智能化，大大减少人力的投入，提高了现场监测及风险管控效率，填补了竖井收敛、暗挖通道收敛及拱顶变形监测领域智能化的空白。

An intelligent monitoring system for the convergence of underground engineering and the deformation of vault

【技术实现步骤摘要】
一种地下工程收敛及拱顶变形智能监测系统
本专利技术属于地下工程竖井、坑道及隧道收敛及拱顶变形智能化监测的
，涉及地下工程竖井、坑道及隧道收敛及拱顶变形的自动监测、数据采集及分析、预警，具体是涉及一种地下工程收敛及拱顶变形智能监测系统。
技术介绍
近年来，地铁及城市综合管廊等暗挖类地下工程的修建越来越多，工程建设常常要设置施工竖井及暗挖通道。对于施工竖井，随着竖井开挖深度的增加，竖井井壁的收敛变形监测难度将逐渐增大。现有施工过程中，由于施工条件的限制，竖井开挖后，常常采用人工监测方式进行竖井井壁收敛的监测，由于竖井同时作为施工出土通道，加之竖井井壁作业空间有限，监测测点距离井底距离较大，监测过程存在极大的安全隐患。现场施工过程中，往往不能及时有效的对竖井井壁收敛变形进行监测。对于暗挖通道，在施工过程中，为保障现场施工过程安全及控制变形，需对隧道收敛及拱顶变形进行监测，现场施工过程，收敛监测基本采用传统的收敛计方式进行人工监测，对于拱顶沉降则采用传统的水准方式进行测量，在施工监测时，不仅耗费大量人力、物力，还会对现场施工产生交叉影响。同时，传统的收敛及拱顶变形监测方法也不符合现在所提倡的标准化、信息化、自动化、高效化、智能化的建设理念。因此，需要提供一种地下工程收敛及拱顶变形智能监测系统，旨在解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术为解决地下工程竖井、坑道及隧道收敛及拱顶变形监测困难，数据缺失，隧道施工过程收敛变形及拱顶变形投入人员较多，数据处理量大，与施工存在干扰以及监测数据及时性等问题，提供一种对地下工程竖井、坑道及隧道收敛及拱顶变形的自动化监测、预警、控制的系统，同时自动化、智能化、长时间、稳定的监测系统还可减少人工监测过程产生的人工误差，提高现场监测效率。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种地下工程收敛及拱顶变形智能监测系统，包括监管平台、监控电脑、通讯网络、信号采集处理控制器、潜水泵和液位传感器，所述液位传感器安装在单口降水井内，液位传感器连接信号采集处理控制器，信号采集处理控制器通过通讯网络连接监控电脑，监控电脑与监管平台连接，监管平台为行政主管部门和建设单位的电脑。液位传感器实时监测单口降水井的液位并将液位信息传送给信号采集处理控制器，通过信号采集处理控制器采集多口降水井的液位信息并将数据通过通讯网络上传到监控电脑，进行实时数据显示和记录，同时，将实时液位信息传送给行政主管部门和建设单位监管平台。当收集到液位高于设定液位信号时，由监控电脑通过通讯网络发信号给信号采集处理控制器，对潜水泵进行启动控制。当液位恢复到安全区间，液位传感器将液位信息传经信号采集处理控制器后传递到监控电脑对信息分析后发出信号给信号采集处理控制器控制潜水泵停止工作或降低抽排功率，使液位保持在安全区段。一种地下工程收敛及拱顶变形智能监测系统，步骤如下：(1)在地下工程竖井或暗挖通道内设置用于监测竖井井壁、通道侧壁收敛变形和通道拱顶沉降的智能监测装置，分为固定式(竖井侧壁收敛为固定式)和便携式(通道侧壁收敛及拱顶沉降为便携式)；在降水井内设置用于降水工程智能监控系统的液位监测装置，液位监测装置通过电源信号电线与数据转化、处理系统相连接，电源信号电线随潜水泵的动力线布置；(2)竖井及暗挖通道内配置竖井收敛、通道收敛及通道拱顶沉降智能监测设备、数据收集及处理系统；数据转换、处理系统安置在降水井配电柜内，并通过连接继电器或控制潜水泵启闭；(3)数据转换、处理系统通过网络与服务器连接；(4)服务器内安装用于竖井收敛、暗挖通道收敛及拱顶沉降变形的记录、统计、分析、处理软件，并通过网络与建设相关单位监控系统数据端口对接；(5)竖井收敛、暗挖通道收敛及拱顶沉降智能监测系统根据实时采集的数据及竖井收敛、暗挖通道收敛及拱顶沉降变形的控制标准，降水工程智能监控系统的统计、分析、反馈处理软件接入微信、短信预警功能，具备自动判断是否预警功能。(6)用于降水工程智能监控系统的液位监测装置实时监测地下水位，由监测装置发出的模拟信号传递到数据转换、处理系统转化为带液位信息的数据信号并传递到服务器，经过软件记录分析，预警水位时发出预警信号，并反馈至数据转换、处理系统进而控制电气元件去开启潜水泵，水位下降，达到设计要求液位时，液位信号传递至软件程序停止潜水泵工作，维持液面稳定于安全液面范围。(7)实时收集、记录每口井数据，在大量数据基础上结合工程实际需求分析处理数据，将分析结果反馈录入至每口井控制程序。作为本专利技术进一步的方案，所述的竖井是用于工程施工用的出土或兼做其他用处的竖井，暗挖通道是用于工程施工用的出土、通风或兼做其他用处的通道。作为本专利技术进一步的方案，所述的收敛及拱顶沉降智能监测装置为位移变形监测用传感器。作为本专利技术进一步的方案，所述的数据记录、收集、统计、处理系统为逻辑控制系统。作为本专利技术进一步的方案，所述的服务器及软件开发基于工程领域并具备存储、处理分析数据功能，软件是基于工程领域特点并具备存储、处理、分析数据功能的一种用于地下工程收敛及拱顶变形智能监测系统的软件。作为本专利技术进一步的方案，所述的竖井收敛、暗挖通道收敛及拱顶沉降变形智能监控系统基于竖井收敛、通道收敛及拱顶沉降变形监控、预警系统，数据传输、接收、处理系统。作为本专利技术进一步的方案，步骤(1)中，所述液位监测装置为液位传感器。作为本专利技术进一步的方案，步骤(2)中，数据转换、处理系统安置在降水井配电柜内构成信号采集处理控制器。作为本专利技术进一步的方案，步骤(3)中，网络为通讯网络，服务器为监控电脑。作为本专利技术进一步的方案，步骤(4)中，行政、建设等相关单位监控系统数据端口设置在监管平台上。作为本专利技术进一步的方案，该系统可用于工程施工过程的地下工程竖井、坑道及隧道侧壁收敛、拱顶变形的自动化监测，数据采集、传输、处理系统为逻辑控制系统；地下工程竖井、坑道及隧道侧壁收敛、拱顶变形、预警系统，数据传输、接收、处理系统。综上所述，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：(1)采用智能监测技术，结束了传统人工进行竖井收敛监测时的效率低、误差大、无数据等难题及通道收敛及拱顶沉降人工监测时耗费大量人力、物力，与施工工序存在交叉干扰及数据采集、处理效率低下的问题。(2)采用竖井井壁收敛、通道侧壁收敛及拱顶沉降的全自动实时监测、预警技术，保证竖井收敛、通道收敛及拱顶沉降变形的及时性、准确性，过程不需人员参与，减少人力的投入，减少人员操作过程中可能的安全事故隐患，提高管理时效性。(3)采用互联网技术，可与行政主管部门、建设单位监测数据平台对接，实施观测并实现数据共享。为更清楚地阐述本专利技术的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本专利技术进行详细说明。附图说明图1为专利技术的系统示意图。图2为专利技术中液位传感器的剖视图。附图标记：1-监管平台、2-监控电脑、3-通讯网络、4-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下工程收敛及拱顶变形智能监测系统，其特征在于，包括监管平台(1)、监控电脑(2)、通讯网络(3)、信号采集处理控制器(4)、潜水泵(5)和液位传感器(6)，具体步骤如下：/n1)在地下工程竖井、坑道及隧道内设置用于监测收敛及拱顶变形的实时监测、数据记录、统计、处理及报警功能的智能监测装置，液位监测装置通过电源信号电线与数据转化、处理系统相连接，电源信号电线随潜水泵(5)的动力线布置；/n2)地下工程竖井、坑道及隧道内配置侧壁收敛、拱顶变形的智能监测设备、数据收集及处理系统；/n3)数据转换、处理系统通过网络与服务器连接；/n4)服务器内安装用于地下工程竖井、坑道及隧道收敛及拱顶变形的记录、统计、分析、反馈处理软件，并通过网络与建设相关单位监控系统数据端口对接；/n5)地下工程收敛及拱顶变形智能监测系统的记录、统计、分析、反馈处理软件接入微信、短信预警功能，根据实时采集的数据结合收敛、拱顶变形的控制标准，具备自动判断是否预警功能；/n6)用于降水工程智能监控系统的液位监测装置实时监测地下水位，由监测装置发出的模拟信号传递到数据转换、处理系统转化为带液位信息的数据信号并传递到服务器，经过软件记录分析，预警水位时发出预警信号，并反馈至数据转换、处理系统进而控制电气元件去开启潜水泵(5)，水位下降，达到设计要求液位时，液位信号传递至软件程序停止潜水泵(5)工作，维持液面稳定于安全液面范围；/n7)实时收集、记录每口井数据，在大量数据基础上结合工程实际需求分析处理数据，将分析结果反馈录入至每口井控制程序。/n...

【技术特征摘要】
1.一种地下工程收敛及拱顶变形智能监测系统，其特征在于，包括监管平台(1)、监控电脑(2)、通讯网络(3)、信号采集处理控制器(4)、潜水泵(5)和液位传感器(6)，具体步骤如下：
1)在地下工程竖井、坑道及隧道内设置用于监测收敛及拱顶变形的实时监测、数据记录、统计、处理及报警功能的智能监测装置，液位监测装置通过电源信号电线与数据转化、处理系统相连接，电源信号电线随潜水泵(5)的动力线布置；
2)地下工程竖井、坑道及隧道内配置侧壁收敛、拱顶变形的智能监测设备、数据收集及处理系统；
3)数据转换、处理系统通过网络与服务器连接；
4)服务器内安装用于地下工程竖井、坑道及隧道收敛及拱顶变形的记录、统计、分析、反馈处理软件，并通过网络与建设相关单位监控系统数据端口对接；
5)地下工程收敛及拱顶变形智能监测系统的记录、统计、分析、反馈处理软件接入微信、短信预警功能，根据实时采集的数据结合收敛、拱顶变形的控制标准，具备自动判断是否预警功能；
6)用于降水工程智能监控系统的液位监测装置实时监测地下水位，由监测装置发出的模拟信号传递到数据转换、处理系统转化为带液位信息的数据信号并传递到服务器，经过软件记录分析，预警水位时发出预警信号，并反馈至数据转换、处理系统进而控制电气元件去开启潜水泵(5)，水位下降，达到设计要求液位时，液位信号传递至软件程序停止潜水泵(5)工作，维持液面稳定于安全液面范围；
7)实时收集、记录每口井数据，在大量数据基础上结合工程实际需求分析处理数据，将分析结果反馈录入至每口井控制程序。


2.根据权利要求1所述的一种地下工程收敛及拱顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，杨建树，张飞，王昌洪，王慨慷，刘兰利，夏国松，田腾跃，徐国双，杨祥亮，冯玮光，白玉哲，马志霞，蔡志勇，刘波，余晓颂，刘宝金，王涛，
申请(专利权)人：北京飞天行科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11