一种基于隧道自动监测系统的监测方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于隧道自动监测系统的监测方法，所述监测系统包括隧道无砟轨道结构沉降监测、隧道结构沉降监测、隧道结构水平位移监测、监测基站以及控制中心，监测方法包括：S1、通过控制中心设置隧道无砟轨道结构沉降监测、隧道结构沉降监测、隧道结构水平位移监测的监测周期及监测频率；S2、在设定的监测周期内，每间隔设定时间；通过第一全站仪、第二全站仪将监测数据通过监测基站传输到控制中心；S3、当控制中心监测到异常数据时，控制中心发出预警，提醒相关部门进行相关处理。本发明专利技术监测数据全面、监测点布置合理，为隧道安全提供了充分保障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于隧道自动监测系统的监测方法
本专利技术涉及隧道监测
，特别涉及一种基于隧道自动监测系统的监测方法。
技术介绍
爆破(blasting)是利用炸药在空气、水、土石介质或物体中爆炸所产生的压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用，达到预期目的的一门技术。药包或装药在土石介质或结构物中爆炸时，使土石介质或结构物产生压缩、变形、破坏、松散和抛掷的现象，主要用于土石方工程，以及金属建筑物和构筑物的拆除等。在隧道施工中，经常会进行爆破作业，爆破作业可能对既有运营隧道衬砌结构产生不良影响，因此，监测隧道显得十分必要。在现有的对既有隧道监测系统中，监测数据不完善、监测数据单一，不能对可能发生的安全隐患或事故进行分析和判断。基于此，现急需一种能够有效全面的监测隧道的各种参数并能够进行预警分析的基于隧道自动监测系统的监测方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术旨在提出一种基于隧道自动监测系统的监测方法，通过对隧道的各项参数进行合理监测，对可能发生的安全隐患或事故进行分析和判断，避免了事故的发生，以此确保施工安全进行。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于隧道自动监测系统的监测方法，包括监测系统及监测方法；所述监测系统包括隧道无砟轨道结构沉降监测、隧道结构沉降监测、隧道结构水平位移监测、监测基站以及控制中心，所述隧道无砟轨道结构沉降监测为每间隔设定距离L1在隧道无砟轨道两端安装一对第一全站仪，所述隧道结构沉降监测以及隧道结构水平位移监测均为每间隔设定距离L2在隧道内两侧安装一对第二全站仪，所述第二全站仪用于同时监测轨道结构沉降以及隧道结构水平位移，所述控制中心与监测基站相连，所述监测基站与第一全站仪、第二全站仪相连用于通讯传输；所述监测方法包括：S1、通过控制中心设置隧道无砟轨道结构沉降监测、隧道结构沉降监测、隧道结构水平位移监测的监测周期及监测频率；S2、在设定的监测周期内，每间隔设定时间；通过第一全站仪、第二全站仪将监测数据通过监测基站传输到控制中心；S3、当控制中心监测到异常数据时，控制中心发出预警，提醒相关部门进行相关处理。进一步的，所述监测系统还包括隧道爆破振速监测，所述隧道爆破振速监测为每间隔设定距离L3在隧道内一侧安装一个振动监测仪所述振动监测仪与监测基站相连；监测方法为：通过控制中心设置隧道爆破振速监测的监测周期及监测频率，在设定的监测周期内，每间隔设定时间；通过振动监测仪将监测数据通过监测基站传输到控制中心；当控制中心监测到异常数据时，控制中心发出预警，提醒相关部门进行相关处理。进一步的，所述监测系统还包括隧道应力监测，所述隧道应力监测为每间隔设定距离L4在隧道内两侧安装一对压力传感器，所述压力传感器与监测基站相连；监测方法为：通过控制中心设置隧道应力监测的监测周期及监测频率，在设定的监测周期内，每间隔设定时间；通过压力传感器将监测数据通过监测基站传输到控制中心；当控制中心监测到异常数据时，控制中心发出预警，提醒相关部门进行相关处理。进一步的，所述监测系统还包括隧道三维激光扫描系统，所述隧道三维激光扫描系统包括FARO三维激光扫描仪、移动扫描小车以及平板电脑，所述FARO三维激光扫描仪安装于移动扫描小车上，所述平板电脑与FARO三维激光扫描仪相连用于接收数据，所述移动扫描小车用于在测试轨道内移动并通过FARO三维激光扫描仪实现运营期隧道全自动结构扫描和隧道病害检测。进一步的，所述移动扫描小车的扫描方法为：通过平板电脑分别设置好全自动结构扫描、隧道病害检测的移动扫描小车的扫描速度V1、V2；当进行全自动结构扫描时，小车在测试轨道内按照设定速度V1移动，通过FARO三维激光扫描仪进行扫描，扫描数据通过无线传输到平板电脑上记录下来；当进行隧道病害检测时，小车在测试轨道内按照设定速度V2移动，通过FARO三维激光扫描仪进行扫描，扫描数据通过无线传输到平板电脑上记录下来。进一步的，所述平板电脑上安装有TSD隧道三维扫描软件，所述平板电脑与控制中心相连。进一步的，所述监测系统还包括监测基准点，所述监测基准点位于远离爆破影响变形范围用于对第一全站仪、第二全站仪的位置进行校验。进一步的，所述监测基准点以棱镜为观测标志，所述棱镜通过在轨道板上钻打2颗φ10化学锚栓固定在轨道板上，螺栓埋深为5～10cm，钻孔直径12mm，使用双螺母。进一步的，所述第一全站仪以及第二全站仪的沉降监测数据采用精密光电测距三角高程测量方法；具体为：在O点安置仪器进行观测，观测到O到A点的距离OA和水平面的夹角，待A有高差变化后，再观测到OA′和水平面的夹角；A点高程变化为：ΔH＝H′-H＝OA′sina′-OAsina；精密光电测距三角高程测量精度分析在光电测距三角高程测量中，采用视距≤100m、俯视角≤10°、2测回，按照误差传播定律对H＝OAsina计算高程中误差：假设OA＝D，那么H＝Dsina，得：由于使用测距精度0.6mm+1ppm、测角精度0.5″的全站仪，采用2个测回，那么：那么可得高程中误差：则高程变化中误差：由以上式子可知，满足二级水准测量的要求，采用以上高程测量方法可以满足精度要求。进一步的，所述第二全站仪的位移监测数据具体方法为：监测时与沉降监测同步进行；通过第二全站仪测量出轨道上各个测点的坐标，水平位移的计算原理：假设最两端的测点编号为DM1和DM2，这样DM1-DM2断面可用以下直线方程表示：A(XA，YA)为DM1-DM2断面上的点，则A至定线距离为：经几何关系换算得到测点到初始直线的距离，用每次计算值与前次计算值相减即得到本次变化量，用每次计算值与初始计算值相减即得到累计变化量。有益效果：本专利技术监测数据全面、监测点布置合理，为隧道安全提供了充分保障；本专利技术实现了数据自动采集和计算，监测人员无须进入线路隧道范围以内作业，对行车不会产生任何干扰和影响，消除了行车和人身安全隐患。同时，本专利技术的自动监测系统及方法可根据实际需要随时调整监测频率，实现对隧道24小时按频率实时监测，大大提高了监测效率。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的监测方法的流程图；图2为本专利技术实施例所述的监测系统的结构框图；图3为本专利技术实施例所述的隧道无砟轨道结构沉降监测的第一全站仪在隧道断面分布示意图；图4为本专利技术实施例所述的隧道结构沉降监测、隧道结构水平位移监测的第二全站仪在隧道断面分布示意图；图5为本专利技术实施例所述的隧道爆破振速监测的振动监测仪在隧道断面分布示意图；图6为本专利技术实施例所述的隧道应力监测的压力传感器在隧道断面分布示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于隧道自动监测系统的监测方法，其特征在于，包括监测系统及监测方法；/n所述监测系统包括隧道无砟轨道结构沉降监测、隧道结构沉降监测、隧道结构水平位移监测、监测基站以及控制中心，所述隧道无砟轨道结构沉降监测为每间隔设定距离L1在隧道无砟轨道两端安装一对第一全站仪，所述隧道结构沉降监测以及隧道结构水平位移监测均为每间隔设定距离L2在隧道内两侧安装一对第二全站仪，所述第二全站仪用于同时监测轨道结构沉降以及隧道结构水平位移，所述控制中心与监测基站相连，所述监测基站与第一全站仪、第二全站仪相连用于通讯传输；/n所述监测方法包括：/nS1、通过控制中心设置隧道无砟轨道结构沉降监测、隧道结构沉降监测、隧道结构水平位移监测的监测周期及监测频率；/nS2、在设定的监测周期内，每间隔设定时间；通过第一全站仪、第二全站仪将监测数据通过监测基站传输到控制中心；/nS3、当控制中心监测到异常数据时，控制中心发出预警，提醒相关部门进行相关处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于隧道自动监测系统的监测方法，其特征在于，包括监测系统及监测方法；
所述监测系统包括隧道无砟轨道结构沉降监测、隧道结构沉降监测、隧道结构水平位移监测、监测基站以及控制中心，所述隧道无砟轨道结构沉降监测为每间隔设定距离L1在隧道无砟轨道两端安装一对第一全站仪，所述隧道结构沉降监测以及隧道结构水平位移监测均为每间隔设定距离L2在隧道内两侧安装一对第二全站仪，所述第二全站仪用于同时监测轨道结构沉降以及隧道结构水平位移，所述控制中心与监测基站相连，所述监测基站与第一全站仪、第二全站仪相连用于通讯传输；
所述监测方法包括：
S1、通过控制中心设置隧道无砟轨道结构沉降监测、隧道结构沉降监测、隧道结构水平位移监测的监测周期及监测频率；
S2、在设定的监测周期内，每间隔设定时间；通过第一全站仪、第二全站仪将监测数据通过监测基站传输到控制中心；
S3、当控制中心监测到异常数据时，控制中心发出预警，提醒相关部门进行相关处理。


2.根据权利要求1所述的基于隧道自动监测系统的监测方法，其特征在于，所述监测系统还包括隧道爆破振速监测，所述隧道爆破振速监测为每间隔设定距离L3在隧道内一侧安装一个振动监测仪，所述振动监测仪与监测基站相连；监测方法为：通过控制中心设置隧道爆破振速监测的监测周期及监测频率，在设定的监测周期内，每间隔设定时间；通过振动监测仪将监测数据通过监测基站传输到控制中心；当控制中心监测到异常数据时，控制中心发出预警，提醒相关部门进行相关处理。


3.根据权利要求1所述的基于隧道自动监测系统的监测方法，其特征在于，所述监测系统还包括隧道应力监测，所述隧道应力监测为每间隔设定距离L4在隧道内两侧安装一对压力传感器，所述压力传感器与监测基站相连；监测方法为：通过控制中心设置隧道应力监测的监测周期及监测频率，在设定的监测周期内，每间隔设定时间；通过压力传感器将监测数据通过监测基站传输到控制中心；当控制中心监测到异常数据时，控制中心发出预警，提醒相关部门进行相关处理。


4.根据权利要求1所述的基于隧道自动监测系统的监测方法，其特征在于，所述监测系统还包括隧道三维激光扫描系统，所述隧道三维激光扫描系统包括FARO三维激光扫描仪、移动扫描小车以及平板电脑，所述FARO三维激光扫描仪安装于移动扫描小车上，所述平板电脑与FARO三维激光扫描仪相连用于接收数据，所述移动扫描小车用于在测试轨道内移动并通过FARO三维激光扫描仪实现运营期隧道全自动结构扫描和隧道病害检测。


5.根据权利要求4所述的基于隧道自动监测系统的监测方法，其特征在于，所述移动扫描小车的扫描方法为：通过平板电脑分别设置好全自动结构扫描、隧道病害检测的移动扫描小车的扫描速度V1、V...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁超，陈兴强，刘顿，张转转，王爱平，杨基好，徐健勇，程龙先，程岗，刘伟，李传华，郭新平，须言，
申请(专利权)人：中铁十局集团有限公司，中铁十局集团城市轨道交通工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37