【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水利水电工程安全监测，特别是涉及一种隧洞收敛监测系统。
技术介绍
1、隧洞开挖之前，岩体处于应力平衡状态，开挖后隧洞围岩应力重新分布，岩体产生卸荷回弹而变形。当围岩应力超过岩体承载能力，洞周岩体可能产生过大变形而坍塌，造成严重后果。对隧洞围岩进行变形监测和预警，是避免灾害发生的有效途径。
2、已有研究表明，隧洞开挖影响范围主要在一倍洞径以内，超过一倍洞径的围岩变形可忽略不计，且一般情况下洞壁附近的岩体变形量最大，往岩体深处变形量逐渐递减。因此，对洞壁围岩进行收敛变形监测能直接掌握围岩的安全状态，分析围岩变形规律，具有重要意义。
3、目前围岩收敛监测主要采用人工测量方法，包括用钢尺收敛计直接测量洞壁测标间的相对距离和用全站仪测量洞壁测标的坐标变化等。用钢尺收敛计直接测量时，每次都要将尺钩挂到测标上，当隧洞直径较大，拱顶测点挂尺会很困难，监测效率低。全站仪法监测操作复杂，对测量技术水平要求较高，且满足监测精度要求的全站仪价格昂贵，监测成本高。
4、另外，人工监测时效性差，很难做到实时连续监测。现有的少数自动收敛监测系统，如巴塞特收敛测量系统、多点激光测距仪组合系统等，因测量部件较多、系统安装复杂、价格成本高等因素，很难普遍采用。
5、随着水利水电工程尤其是抽水蓄能电站的大规模开发建设，各种地下隧洞开挖数量越来越多，开挖速度越来越快，迫切需要一种操作简单、实时连续、低本高效的隧洞收敛变形自动监测系统。
技术实现思路
1、鉴于以
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种隧洞收敛监测系统，包括：监测基准点、监测校核点、ccd工业相机、多个收敛测标及数据采集分析模块；所述监测基准点、所述监测校核点分别位于隧洞监测区段的首端和末端，所述监测基准点和所述监测校核点的锚固端位于隧洞开挖影响区以外的围岩深处，测量端位于隧洞拱顶；多个所述收敛测标成环形布置于所述监测基准点与所述监测校核点之间的多个收敛监测断面上；所述ccd工业相机安装于所述监测基准点处的拱顶部位，按拟定的频次对隧洞监测区段的各监测断面的各所述收敛测标进行拍摄，同时将图像传输至所述数据采集分析模块；所述数据采集分析模块根据图像上所述收敛测标的位置变化，计算隧洞相应监测断面的拱顶沉降和收敛变形。
3、于本实施例的一种实施方式中，所述监测基准点和所述监测校核点呈竖直向布置在隧洞围岩中，所述监测基准点和所述监测校核点分别包括呈竖直向布的锚头、拉杆、位移传感器、安装基座、灌浆管以及排气管；所述拉杆的上端连接所述锚头，下端连接所述位移传感器，所述位移传感器的下端固定在所述安装基座上。
4、于本实施例的一种实施方式中，所述拉杆为高强碳纤维拉杆。
5、于本实施例的一种实施方式中，所述拉杆外侧套有隔离保护管，以使拉杆与灌浆体隔离，避免因围岩变形而引起拉杆自身变形。
6、于本实施例的一种实施方式中，所述ccd工业相机包括镜头、ccd感光元件、imu惯性测量单元、通信设备以及电源设备。
7、于本实施例的一种实施方式中，所述监测基准点和所述监测校核点之间布置多个隧洞收敛监测断面，每个监测断面布置多个所述收敛测标，同一监测断面内的多个所述收敛测标成环形布置在隧洞内壁。
8、于本实施例的一种实施方式中，所述同一监测断面内的多个收敛测标中，一个所述收敛测标布置于隧洞拱顶，用于监测拱顶沉降；其余所述收敛测标对称布置于隧洞侧壁，或根据地质条件布置于围岩断层处或其它围岩薄弱部位。
9、于本实施例的一种实施方式中，所述同一监测断面内的多个收敛测标中，各所述收敛测标包括安装杆、标志牌、特征标志；所述特征标志印制于标志牌上，所述标志牌通过安装杆固定在隧洞内壁上。
10、于本实施例的一种实施方式中，所述标志牌形状为圆形，圆形内部印制“x”状特征标志，“x”状特征标志的上下侧为白色，左右侧为黑色，以使标志牌特征明显、便于识别。
11、于本实施例的一种实施方式中，所述标志牌由长余辉发光材料制作而成，当白天光线较强隧洞较亮时，标志牌吸收并储存光能；当夜晚光线黑暗时，标志牌自发光，以便ccd工业相机能清晰拍摄、准确定位。
12、综上，本专利技术的隧洞收敛监测系统，具有结构简单、安装方便、测量精度高等优点；与现有人工监测方式相比，可进行实时连续自动监测，提高监测效率；且一台ccd工业相机能同时监测多个断面的拱顶沉降和收敛变形，监测范围大，因而系统综合利用率高、平均成本低，具有良好的推广应用价值。
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1.一种隧洞收敛监测系统，其特征在于，包括：监测基准点、监测校核点、CCD工业相机、多个收敛测标及数据采集分析模块；
2.根据权利要求1所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述监测基准点和所述监测校核点呈竖直向布置在隧洞围岩中，所述监测基准点和所述监测校核点分别包括呈竖直向布置的锚头、拉杆、位移传感器、安装基座、灌浆管以及排气管；所述拉杆的上端连接所述锚头，下端连接所述位移传感器，所述位移传感器的下端固定在所述安装基座上。
3.根据权利要求2所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述拉杆为高强碳纤维拉杆。
4.根据权利要求2所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述拉杆外侧套有隔离保护管，以使拉杆与灌浆体隔离，避免因围岩变形而引起拉杆自身变形。
5.根据权利要求1所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述CCD工业相机包括镜头、CCD感光元件、IMU惯性测量单元、通信设备以及电源设备。
6.根据权利要求1所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述监测基准点和所述监测校核点之间布置多个隧洞收敛监测断面，每个监测断面布置多个所述收敛
7.根据权利要求6所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述同一监测断面内的多个收敛测标中，一个所述收敛测标布置于隧洞拱顶，用于监测拱顶沉降；其余所述收敛测标对称布置于隧洞侧壁，或根据地质条件布置于围岩断层处或其它围岩薄弱部位。
8.根据权利要求6所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述同一监测断面内的多个收敛测标中，各所述收敛测标包括安装杆、标志牌、特征标志；所述特征标志印制于标志牌上，所述标志牌通过安装杆固定在隧洞内壁上。
9.根据权利要求8所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述标志牌形状为圆形，圆形内部印制“X”状特征标志，“X”状特征标志的上下侧为白色，左右侧为黑色，以使标志牌特征明显、便于识别。
10.根据权利要求8所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述标志牌由长余辉发光材料制作而成，当白天光线较强隧洞较亮时，标志牌吸收并储存光能；当夜晚光线黑暗时，标志牌自发光，以便CCD工业相机能清晰拍摄、准确定位。
...【技术特征摘要】
1.一种隧洞收敛监测系统，其特征在于，包括：监测基准点、监测校核点、ccd工业相机、多个收敛测标及数据采集分析模块；
2.根据权利要求1所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述监测基准点和所述监测校核点呈竖直向布置在隧洞围岩中，所述监测基准点和所述监测校核点分别包括呈竖直向布置的锚头、拉杆、位移传感器、安装基座、灌浆管以及排气管；所述拉杆的上端连接所述锚头，下端连接所述位移传感器，所述位移传感器的下端固定在所述安装基座上。
3.根据权利要求2所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述拉杆为高强碳纤维拉杆。
4.根据权利要求2所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述拉杆外侧套有隔离保护管，以使拉杆与灌浆体隔离，避免因围岩变形而引起拉杆自身变形。
5.根据权利要求1所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述ccd工业相机包括镜头、ccd感光元件、imu惯性测量单元、通信设备以及电源设备。
6.根据权利要求1所述的隧洞收敛监测系统，其特征在于：所述监测基准点和所述监测校核点之间布置多个隧洞收敛监测断面，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶明星，黄远远，阮昱皓，李艺彤，张靖，徐东辉，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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