【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程及工程监测，特别是涉及一种适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备。
技术介绍
1、盾构隧道是一种利用盾构机在地下挖掘并安装管片的隧道施工方法，它具有施工速度快、对地面影响小、安全性高等优点。近十年来，随着盾构技术的日益成熟，盾构隧道广泛应用于城市地铁、公路、水利和电力等领域。然而，盾构隧道在施工和运营过程中，往往会出现渗水病害，即隧道衬砌表面或管片接缝处出现水流或水滴，严重影响隧道的结构安全和使用寿命。因此，及时、准确地监测和诊断盾构隧道的渗水病害，甚至通过神经网络机器学习的方法预测即将出现的渗水病害，是保障隧道安全运行和延长隧道寿命的重要措施就显得尤为必要。
2、目前，对于盾构隧道渗水病害的监测方法，主要采用人工监测、摄影测量、架站式地面激光扫描以及移动激光扫描等方法，来监测和识别盾构渗水点和渗水情况。然而，人工监测效率低，主观性强，难以实现隧道的全面、连续、实时的监测；而利用摄影或激光扫描的方法，很容易受到隧道内关照条件、设备布置等环境因素的影响，监测成本高。而且以上监测方法均在隧道发生渗水病害时才能发挥作用。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：解决无法对盾构隧道变形进行实时监测的问题；解决无法对盾构隧道渗水情况做出智能预警的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，包括：
3、连接装置，用于连接盾构隧道管片；
4、监测装置，所述监
5、数据处理中心，所述数据处理中心用于接收和处理所述监测装置监测到的各个所述盾构隧道管片的位移数据，并输出处理结果，所述处理结果为可能出现渗水病害的所述盾构隧道管片的时间信息和位置信息；
6、预警显示系统，所述预警显示系统用于显示所述数据处理中心的处理结果。
7、更进一步地，所述监测装置包括监测平台，所述监测平台设置有3d激光扫描仪、信号接收装置、定位纠正装置、电源、信号发射系统，所述3d激光扫描仪用于对所述盾构隧道进行三维扫描，收集所述盾构隧道管片的点云数据，所述信号接收装置用于接收所述盾构隧道管片的点云数据，所述定位纠正装置用于标定所述监测平台的位移数据，所述信号发射系统用于将所述信号接收装置接收到的所述盾构隧道管片的点云数据整理并计算，得到监测时间段内各个所述盾构隧道管片的位移数据，所述信号发射系统将所述盾构隧道管片的位移数据和所述监测平台的位移数据发送给所述数据处理中心。
8、更进一步地，所述数据处理中心根据接收的所述盾构隧道管片的位移数据和所述监测平台的位移数据，处理得出各个所述盾构隧道管片的实际位移数据，所述数据处理中心以各个所述盾构隧道管片的实际位移数据作为输入信号进行处理，处理得到可能出现渗水病害的所述盾构隧道管片的时间信息和位置信息的处理结果，并输出所述处理结果。
9、更进一步地，所述定位纠正装置为gps定位系统。
10、更进一步地，所述电源为直流电源，所述电源用于为3d激光扫描仪、信号接收装置和信号发射系统供电。
11、更进一步地，所述监测平台为一个多孔洞的金属板，所述金属板用于固定所述3d激光扫描仪、所述信号接收装置、所述定位纠正装置、所述电源和所述信号发射系统。
12、更进一步地，所述数据处理中心预设有一个盾构隧道变形与渗水关系的信息数据库，所述信息数据库包括所述盾构隧道管片的位移特征、所述盾构隧道管片的实际位移数据和渗水情况的关联数据链、所述盾构隧道管片的实际位移数据和渗水情况的bp神经网络预测模型，所述信息数据库可以对未来可能出现渗水病害的所述盾构隧道管片的时间信息和位置信息进行预测。
13、更进一步地，所述连接装置的顶部为螺栓状，所述连接装置的顶部与所述盾构隧道管片连接，所述连接装置的底部与所述监测装置连接。
14、更进一步地，所述监测装置的外壳材质为防水材料。
15、更进一步地，所述预警显示系统为一显示器，用于显示预警信号和可能出现渗水病害的所述盾构隧道管片的时间信息和位置信息。
16、本专利技术实施例一种适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备与现有技术相比，其有益效果在于：
17、本专利技术实施例通过在盾构隧道管片上设置监测装置、数据处理中心、预警显示系统，该监测装置能够对盾构隧道进行实时监测，该监测装置对盾构隧道进行监测后会得到盾构隧道管片的位移数据，该监测装置把监测到的盾构隧道管片的位移数据发送到数据处理中心进行处理，盾构隧道管片的位移数据经过数据处理中心处理后得到出现渗水病害的盾构隧道管片的时间信息和位置信息，数据处理中心通过分析这些信息能对盾构隧道的渗水情况做出预警。出现渗水病害的盾构隧道管片的时间信息和位置信息和数据处理中心做出的预警通过预警显示系统告知工作人员，工作人员通过这些信息能够了解渗水病害的盾构隧道管片的时间信息和位置信息，能了解到盾构隧道发生变形的位置，发生变形的程度，了解到渗水情况的严重性，工作人员还可以通过数据处理中心对盾构隧道的渗水情况做出的预警进行提前采取措施预防。本专利技术实施例实现了对盾构隧道变形进行实时监测和对盾构隧道渗水情况做出智能预警。
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1.一种适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述监测装置包括监测平台，所述监测平台设置有3D激光扫描仪、信号接收装置、定位纠正装置、电源、信号发射系统，所述3D激光扫描仪用于对所述盾构隧道进行三维扫描，收集所述盾构隧道管片的点云数据，所述信号接收装置用于接收所述盾构隧道管片的点云数据，所述定位纠正装置用于标定所述监测平台的位移数据，所述信号发射系统用于将所述信号接收装置接收到的所述盾构隧道管片的点云数据整理并计算，得到监测时间段内各个所述盾构隧道管片的位移数据，所述信号发射系统将所述盾构隧道管片的位移数据和所述监测平台的位移数据发送给所述数据处理中心。
3.根据权利要求2所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述数据处理中心根据接收的所述盾构隧道管片的位移数据和所述监测平台的位移数据，处理得出各个所述盾构隧道管片的实际位移数据，所述数据处理中心以各个所述盾构隧道管片的实际位移数据作为输入信号进行处理，处理得到可能
4.根据权利要求2所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述定位纠正装置为GPS定位系统。
5.根据权利要求2所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述电源为直流电源，所述电源用于为3D激光扫描仪、信号接收装置和信号发射系统供电。
6.根据权利要求2所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述监测平台为一个多孔洞的金属板，所述金属板用于固定所述3D激光扫描仪、所述信号接收装置、所述定位纠正装置、所述电源和所述信号发射系统。
7.根据权利要求3所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述数据处理中心预设有一个盾构隧道变形与渗水关系的信息数据库，所述信息数据库包括所述盾构隧道管片的位移特征、所述盾构隧道管片的实际位移数据和渗水情况的关联数据链、所述盾构隧道管片的实际位移数据和渗水情况的BP神经网络预测模型，所述信息数据库可以对未来可能出现渗水病害的所述盾构隧道管片的时间信息和位置信息进行预测。
8.根据权利要求1所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述连接装置的顶部为螺栓状，所述连接装置的顶部与所述盾构隧道管片连接，所述连接装置的底部与所述监测装置连接。
9.根据权利要求1所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述监测装置的外壳材质为防水材料。
10.根据权利要求1-9任一项所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述预警显示系统为一显示器，用于显示预警信号和可能出现渗水病害的所述盾构隧道管片的时间信息和位置信息。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述监测装置包括监测平台，所述监测平台设置有3d激光扫描仪、信号接收装置、定位纠正装置、电源、信号发射系统，所述3d激光扫描仪用于对所述盾构隧道进行三维扫描，收集所述盾构隧道管片的点云数据，所述信号接收装置用于接收所述盾构隧道管片的点云数据，所述定位纠正装置用于标定所述监测平台的位移数据，所述信号发射系统用于将所述信号接收装置接收到的所述盾构隧道管片的点云数据整理并计算，得到监测时间段内各个所述盾构隧道管片的位移数据，所述信号发射系统将所述盾构隧道管片的位移数据和所述监测平台的位移数据发送给所述数据处理中心。
3.根据权利要求2所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述数据处理中心根据接收的所述盾构隧道管片的位移数据和所述监测平台的位移数据，处理得出各个所述盾构隧道管片的实际位移数据，所述数据处理中心以各个所述盾构隧道管片的实际位移数据作为输入信号进行处理，处理得到可能出现渗水病害的所述盾构隧道管片的时间信息和位置信息的处理结果，并输出所述处理结果。
4.根据权利要求2所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设备，其特征在于，所述定位纠正装置为gps定位系统。
5.根据权利要求2所述的适用于盾构隧道精准变形监测和渗水智能预警设...
【专利技术属性】
技术研发人员：卞荣，姜文东，吴冰，陈文翰，陈科技，王淑红，孙永军，李翀，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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