【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及盾构法隧道健康监测，特别涉及一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法及监测系统。
技术介绍
1、我国目前建成与在建的盾构法隧道管片间主要都是采用的螺栓连接，为了满足螺栓连接，需要在管片内表面设置螺栓手孔，将适配螺栓的螺母或螺帽的锁紧件外露于手孔中，在隧道长期使用过程中，受隧道内车辆长期运行引起的震动作用或周边近接工程施工的影响，位于手孔内的锁紧件容易松动甚至掉落，隧道易产生变形趋势，给盾构法隧道工程的安全使用带来隐患，而若对螺栓手孔进行填充密封，可起到一定的防松动效果，但是由于管片生产脱模的工艺需要，螺栓手孔一般呈外宽内窄的结构形式，填充材料出现自身脱离手孔掉落的风险较高，造成行车安全隐患。
2、目前，业内多采用在手孔内锁紧件上画线延伸至手孔内表面的方式进行松紧度标识，并进行人工肉眼监测，以实现手孔内锁紧件松动的发现和复紧处理，但是，该方式画线工作只能在隧道施工完成、螺栓多次复紧到位后进行，工作量大、效率较低、人工成本高，且画线质量和后期人工肉眼监测结果受人为因素影响较大，监测准确度较低。
3、因此，目前亟需要一种技术方案，以解决现有盾构法隧道管片螺栓松动监测工作量大、效率较低、人工成本高且监测准确度较低的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对现有盾构法隧道管片螺栓松动监测工作量大、效率较低、人工成本高且监测准确度较低的技术问题，提供了一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法及监测系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术
3、一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，包括如下步骤：s1、在手孔和锁紧件之间设置应变感应器件，应变感应器件设置伸出所述手孔的接口端子；s2、并联连接位于同一环管片的接口端子，形成单环端子；s3、并联连接若干单环端子形成若干级监测节点，并形成监测终端；s4、记录各接口端子、各单环端子、各监测节点和监测终端在锁紧件锁紧状态的电阻值作为健康目标值；s5、定期获取监测终端的测试电阻值；s6、对比监测终端的测试电阻值与对应的健康目标值，若超过安全阈值，逐级测试对比，确定异常锁紧件位置。
4、本专利技术的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，通过设置并联连接电路，形成由接口端子、单环端子、监测节点和监测终端组成的分级监测系统，将隧道内各锁紧件通过并联连接电路连接至监测终端，通过监测终端的测试电阻值和健康目标值的差值，即可获知隧道内锁紧件的整体松动情况，实现对隧道内锁紧件的分区分段分环监控，避免了人为画线或巡检的工作量，降低监测工作量，提高监测准确度，同时，在发现超过安全阈值的异常情况时，通过逐级测试对比相应各监测节点、各单环端子或各接口端子，即可快速确定异常锁紧件所在范围或所在环或所在具体位置，实现异常锁紧件的快速准确定位，进一步提高监测效率和监测准确度，能够提升隧道长期使用状态下的安全性，尤其保障其作为交通隧道时的行车安全性。
5、作为本专利技术的优选方案，若干纵向相邻设置的所述单环端子并联形成若干一级监测节点，若干纵向相邻设置的所述一级监测节点并联形成若干二级监测节点，以此类推逐级并联至所述监测终端，形成分级监测系统。通过分环、分段、分级逐级连接，实现较少电缆用量基础上的并联连接电路设置，实现对隧道范围内所有锁紧件的分环、分段、分级监测，进而通过对应位置的电阻变化值，快速确定异常锁紧件所在区段、环或位置。
6、作为本专利技术的优选方案，步骤s6中，所述逐级测试对比包括按照级数递减的顺序进行。进而实现异常锁紧件的快速定位。
7、作为本专利技术的优选方案，步骤s6中，所述逐级测试对比包括通过测试设备检测获取对应的测试电阻值，所述测试设备能够显示检测结果和/或与控制终端平台无线通信连接。测试设备能够由工作人员携带至隧道内进行各监测节点、各单环端子或各接口端子的测试，通过人工读取数据进行对比判断电阻变化是否超过安全阈值，或通过数据无线传输方式，实现远端数据对比和记录。
8、作为本专利技术的优选方案，步骤s1中，通过在隧道廊道内沿隧道纵向通长布置集成线缆，在所述集成线缆上对应每环管片处引出与锁紧件数量一致的接口端子，通过将接口端子连接至螺栓垫片处作为测试端口。使通过集成线缆，实现将隧道全长范围内所有锁紧件通过并联电路集成连接，形成单个监测终端，使通过单个监测终端的健康目标值和测试电阻值的差值，即可判断全长范围内是否出现锁紧件松动，为下一步测试工作提供指导。
9、作为本专利技术的优选方案，所述应变感应器件包括集成设置的螺栓垫片和应变片，或，所述应变感应器件包括应变感应材料制得的垫片结构，所述应变感应器件通过锁紧件锁紧挤压形成健康目标值。使通过应变感应器件的感知结果准确获取螺栓的锁紧程度。
10、作为本专利技术的优选方案，若异常锁紧件处电阻增大，初步判定所述锁紧件具有松动趋势；若异常锁紧件处电阻减小，初步判定所述锁紧件具有受压趋势；通过分析异常锁紧件与临近锁紧件的电阻变化情况，获取临近施工对隧道的变形影响。以通过对锁紧件的松动监测，实现对隧道结构状态的监测，实现隧道在长期使用或周边近接工程施工时螺栓松动情况与隧道结构变化规律的动态监测。
11、一种盾构隧道管片螺栓松动监测系统，包括设置在手孔和螺栓锁紧件之间的应变感应器件，应变感应器件设置接口端子，同一环管片的接口端子并联形成单环端子，若干所述单环端子并联形成若干级监测节点，并形成监测终端，所述监测系统基于如上所述的监测方法进行监测。
12、本专利技术的一种盾构隧道管片螺栓松动监测系统，结构简单，设置容易，能够在现有盾构法隧道管片上进行便捷添加，完善盾构法隧道健康监测内容，实现螺栓松动风险的准确判别和及时处置，提升隧道长期使用状态下的安全性，尤其保障其作为交通隧道时的行车安全性。
13、一种计算机设备，所述计算机设备包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，所述处理器用于执行所述计算机程序以实现如上所述的监测方法。
14、一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被执行用于实现如上所述的监测方法。
15、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
16、1、本专利技术的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，通过设置并联连接电路，形成由接口端子、单环端子、监测节点和监测终端组成的分级监测系统，将隧道内各锁紧件通过并联连接电路连接在一起形成监测终端，通过监测终端的测试电阻值和健康目标值的差值，即可获知隧道内锁紧件的整体松动情况，实现对隧道内锁紧件的分区分段监控，避免了人为画线或巡检的工作量，降低监测工作量，提高监测准确度；
17、2、本专利技术的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，在发现超过安全阈值的异常情况时，通过逐级测试对比相应各监测节点、各单环端子或各接口端子，即可快速确定异常锁紧件所在范围或所在环或所在具体位置，实现异常锁紧件的快速准确定位，进一步提高监测效率和监测准确度，能够提升隧道长期使用状态下的安全性，尤其保本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在手孔(1)和锁紧件(2)之间设置应变感应器件(4)，应变感应器件(4)设置伸出所述手孔(1)的接口端子(5)；S2、并联连接位于同一环管片(3)的接口端子(5)，形成单环端子(6)；S3、并联连接若干单环端子(6)形成若干级监测节点(7)，并形成监测终端(8)；S4、记录各接口端子(5)、各单环端子(6)、各监测节点(7)和监测终端(8)在锁紧件(2)锁紧状态的电阻值作为健康目标值；S5、定期获取监测终端(8)的测试电阻值；S6、对比监测终端(8)的测试电阻值与对应的健康目标值，若超过安全阈值，逐级测试对比，确定异常锁紧件(2)位置。
2.如权利要求1所述的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，其特征在于，步骤S2中，若干纵向相邻设置的所述单环端子(6)并联形成若干一级监测节点(7)，若干纵向相邻设置的所述一级监测节点(7)并联形成若干二级监测节点(7)，以此类推逐级并联至所述监测终端(8)，形成分级监测系统。
3.如权利要求2所述的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，其特征在于，步骤S6中
4.如权利要求2所述的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，其特征在于，步骤S6中，所述逐级测试对比包括通过测试设备检测获取对应的测试电阻值，所述测试设备能够显示检测结果和/或与控制终端平台无线通信连接。
5.如权利要求1所述的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，其特征在于，步骤S1中，通过在隧道廊道内沿隧道纵向通长布置集成线缆，在所述集成线缆上对应每环管片（3）处引出与锁紧件（2）数量一致的接口端子（5），通过将接口端子（5）连接至应变感应器件（4）处作为测试端口。
6.如权利要求1所述的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，其特征在于，所述应变感应器件(4)包括集成设置的螺栓垫片和应变片，或，所述应变感应器件（4）包括应变感应材料制得的垫片结构，所述应变感应器件(4)通过锁紧件(2)锁紧挤压形成健康目标值。
7.如权利要求6所述的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，其特征在于，若异常锁紧件(2)处电阻增大，初步判定所述锁紧件(2)具有松动趋势；若异常锁紧件(2)处电阻减小，初步判定所述锁紧件(2)具有受压趋势；通过分析异常锁紧件(2)与临近锁紧件(2)的电阻变化情况，获取临近施工对隧道的变形影响。
8.一种盾构隧道管片螺栓松动监测系统，其特征在于，包括设置在手孔(1)和螺栓(9)锁紧件(2)之间的应变感应器件(4)，应变感应器件(4)设置接口端子(5)，同一环管片(3)的接口端子(5)并联形成单环端子(6)，若干所述单环端子(6)并联形成若干级监测节点(7)，并形成监测终端(8)，所述监测系统基于如权利要求1-7任一项所述的监测方法进行监测。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，所述处理器用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1-7任一项所述的监测方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被执行用于实现如权利要求1-7任一项所述的监测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、在手孔(1)和锁紧件(2)之间设置应变感应器件(4)，应变感应器件(4)设置伸出所述手孔(1)的接口端子(5)；s2、并联连接位于同一环管片(3)的接口端子(5)，形成单环端子(6)；s3、并联连接若干单环端子(6)形成若干级监测节点(7)，并形成监测终端(8)；s4、记录各接口端子(5)、各单环端子(6)、各监测节点(7)和监测终端(8)在锁紧件(2)锁紧状态的电阻值作为健康目标值；s5、定期获取监测终端(8)的测试电阻值；s6、对比监测终端(8)的测试电阻值与对应的健康目标值，若超过安全阈值，逐级测试对比，确定异常锁紧件(2)位置。
2.如权利要求1所述的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，其特征在于，步骤s2中，若干纵向相邻设置的所述单环端子(6)并联形成若干一级监测节点(7)，若干纵向相邻设置的所述一级监测节点(7)并联形成若干二级监测节点(7)，以此类推逐级并联至所述监测终端(8)，形成分级监测系统。
3.如权利要求2所述的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，其特征在于，步骤s6中，所述逐级测试对比包括按照级数递减的顺序进行。
4.如权利要求2所述的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，其特征在于，步骤s6中，所述逐级测试对比包括通过测试设备检测获取对应的测试电阻值，所述测试设备能够显示检测结果和/或与控制终端平台无线通信连接。
5.如权利要求1所述的一种盾构隧道管片螺栓松动监测方法，其特征在于，步骤s1中，通过在隧道廊道内沿隧道纵向通长布置集成线缆，在所述集...
【专利技术属性】
技术研发人员：易丹，林刚，卿伟宸，喻渝，喻波，殷召念，周明亮，朱宏，倪安斌，常鑫，刘轶群，周良，宋南涛，李科志，夏鑫，彭文博，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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