一種隧道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道施工領(lǐng)域，尤其涉及一種隧道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速的發(fā)展，城市對(duì)用電的需求日益增加，在城市當(dāng)中將修建越多的電力電纜隧道。城市中新建電力電纜隧道工程的一個(gè)特點(diǎn)是需要穿越大量的既有建筑物。隨著地下穿越工程的發(fā)展，電力隧道上穿和下穿既有結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)影響越來(lái)越受到重視，特別是在城市繁華地段的隧道施工，對(duì)電力隧道地下穿越工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行全方面的研宄，分析和解決在各個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)的問題和難點(diǎn)，已成為隧道建設(shè)的迫切要求。
[0003]在隧道施工以及運(yùn)行過(guò)程中，需對(duì)隧道的整體狀況進(jìn)行了解，對(duì)施工進(jìn)度以及施工難度進(jìn)行評(píng)估，確保隧道的正常和穩(wěn)定，有必要對(duì)施工過(guò)程中的擾動(dòng)以及位移形變進(jìn)行監(jiān)控。
[0004]鑒于上述需求，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研宄和實(shí)踐終于獲得了本創(chuàng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種隧道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，用以克服上述技術(shù)缺陷。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種隧道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括傳感器組、數(shù)據(jù)總線、自動(dòng)采集箱，所述的傳感器組設(shè)置在隧道的各斷面上，其采集隧道的位移變形和土體壓力變化，并通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳輸至自動(dòng)采集箱中，自動(dòng)采集箱對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理并通過(guò)無(wú)線或有線傳輸方式傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器中；
[0007]在隧道的截面上設(shè)置土壓力盒、多點(diǎn)位移計(jì)，上述各傳感器設(shè)置在隧道頂部的底端，其配線就近引到隧道底部，每個(gè)斷面的傳感器的配線串聯(lián)起來(lái)，形成一根數(shù)據(jù)總線。
[0008]進(jìn)一步地，所述的多點(diǎn)位移計(jì)包括安裝基座、加長(zhǎng)測(cè)桿、錨固頭，用于邊坡、隧道測(cè)量不同深度的位移變形；錨固頭，其在每點(diǎn)位移計(jì)的深部位置固定；加長(zhǎng)測(cè)桿，其連接點(diǎn)位移計(jì)的本體和錨固頭，數(shù)據(jù)線與點(diǎn)位移計(jì)連接，其為水工電纜線；四芯屏蔽雙絞線。
[0009]進(jìn)一步地，所述的土壓力盒、多點(diǎn)位移計(jì)內(nèi)置電子標(biāo)簽，直接輸出物理量，并可存儲(chǔ)1600條數(shù)據(jù)。
[0010]進(jìn)一步地，所述的土壓力盒用于測(cè)量軟土和填土中埋設(shè)點(diǎn)的土體壓力變化；其設(shè)置在支撐座上，支撐座水平或垂直安放土壓力盒的支撐面；其上的數(shù)據(jù)線的出線方式為側(cè)面引線出來(lái)；并且其內(nèi)置溫度傳感器，對(duì)外界溫度影響產(chǎn)生的變化進(jìn)行溫度修正；每個(gè)傳感器內(nèi)部有計(jì)算芯片，自動(dòng)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行換算而直接輸出物理量。
[0011 ] 進(jìn)一步地，在數(shù)據(jù)總線上還設(shè)置信號(hào)中繼器。
[0012] 進(jìn)一步地，還設(shè)置電源模塊，為傳感器組、數(shù)據(jù)總線、自動(dòng)采集箱供電，還設(shè)置電源控制器，在供電電壓不足的情況下進(jìn)行分段供電控制。
[0013]本發(fā)明還提供一種隧道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，該具體過(guò)程為:
[0014]步驟a，選擇斷面設(shè)置各種傳感器，包括多點(diǎn)位移計(jì)、土壓力盒，并將每個(gè)斷面的傳感器的配線串聯(lián)起來(lái)，形成一根數(shù)據(jù)總線；
[0015]步驟b，自動(dòng)化采集箱定時(shí)或者按照預(yù)設(shè)時(shí)間控制各傳感器在指定的時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，并將結(jié)果保存在傳感器內(nèi)；
[0016]步驟C，自動(dòng)化采集箱通過(guò)有線或無(wú)線的方式讀取傳感器內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比較本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明隧道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)每個(gè)斷面的傳感器的配線串聯(lián)起來(lái)，形成一根數(shù)據(jù)總線，前端各傳感器采用單總線方式連接，穩(wěn)定、可靠，同時(shí)節(jié)約成本，方便現(xiàn)場(chǎng)的鋪設(shè)和后期維護(hù)，省錢、省事、省心；系統(tǒng)組建方式靈活多樣，并可根據(jù)需求隨時(shí)升級(jí)，系統(tǒng)兼容性強(qiáng)。
[0018]采用多點(diǎn)位移計(jì)，測(cè)量精確度、穩(wěn)定性高，可采用人工讀數(shù)或自動(dòng)采集方式，進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)。
[0019]在系統(tǒng)中設(shè)置信號(hào)中繼器以及電源控制器的傳輸距離遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)傳輸可達(dá)1.5Km，加入中繼器和電源控制器可將傳輸距離增加一倍。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明隧道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明隧道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能框圖；
[0022]圖3為本發(fā)明隧道的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0024]請(qǐng)參閱圖1和2所示，其為本發(fā)明隧道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖和功能框圖，該系統(tǒng)包括傳感器組、數(shù)據(jù)總線、自動(dòng)采集箱、無(wú)線傳輸模塊和電源模塊，所述的傳感器組設(shè)置在隧道的各斷面上，其采集隧道的位移變形和土體壓力變化，并通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳輸至自動(dòng)采集箱中，自動(dòng)采集箱對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理并通過(guò)無(wú)線傳輸模塊傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器中；電源模塊為上述各個(gè)模塊提供電能。
[0025]請(qǐng)結(jié)合圖3所示，在隧道的截面上設(shè)置土壓力盒、多點(diǎn)位移計(jì)、鋼筋計(jì)、混凝土應(yīng)變計(jì)、溫度計(jì)，上述各傳感器設(shè)置在隧道頂部的底端，上述各傳感器的配線就近引到隧道底部，每個(gè)斷面的傳感器的配線串聯(lián)起來(lái)，形成一根數(shù)據(jù)總線。前端各傳感器采用單總線方式連接，穩(wěn)定、可靠，同時(shí)節(jié)約成本，方便現(xiàn)場(chǎng)的鋪設(shè)和后期維護(hù)，省錢、省事、省心；系統(tǒng)組建方式靈活多樣，并可根據(jù)需求隨時(shí)升級(jí)。系統(tǒng)兼容性強(qiáng)，可方便的接入其他廠家各類弦式傳感器、電壓輸出型傳感器、電流輸出型傳感器、RS232/RS485接口傳感器等。
[0026]總線式自動(dòng)采集控制系統(tǒng)、采集箱自動(dòng)采集控制系統(tǒng)，無(wú)線遠(yuǎn)程自動(dòng)采集控制系統(tǒng)等;
[0027]所述的多點(diǎn)位移計(jì)包括安裝基座、加長(zhǎng)測(cè)桿、錨固頭，用于邊坡、隧道及各類地下工程中測(cè)量不同深度的位移變形；錨固頭，其在每點(diǎn)位移計(jì)的深部位置固定，加長(zhǎng)測(cè)桿，其連接點(diǎn)位移計(jì)的本體和錨固頭，數(shù)據(jù)線與點(diǎn)位移計(jì)連接，其為水工電纜線；四芯屏蔽雙絞線，防水防潮。由安裝基座確定測(cè)點(diǎn)數(shù)量，并可根據(jù)安裝環(huán)境選擇鉆多個(gè)小孔，多孔單埋的方式，監(jiān)測(cè)效果測(cè)試結(jié)果更好。多點(diǎn)位移計(jì)為電感調(diào)頻式原理的傳感器，本體內(nèi)置電子標(biāo)簽，另可自設(shè)編號(hào)，直接輸出物理量，并可進(jìn)行存儲(chǔ)1600