一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測裝置及方法，裝置包括軌道車、無線信號傳輸裝置、車輛定位裝置、多個(gè)聲波監(jiān)測裝置、監(jiān)測服務(wù)器，采用聲波檢測與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將多個(gè)聲波監(jiān)測裝置及無線信號傳輸裝置固定在軌道車的周向外表面上，軌道車行駛通過隧道時(shí)，聲波監(jiān)測裝置全程掃查隧道圍巖，并記錄聲反射波譜，并通過軌道車當(dāng)前位置、車速、聲反射波譜參數(shù)計(jì)算聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離；聲波監(jiān)測裝置將計(jì)算出的相對距離數(shù)據(jù)和聲反射波譜，通過無線信號傳輸裝置傳輸至監(jiān)測服務(wù)器中；監(jiān)測服務(wù)器保存聲波監(jiān)測裝置的相對距離數(shù)據(jù)及聲反射波譜，并與歷次保存的相對距離數(shù)據(jù)及聲反射波譜作比較，分析相對距離及聲反射波譜的變化，以此間接監(jiān)控隧道圍巖的沉降變形，提前預(yù)警。
【專利說明】
一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種無損監(jiān)測裝置及方法，特別是涉及一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形的聲波監(jiān)測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道是現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)重要組成部分，隧道結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性問題是隧道工程領(lǐng)域的關(guān)鍵問題，它關(guān)系到隧道設(shè)計(jì)、施工的安全性和經(jīng)濟(jì)性，作為穩(wěn)定性科學(xué)評價(jià)的基礎(chǔ)，評價(jià)指標(biāo)的選擇至關(guān)重要。其中隧道圍巖的沉降、變形問題對于隧道安全至關(guān)重要。目前對于隧道圍巖的沉降、變形的檢測，通常以定期人工檢測為主，近幾年采用預(yù)埋各種監(jiān)測傳感器或布置全站儀等監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測。預(yù)埋監(jiān)測傳感器裝置的方法需要在隧道施工階段進(jìn)行預(yù)埋，對于已建成的隧道無法實(shí)現(xiàn)，同時(shí)預(yù)埋的監(jiān)測傳感器裝置使用壽命有限，大多在一段時(shí)間后失效。全站儀等高端監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測效果與精度較好，對于在役隧道也可后期布置，但其成本及運(yùn)營維護(hù)價(jià)格昂貴，不利于大面積推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測裝置及方法，采用聲波檢測與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在役軌道交通隧道圍巖沉降、變形的在役監(jiān)測、預(yù)警。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測裝置，包括軌道車、無線信號傳輸裝置、車輛定位裝置、多個(gè)聲波監(jiān)測裝置、監(jiān)測服務(wù)器。其特征在于:所述無線信號傳輸裝置、車輛定位裝置、多個(gè)聲波監(jiān)測裝置固定在軌道車的周向外表面上；多個(gè)聲波監(jiān)測裝置與無線信號傳輸裝置電連接;車輛定位裝置與無線信號傳輸裝置電連接;無線信號傳輸裝置與監(jiān)測服務(wù)器無線連接。
[0005]—種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測方法，其特征在于:軌道車行駛通過隧道時(shí)，聲波監(jiān)測裝置全程發(fā)射聲波掃查隧道圍巖，記錄聲反射波譜;聲波監(jiān)測裝置將聲反射波譜，通過無線信號傳輸裝置傳輸至監(jiān)測服務(wù)器中；車輛定位裝置將軌道車的車輛定位數(shù)據(jù)通過無線信號傳輸裝置傳輸至監(jiān)測服務(wù)器中；監(jiān)測服務(wù)器保存聲反射波譜與軌道車的車輛定位數(shù)據(jù)，并將歷次保存的聲反射波譜作對比，分析聲反射波譜的變化，以此間接監(jiān)控隧道圍巖的沉降變形；當(dāng)圍巖發(fā)生沉降變形，此時(shí)采集的聲反射波譜與之前采集的聲反射波譜相比出現(xiàn)異常信號，通過分析聲反射波譜異常處的參數(shù)和軌道車的車輛定位數(shù)據(jù)，判斷出現(xiàn)沉降變形的隧道圍巖位置。
[0006]進(jìn)一步的，聲波監(jiān)測裝置根據(jù)軌道車當(dāng)前車輛定位數(shù)據(jù)、軌道車車速、聲反射波譜參數(shù)計(jì)算聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離;聲波監(jiān)測裝置將聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離數(shù)據(jù)通過無線信號傳輸裝置傳輸至監(jiān)測服務(wù)器;監(jiān)測服務(wù)器制作聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離的時(shí)間變化曲線，其中，縱坐標(biāo)為聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離、橫坐標(biāo)為時(shí)間；當(dāng)隧道圍巖發(fā)生沉降變形時(shí)，聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離將發(fā)生變化，監(jiān)測人員通過監(jiān)測聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離的時(shí)間變化曲線的變化，實(shí)時(shí)掌握隧道圍巖的沉降變形情況。
[0007]本發(fā)明的有益效果是，一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測裝置及方法，采用聲波檢測與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將多個(gè)聲波監(jiān)測裝置及無線信號傳輸裝置固定在軌道車的周向外表面上，軌道車行駛通過隧道時(shí)，聲波監(jiān)測裝置全程掃查隧道圍巖，并記錄聲反射波譜，并通過軌道車當(dāng)前位置、車速、聲反射波譜參數(shù)計(jì)算聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離;聲波監(jiān)測裝置將計(jì)算出的相對距離數(shù)據(jù)和聲反射波譜，通過無線信號傳輸裝置傳輸至監(jiān)測服務(wù)器中；監(jiān)測服務(wù)器保存聲波監(jiān)測裝置的相對距離數(shù)據(jù)及聲反射波譜，并與歷次保存的相對距離數(shù)據(jù)及聲反射波譜作比較，分析相對距離及聲反射波譜的變化，以此間接監(jiān)控隧道圍巖的沉降變形，提前預(yù)警。
[0008]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測裝置及方法不局限于實(shí)施例。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖中實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0010]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測裝置示意圖。
[0011 ]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的聲反射波譜示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的監(jiān)測聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離的時(shí)間變化曲線示意圖。
[0013]圖中，1.軌道車，2.無線信號傳輸裝置，3.車輛定位裝置，4.多個(gè)聲波監(jiān)測裝置，5.監(jiān)測服務(wù)器，6.隧道圍巖，11.聲波，C.聲反射波譜，d.聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離，t.時(shí)間，L.時(shí)間變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例，如圖1所示，一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測裝置4，包括軌道車1、無線信號傳輸裝置2、車輛定位裝置3、多個(gè)聲波監(jiān)測裝置4、監(jiān)測服務(wù)器5。其特征在于:所述無線信號傳輸裝置2、車輛定位裝置3、多個(gè)聲波監(jiān)測裝置4固定在軌道車I的周向外表面上;多個(gè)聲波監(jiān)測裝置4與無線信號傳輸裝置2電連接;車輛定位裝置3與無線信號傳輸裝置2電連接;無線信號傳輸裝置2與監(jiān)測服務(wù)器5無線連接。
[0015]如圖2所示，一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測方法，其特征在于:軌道車I行駛通過隧道時(shí)，聲波監(jiān)測裝置4全程發(fā)射聲波11掃查隧道圍巖6，記錄聲反射波譜C;聲波監(jiān)測裝置4將聲反射波譜C，通過無線信號傳輸裝置2傳輸至監(jiān)測服務(wù)器5中；車輛定位裝置3將軌道車I的車輛定位數(shù)據(jù)通過無線信號傳輸裝置2傳輸至監(jiān)測服務(wù)器5中；監(jiān)測服務(wù)器5保存聲反射波譜C與軌道車I的車輛定位數(shù)據(jù)，并將歷次保存的聲反射波譜C作對比，分析聲反射波譜C的變化，以此間接監(jiān)控隧道圍巖6的沉降變形；當(dāng)圍巖發(fā)生沉降變形，此時(shí)采集的聲反射波譜C與之前采集的聲反射波譜C相比出現(xiàn)異常信號，通過分析聲反射波譜C異常處的參數(shù)和軌道車I的車輛定位數(shù)據(jù)，判斷出現(xiàn)沉降變形的隧道圍巖6位置。
[0016]如圖3所示，進(jìn)一步的，聲波監(jiān)測裝置4根據(jù)軌道車I當(dāng)前車輛定位數(shù)據(jù)、軌道車I車速、聲反射波譜C參數(shù)計(jì)算聲波監(jiān)測裝置4與隧道圍巖6之間的相對距離d;聲波監(jiān)測裝置4將聲波監(jiān)測裝置4與隧道圍巖6之間的相對距離d數(shù)據(jù)通過無線信號傳輸裝置2傳輸至監(jiān)測服務(wù)器5;監(jiān)測服務(wù)器5制作聲波監(jiān)測裝置4與隧道圍巖6之間的相對距離d的時(shí)間變化曲線L，其中，縱坐標(biāo)為聲波監(jiān)測裝置4與隧道圍巖6之間的相對距離d、橫坐標(biāo)為時(shí)間t;當(dāng)隧道圍巖6發(fā)生沉降變形時(shí)，聲波監(jiān)測裝置4與隧道圍巖6之間的相對距離d將發(fā)生變化，監(jiān)測人員通過監(jiān)測聲波監(jiān)測裝置4與隧道圍巖6之間的相對距離d的時(shí)間變化曲線L的變化，實(shí)時(shí)掌握隧道圍巖6的沉降變形情況。
[0017]上述實(shí)施例僅用來進(jìn)一步說明本發(fā)明的一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測裝置及方法，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測裝置，包括軌道車、無線信號傳輸裝置、車輛定位裝置、多個(gè)聲波監(jiān)測裝置、監(jiān)測服務(wù)器，其特征在于:所述無線信號傳輸裝置、車輛定位裝置、多個(gè)聲波監(jiān)測裝置固定在軌道車的周向外表面上；多個(gè)聲波監(jiān)測裝置與無線信號傳輸裝置電連接;車輛定位裝置與無線信號傳輸裝置電連接;無線信號傳輸裝置與監(jiān)測服務(wù)器無線連接。2.—種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測方法，其特征在于:軌道車行駛通過隧道時(shí)，聲波監(jiān)測裝置全程發(fā)射聲波掃查隧道圍巖，記錄聲反射波譜;聲波監(jiān)測裝置將聲反射波譜，通過無線信號傳輸裝置傳輸至監(jiān)測服務(wù)器中；車輛定位裝置將軌道車的車輛定位數(shù)據(jù)通過無線信號傳輸裝置傳輸至監(jiān)測服務(wù)器中；監(jiān)測服務(wù)器保存聲反射波譜與軌道車的車輛定位數(shù)據(jù)，并將歷次保存的聲反射波譜作對比，分析聲反射波譜的變化，以此間接監(jiān)控隧道圍巖的沉降變形；當(dāng)圍巖發(fā)生沉降變形，此時(shí)采集的聲反射波譜與之前采集的聲反射波譜相比出現(xiàn)異常信號，通過分析聲反射波譜異常處的參數(shù)和軌道車的車輛定位數(shù)據(jù)，判斷出現(xiàn)沉降變形的隧道圍巖位置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測方法，其特征在于:進(jìn)一步的，聲波監(jiān)測裝置根據(jù)軌道車當(dāng)前車輛定位數(shù)據(jù)、軌道車車速、聲反射波譜參數(shù)計(jì)算聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離;聲波監(jiān)測裝置將聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離數(shù)據(jù)通過無線信號傳輸裝置傳輸至監(jiān)測服務(wù)器;監(jiān)測服務(wù)器制作聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離的時(shí)間變化曲線，其中，縱坐標(biāo)為聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離、橫坐標(biāo)為時(shí)間；當(dāng)隧道圍巖發(fā)生沉降變形時(shí)，聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離將發(fā)生變化，監(jiān)測人員通過監(jiān)測聲波監(jiān)測裝置與隧道圍巖之間的相對距離的時(shí)間變化曲線的變化，實(shí)時(shí)掌握隧道圍巖的沉降變形情況。
【文檔編號】G01B17/04GK105823446SQ201610346716
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】林俊明
【申請人】愛德森（廈門）電子有限公司