一種隧道自動化監(jiān)測系統(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化監(jiān)測系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)高速的發(fā)展，城市對用電的需求日益增加，在城市當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特點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)的擾動影響越來越受到重視，特別是在城市繁華地段的隧道施工，對電力隧道地下穿越工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工進行全方面的研宄，分析和解決在各個過程中出現(xiàn)的問題和難點，已成為隧道建設(shè)的迫切要求。
[0003]在隧道施工以及運行過程中，需對隧道的整體狀況進行了解，對施工進度以及施工難度進行評估，確保隧道的正常和穩(wěn)定，有必要對施工過程中的擾動以及位移形變進行監(jiān)控。
[0004]鑒于上述需求，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研宄和實踐終于獲得了本創(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化監(jiān)測系統(tǒng)及方法，用以克服上述技術(shù)缺陷。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種隧道自動化監(jiān)測系統(tǒng)，其包括傳感器組、數(shù)據(jù)總線、自動采集箱，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，并通過數(shù)據(jù)總線傳輸至自動采集箱中，自動采集箱對采集的信號進行處理并通過無線或有線傳輸方式傳輸至遠程服務(wù)器中；
[0007]在隧道的截面上設(shè)置土壓力盒、多點位移計，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，每個斷面的傳感器的配線串聯(lián)起來，形成一根數(shù)據(jù)總線。
[0008]進一步地，所述的多點位移計包括安裝基座、加長測桿、錨固頭，用于邊坡、隧道測量不同深度的位移變形；錨固頭，其在每點位移計的深部位置固定；加長測桿，其連接點位移計的本體和錨固頭，數(shù)據(jù)線與點位移計連接，其為水工電纜線；四芯屏蔽雙絞線。
[0009]進一步地，所述的土壓力盒、多點位移計內(nèi)置電子標簽，直接輸出物理量，并可存儲1600條數(shù)據(jù)。
[0010]進一步地，所述的土壓力盒用于測量軟土和填土中埋設(shè)點的土體壓力變化；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；并且其內(nèi)置溫度傳感器，對外界溫度影響產(chǎn)生的變化進行溫度修正；每個傳感器內(nèi)部有計算芯片，自動對測量數(shù)據(jù)進行換算而直接輸出物理量。
[0011 ] 進一步地，在數(shù)據(jù)總線上還設(shè)置信號中繼器。
[0012] 進一步地，還設(shè)置電源模塊，為傳感器組、數(shù)據(jù)總線、自動采集箱供電，還設(shè)置電源控制器，在供電電壓不足的情況下進行分段供電控制。
[0013]本發(fā)明還提供一種隧道自動化監(jiān)測方法，其特征在于，該具體過程為:
[0014]步驟a，選擇斷面設(shè)置各種傳感器，包括多點位移計、土壓力盒，并將每個斷面的傳感器的配線串聯(lián)起來，形成一根數(shù)據(jù)總線；
[0015]步驟b，自動化采集箱定時或者按照預設(shè)時間控制各傳感器在指定的時間自動進行測量，并將結(jié)果保存在傳感器內(nèi)；
[0016]步驟C，自動化采集箱通過有線或無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)明隧道自動化監(jiān)測系統(tǒng)每個斷面的傳感器的配線串聯(lián)起來，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，同時節(jié)約成本，方便現(xiàn)場的鋪設(shè)和后期維護，省錢、省事、省心；系統(tǒng)組建方式靈活多樣，并可根據(jù)需求隨時升級，系統(tǒng)兼容性強。
[0018]采用多點位移計，測量精確度、穩(wěn)定性高，可采用人工讀數(shù)或自動采集方式，進行長期觀測。
[0019]在系統(tǒng)中設(shè)置信號中繼器以及電源控制器的傳輸距離遠，最遠傳輸可達1.5Km，加入中繼器和電源控制器可將傳輸距離增加一倍。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明隧道自動化監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明隧道自動化監(jiān)測系統(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。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細的說明。
[0024]請參閱圖1和2所示，其為本發(fā)明隧道自動化監(jiān)測系統(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、自動采集箱、無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，并通過數(shù)據(jù)總線傳輸至自動采集箱中，自動采集箱對采集的信號進行處理并通過無線傳輸模塊傳輸至遠程服務(wù)器中；電源模塊為上述各個模塊提供電能。
[0025]請結(jié)合圖3所示，在隧道的截面上設(shè)置土壓力盒、多點位移計、鋼筋計、混凝土應變計、溫度計，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，每個斷面的傳感器的配線串聯(lián)起來，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，同時節(jié)約成本，方便現(xiàn)場的鋪設(shè)和后期維護，省錢、省事、省心；系統(tǒng)組建方式靈活多樣，并可根據(jù)需求隨時升級。系統(tǒng)兼容性強，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]總線式自動采集控制系統(tǒng)、采集箱自動采集控制系統(tǒng)，無線遠程自動采集控制系統(tǒng)等;
[0027]所述的多點位移計包括安裝基座、加長測桿、錨固頭，用于邊坡、隧道及各類地下工程中測量不同深度的位移變形；錨固頭，其在每點位移計的深部位置固定，加長測桿，其連接點位移計的本體和錨固頭，數(shù)據(jù)線與點位移計連接，其為水工電纜線；四芯屏蔽雙絞線，防水防潮。由安裝基座確定測點數(shù)量，并可根據(jù)安裝環(huán)境選擇鉆多個小孔，多孔單埋的方式，監(jiān)測效果測試結(jié)果更好。多點位移計為電感調(diào)頻式原理的傳感器，本體內(nèi)置電子標簽，另可自設(shè)編號，直接輸出物理量，并可進行存儲1600