盾构隧道结构监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种盾构隧道结构监测系统，包括沉降监测模块、水平位移监测模块、区域裂缝监测模块以及收敛监测模块中的至少一种，其中，所述沉降监测模块用于对盾构管片环的沉降情况进行监测，所述水平位移监测模块用于对盾构管片环的水平位移情况进行监测，所述区域裂缝监测模块用于对盾构隧道的管片间裂缝进行监测，所述收敛监测模块用于对盾构管片环的直径净空收敛情况进行监测。相应地还提供一种盾构隧道结构监测方法。本发明专利技术提供的盾构隧道结构监测系统及方法，可实时监测盾构隧道的结构状况，包括管片沉降、水平位移、管片间裂缝及净空收敛等情况中的至少一种，能提高盾构隧道服役安全性，便于工务部门对盾构隧道的检修维护。护。护。

【技术实现步骤摘要】
盾构隧道结构监测系统及方法


[0001]本专利技术属于隧道安全
，具体涉及一种盾构隧道结构监测系统及基于该盾构隧道结构监测系统的盾构隧道结构监测方法。

技术介绍

[0002]目前，盾构隧道运营过程中，大多仅对隧道的纵向沉降进行监测，缺乏对盾构隧道的结构全面监测，难以及时、全面地掌握盾构隧道的结构安全状况；并且往往监测、预警、处置分离，所监测到的风险源未能在现场及时精确反馈，处置联动机制尚不健全。另外，盾构隧道的纵向沉降监测多采用精密水准仪、全站仪的人工监测或静力水准测量系统的无人自动测量，常见的监测传感器主要是电阻式、钢弦式及电感式等点式传感器，该类型传感器普遍存在布设困难、抗干扰能力差、抗腐蚀性差、容易破坏、数据易失真等缺点，无法满足现代地铁隧道施工监测的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术涉及一种盾构隧道结构监测系统及基于该盾构隧道结构监测系统的盾构隧道结构监测方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。
[0004]本专利技术涉及一种盾构隧道结构监测系统，包括沉降监测模块、水平位移监测模块、区域裂缝监测模块以及收敛监测模块中的至少一种，其中，所述沉降监测模块用于对盾构管片环的沉降情况进行监测，所述水平位移监测模块用于对盾构管片环的水平位移情况进行监测，所述区域裂缝监测模块用于对盾构隧道的管片间裂缝进行监测，所述收敛监测模块用于对盾构管片环的直径净空收敛情况进行监测。
[0005]作为实施方式之一，所述沉降监测模块和/或所述水平位移监测模块采用位移监测模块，所述位移监测模块包括两条位移监测光缆，所述位移监测光缆为集成有多个光纤光栅应变传感器的光纤光栅阵列应变缆线；所述位移监测光缆沿盾构隧道的管壁敷设，两条位移监测光缆均在隧道纵向上呈波形分布并且两条位移监测光缆的波形反相。
[0006]作为实施方式之一，每条位移监测光缆的波峰和波谷沿隧道纵向依次分布在盾构隧道的各个管片环上，并且分别通过固定装置与盾构隧道的管壁固连。
[0007]作为实施方式之一，所述位移监测光缆呈锯齿波形分布。
[0008]作为实施方式之一，所述区域裂缝监测模块包括至少一条裂缝监测光缆，所述裂缝监测光缆为集成有多个光纤光栅应变传感器的光纤光栅阵列应变缆线；所述裂缝监测光缆沿隧道纵向直线布设在盾构隧道的管壁上。
[0009]作为实施方式之一，所述收敛监测模块包括至少一条收敛监测光缆，所述收敛监测光缆为集成有多个光纤光栅应变传感器的光纤光栅阵列应变缆线；所述收敛监测光缆沿隧道周向环形布设在盾构隧道的管壁上。
[0010]作为实施方式之一，各监测模块均采用光纤光栅阵列光缆进行监测，各光纤光栅阵列光缆均与光纤光栅数据解调仪连接，该所述光纤光栅数据解调仪用于接收各光纤光栅
阵列光缆发送的应变信息，并解调成解调信号发送给后台处理器。
[0011]作为实施方式之一，该盾构隧道结构监测系统还包括程控报警终端，所述程控报警终端通过线缆与所述后台处理器连接或者通过无线传输模块与所述后台处理器无线连接。
[0012]本专利技术还涉及基于上述盾构隧道结构监测系统的盾构隧道结构监测方法，包括，
[0013]通过所述盾构隧道结构监测系统对盾构隧道的结构状况进行实时监测，具体包括如下监测手段中的至少一种：通过所述沉降监测模块对盾构管片环的沉降情况进行实时监测，通过所述水平位移监测模块对盾构管片环的水平位移情况进行实时监测，通过所述区域裂缝监测模块对盾构隧道的管片间裂缝进行实时监测，通过所述收敛监测模块对盾构管片环的直径净空收敛情况进行实时监测；
[0014]将监测情况反馈给后台处理器；所述后台处理器分析判断盾构隧道的结构健康状况，以指导工务部门及时对盾构隧道进行检测维护。
[0015]本专利技术至少具有如下有益效果：本专利技术提供的盾构隧道结构监测系统及方法，可实时监测盾构隧道的结构状况，包括管片沉降、水平位移、管片间裂缝及净空收敛等情况中的至少一种，能提高盾构隧道服役安全性，便于工务部门对盾构隧道的检修维护。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例提供的盾构隧道结构监测系统的布置示意图；
[0018]图2为本专利技术实施例提供的盾构隧道结构监测系统的控制示意图；
[0019]图3为本专利技术实施例提供的位移监测模块的布置示意图；
[0020]图4
‑
图7为位移监测模块的几种监测状态示意图；
[0021]图8为本专利技术实施例提供的固定装置的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]实施例一
[0024]如图1，本专利技术实施例提供一种盾构隧道结构监测系统，包括沉降监测模块2、水平位移监测模块3、区域裂缝监测模块5以及收敛监测模块4中的至少一种，其中，所述沉降监测模块2用于对盾构管片环11的沉降情况进行监测，所述水平位移监测模块3用于对盾构管片环11的水平位移情况进行监测，所述区域裂缝监测模块5用于对盾构隧道1的管片间裂缝进行监测，所述收敛监测模块4用于对盾构管片环11的直径净空收敛情况进行监测。
[0025]相应地，本实施例还提供基于上述盾构隧道结构监测系统的盾构隧道结构监测方
法，包括：
[0026]通过所述盾构隧道结构监测系统对盾构隧道1的结构状况进行实时监测，具体包括如下监测手段中的至少一种：通过所述沉降监测模块2对盾构管片环11的沉降情况进行实时监测，通过所述水平位移监测模块3对盾构管片环11的水平位移情况进行实时监测，通过所述区域裂缝监测模块5对盾构隧道1的管片间裂缝进行实时监测，通过所述收敛监测模块4对盾构管片环11的直径净空收敛情况进行实时监测；
[0027]将监测情况反馈给后台处理器62；所述后台处理器62分析判断盾构隧道1的结构健康状况，以指导工务部门及时对盾构隧道1进行检测维护。
[0028]本实施例提供的盾构隧道结构监测系统及方法，可实时监测盾构隧道1的结构状况，包括管片沉降、水平位移、管片间裂缝及净空收敛等情况中的至少一种，能提高盾构隧道1服役安全性，便于工务部门对盾构隧道1的检修维护。
[0029]其中，优选地，同时配置沉降监测模块2、水平位移监测模块3、区域裂缝监测模块5和收敛监测模块4，保证对盾构隧道结构健康监测的全面性。
[0030]进一步地，各监测模块均采用光纤光栅阵列光缆进行监测，各光纤光栅阵列光缆均与光纤光栅数据解调仪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道结构监测系统，其特征在于：包括沉降监测模块、水平位移监测模块、区域裂缝监测模块以及收敛监测模块中的至少一种，其中，所述沉降监测模块用于对盾构管片环的沉降情况进行监测，所述水平位移监测模块用于对盾构管片环的水平位移情况进行监测，所述区域裂缝监测模块用于对盾构隧道的管片间裂缝进行监测，所述收敛监测模块用于对盾构管片环的直径净空收敛情况进行监测。2.如权利要求1所述的盾构隧道结构监测系统，其特征在于：所述沉降监测模块和/或所述水平位移监测模块采用位移监测模块，所述位移监测模块包括两条位移监测光缆，所述位移监测光缆为集成有多个光纤光栅应变传感器的光纤光栅阵列应变缆线；所述位移监测光缆沿盾构隧道的管壁敷设，两条位移监测光缆均在隧道纵向上呈波形分布并且两条位移监测光缆的波形反相。3.如权利要求2所述的盾构隧道结构监测系统，其特征在于：每条位移监测光缆的波峰和波谷沿隧道纵向依次分布在盾构隧道的各个管片环上，并且分别通过固定装置与盾构隧道的管壁固连。4.如权利要求3所述的盾构隧道结构监测系统，其特征在于：所述位移监测光缆呈锯齿波形分布。5.如权利要求1所述的盾构隧道结构监测系统，其特征在于：所述区域裂缝监测模块包括至少一条裂缝监测光缆，所述裂缝监测光缆为集成有多个光纤光栅应变传感器的光纤光栅阵列应变缆线；所述裂缝监测光缆沿隧道纵向直线布设在盾构隧道的管壁上。6.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金龙，林作忠，王效文，颜志伟，王华兵，吕延豪，游龙飞，孙雪兵，张海涛，郑凯，高云龙，蔡兴瑞，戴勇，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：