基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及沉管隧道技术领域，具体涉及基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警方法，包括：获取沉管接头位移监测数据，将沉管接头位移监测数据输入沉管隧道服役状态评估模型，获得沉管隧道服役状态参数，再根据沉管隧道服役状态参数进行沉管隧道安全预警。相比现有技术中直接将沉管隧道监测数据简单处理后与阀值进行比较来预警，本发明专利技术通过沉管隧道服役状态评估模型获得隧道服役状态参数，再根据沉管隧道服役状态参数进行沉管隧道安全预警，准确率更高。同时，能够实时获取沉管隧道服役状态参数，进而实现对沉管隧道的实时监测预警，降低了沉管隧道的安全隐患。本发明专利技术还提供了基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警系统。接头变形监测的沉管隧道服役状态预警系统。接头变形监测的沉管隧道服役状态预警系统。

【技术实现步骤摘要】
基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警方法及系统


[0001]本专利技术涉及沉管隧道
，具体涉及基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，隧道工程已由建设阶段发展至建养并重阶段，沉管隧道作为穿江越海的重要基础设施，周边环境通常为复杂的水土、波浪流、回淤疏浚等，一旦沉管隧道发生不均匀沉降、大变形等问题，治理难，影响大。因此，在沉管隧道的运营过程中，如何分析沉管隧道的整体服役状态，评价沉管隧道是否处于安全范围，对于保障区域交通顺畅和经济活动正常有序开展，意义重大。
[0003]现有技术中通常先获取沉管隧道监测数据，再对沉管隧道监测数据进行简单的求均值后，将均值与预设的沉管隧道监测阀值进行对比，根据对比结果进行预警，例如一种沉管隧道监测预警装置(申请号CN201911353545.X)和一种沉管隧道云端自动化监控管理系统(申请号CN202110606588.5)。但是，由于沉管隧道监测数据受到环境因素的影响、以及具有随机性等原因，导致直接将沉管隧道监测数据简单处理后与阀值进行比较的方式，误差较大，而且无法知道沉管隧道实时服役状态。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警方法及系统，提高了对沉管隧道进行安全预警的准确率。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警方法。
[0006]在第一种可实现方式中，一种基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警方法，包括：获取沉管接头位移监测数据；将沉管接头位移监测数据输入沉管隧道服役状态评估模型，获得沉管隧道服役状态参数；根据沉管隧道服役状态参数进行沉管隧道安全预警。
[0007]结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，沉管隧道服役状态评估模型通过以下方式构建：根据两个接头管节的相对位移和相对偏转确定若干个工况；获取各工况下的GINA止水带参数、混凝土剪力键参数、钢剪力键参数；根据相对位移、相对偏转、GINA止水带参数、混凝土剪力键参数和钢剪力键参数构建数据库；根据数据库获取沉管隧道服役状态评估模型。
[0008]结合第二种可实现方式，在第三种可实现方式中，根据数据库获取沉管隧道服役状态评估模型，包括：从数据库中提取训练集；训练集包括沉管接头位移监测训练样本和沉管隧道服役状态参数训练标签；沉管接头位移监测训练样本包括两个接头管节的相对位移和相对偏转；沉管隧道服役状态参数训练标签包括两个接头管节的相对位移和相对偏转对应的GINA止水带参数、混凝土剪力键参数、钢剪力键参数；将沉管接头位移监测训练样本和沉管隧道服役状态参数训练标签输入神经网络进行迭代训练，获得沉管隧道服役状态评估模型。
[0009]结合第三种可实现方式，在第四种可实现方式中，迭代停止条件为沉管隧道服役状态评估模型的误差处于预设范围内。
[0010]结合第一种可实现方式，在第五种可实现方式中，获取沉管接头位移监测数据包括：对中管廓的上部、中部和下部，以及行车道的上部、中部和下部进行监测，获得沉管接头位移监测数据。
[0011]结合第一种可实现方式，在第六种可实现方式中，根据沉管隧道服役状态参数进行沉管隧道安全预警，包括：将沉管隧道服役状态参数与预设参数标准进行对比，获得沉管隧道接头服役状态评估结果；根据沉管隧道接头服役状态评估结果对沉管隧道进行安全预警。
[0012]结合第六种可实现方式，在第七种可实现方式中，预设参数标准包括GINA止水带参数标准、混凝土剪力键参数标准和钢剪力键参数标准；
[0013]结合第七种可实现方式，在第八种可实现方式中，GINA止水带参数标准通过以下方式获取：获取接头初始量和接头初始压缩后平均高度；将接头初始量与接头初始压缩后平均高度的差值确定为接头初始压缩量；根据GINA止水带压缩变形曲线获取接头最大压缩量；根据GINA止水带最小水密性压缩量曲线获取接头最小压缩量；根据接头初始压缩量、接头最大压缩量和接头最小压缩量确定GINA止水带的张合压缩量标准。
[0014]另一方面，本专利技术提供了一种基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警系统。
[0015]在第九种可实现方式中，一种基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警系统，包括：监测仪器，用于获取沉管接头位移监测数据，并将沉管接头位移监测数据传输给终端服务器；监测仪器包括单点式位移计、三向位移计、测量机器人和靶向监测机器人；终端服务器，用于将沉管接头位移监测数据输入沉管隧道服役状态评估模型，获得沉管隧道服役状态参数；并根据沉管隧道服役状态参数进行沉管隧道安全预警。
[0016]结合第九种可实现方式，在第十种可实现方式中，一种基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警系统还包括：在沉管隧道内通过自建局域网络进行数据传输工作；在沉管隧道外通过运营商公共无线网络进行数据传输工作。
[0017]由上述技术方案可知，本专利技术的有益技术效果如下：将沉管接头位移监测数据输入沉管隧道服役状态评估模型，获得沉管隧道服役状态参数，再根据沉管隧道服役状态参数进行沉管隧道安全预警。相比现有技术中直接将沉管隧道监测数据简单处理后与阀值进行比较来预警，本专利技术通过沉管隧道服役状态评估模型获得隧道服役状态参数，再根据沉管隧道服役状态参数进行沉管隧道安全预警，准确率更高。同时，通过实时获取沉管隧道服役状态参数，进而能够了解沉管隧道实时服役状态，实现对沉管隧道的实时监测预警，降低了沉管隧道的安全隐患。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的一种基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警方法的示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例提供的一种空间直角坐标系的示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例提供的一种沉管隧道接头监测点的布设示意图；
[0022]图4为本专利技术实施例提供的一种GINA止水带的变形参数的提取点示意图；
[0023]图5为本专利技术实施例提供的一种剪力键的剪切变形量的提取示意图；
[0024]图6为本专利技术实施例提供的一种GINA止水带压缩变形曲线图；
[0025]图7为本专利技术实施例提供的一种GINA止水带最小水密性压缩量曲线；
[0026]图8为本专利技术实施例提供的一种基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警系统的示意图。
[0027]附图标记：
[0028]1‑
监测仪器，2
‑
终端服务器。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0030本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于接头变形监测的沉管隧道服役状态预警方法，其特征在于，包括：获取沉管接头位移监测数据；将所述沉管接头位移监测数据输入沉管隧道服役状态评估模型，获得沉管隧道服役状态参数；根据所述沉管隧道服役状态参数进行沉管隧道安全预警。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉管隧道服役状态评估模型通过以下方式构建：根据两个接头管节的相对位移和相对偏转确定若干个工况；获取各所述工况下的GINA止水带参数、混凝土剪力键参数、钢剪力键参数；根据所述相对位移、所述相对偏转、所述GINA止水带参数、所述混凝土剪力键参数和所述钢剪力键参数构建数据库；根据所述数据库获取沉管隧道服役状态评估模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述数据库获取沉管隧道服役状态评估模型，包括：从所述数据库中提取训练集；所述训练集包括沉管接头位移监测训练样本和沉管隧道服役状态参数训练标签；所述沉管接头位移监测训练样本包括两个接头管节的相对位移和相对偏转；所述沉管隧道服役状态参数训练标签包括两个接头管节的相对位移和相对偏转对应的GINA止水带参数、混凝土剪力键参数、钢剪力键参数；将所述沉管接头位移监测训练样本和所述沉管隧道服役状态参数训练标签输入神经网络进行迭代训练，获得沉管隧道服役状态评估模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，迭代停止条件为所述沉管隧道服役状态评估模型的误差处于预设范围内。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取沉管接头位移监测数据包括：对中管廓的上部、中部和下部，以及行车道的上部、中部和下部进行监测，获得沉管接头...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁浩，江星宏，陈建忠，程亮，郭鸿雁，杨孟，
申请(专利权)人：招商局重庆交通科研设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：