【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及围岩变形监测领域，具体涉及一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统。
技术介绍
1、隧道建设是现代交通和城市发展的重要组成部分。然而，隧道建设面临的一个主要问题就是围岩变形与稳定性监测与控制。隧道围岩的变形不仅会导致工程安全问题，还会对周围环境产生一定的影响。因此，对隧道围岩的变形与稳定性进行监测和控制是极为重要的。但目前，浅埋隧道施工过程中，没有一套统一、标准且规范的浅埋隧道内部围岩稳定性与地表沉降监测施工方案可供遵循，因而实际进行监控量测时，不可避免地存在施工操作比较随意、所监测数据不完整、监测效果较差等缺陷和不足。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，实现了浅埋隧道围岩变形情况的全面监测和及时预警，且检测结果的准确性较高。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，包括分别布设在多个隧道监测断面上的围岩变形监测点，多个围岩变形监测点按预设的阀值沿浅埋隧道的纵向延伸方向由前至后进行布设，每个围岩变形监测点均配置有一三维姿态传感器和一振动传感器，振动传感器每监测到一次振动信号，三维姿态传感器就完成一次当前各围岩变形监测点所在位置的反馈，数据处理系统通过将三维姿态传感器所反馈的各围岩变形监测点得到浅埋隧道内所有点的当前三维坐标，与原始三维坐标进行对比，实现疑似变形区域的框定，其中，疑似变形区域包含所有的疑似变形点。
4、进一步地，每个围岩变形
5、进一步地，每一个围岩变形监测点对应的原始三维坐标通过以下步骤获取：
6、首先，读取浅埋隧道的设计图纸，获取到浅埋隧道尺寸数据、土质信息、支护信息，根据获取到的浅埋隧道尺寸数据、土质信息以及支护信息，得到各围岩变形监测点的布置位置信息；
7、然后基于各围岩变形监测点的布置位置信息完成围岩变形监测点的布设，围岩变形监测点布设完成后，系统初始化，三维姿态传感器启动并反馈各围岩变形监测点所在的原始三维坐标；
8、最后，基于各围岩变形监测点所在的原始三维坐标以及浅埋隧道的设计图纸获取到其余各点的原始三维坐标。
9、进一步地，系统首先通过读取浅埋隧道的设计图纸，获取到浅埋隧道尺寸数据、土质信息、支护信息，然后建立各点的三维坐标与各围岩变形监测点的三维坐标可能存在的关联关系，数据处理系统基于该关联关系根据三维姿态传感器所反馈的各围岩变形监测点得到其余各点可能的三维坐标。
10、进一步地，所述数据处理系统首先根据浅埋隧道内所有点的当前三维坐标与原始三维坐标的对比结果得到涉及到的疑似变形点坐标信息，然后将所有的疑似变形点坐标连接起来，形成一个闭合区域，读取当前闭合区域内包含的以及接近该避免区域的围岩变形监测点即与疑似变形点存在关联关系的围岩变形监测点，最后，将这些围岩变形监测点连接起来，得到疑似变形区域。
11、进一步地，还包括初支结构应力监测点以及中柱结构应力监测点，初支结构应力监测点和/或中柱结构应力监测点所监测到的应力参数每改变一次，三维姿态传感器就完成一次当前各围岩变形监测点所在位置的反馈。
12、进一步地，所述数据处理系统将所述疑似变形区域的情况参数以预警短信的方式实时反馈至管理人终端。
13、本专利技术具有以下有益效果：
14、1)基于地表沉降观测、拱顶下沉观测、钢架净空收敛观测以及中柱结构竖向位移观测等实现了浅埋隧道围岩变形情况的全面监测。
15、2)通过振动触动和/或压力值变化触动的方式，实现了监测系统的自适应运行，进而实现了浅埋隧道围岩变形情况的及时预警，提高浅埋隧道施工的安全性。
16、3)采用先基于地表沉降观测、拱顶下沉观测、钢架净空收敛观测以及中柱结构竖向位移观测等自动进行浅埋隧道围岩变形情况的初始监测，得到疑似变形区域，再通过利用水准尺、全站仪等设备对疑似变形区域内的观测标的位移情况进行测定，进而实现变形区域的校正的方式，提高了监测结果的准确性。
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1.一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，其特征在于：包括分别布设在多个隧道监测断面上的围岩变形监测点，多个围岩变形监测点按预设的阀值沿浅埋隧道的纵向延伸方向由前至后进行布设，其特征在于：每个围岩变形监测点均配置有一三维姿态传感器和一振动传感器，振动传感器每监测到一次振动信号，三维姿态传感器就完成一次当前各围岩变形监测点所在位置的反馈，数据处理系统基于三维姿态传感器所反馈的各围岩变形监测点得到浅埋隧道内所有点的当前三维坐标，与原始三维坐标进行对比，实现疑似变形区域的框定。
2.如权利要求1所述的一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，其特征在于：每个围岩变形监测点的结构均相同，包括一组地表沉降观测点和一组隧道围岩变形监测点，每组隧道围岩变形监测点均包括一个拱顶下沉观测点、四个钢架净空收敛观测点和一个中柱结构竖向位移观测点。
3.如权利要求2所述的一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，其特征在于：每个地表沉降观测点、拱顶下沉观测点、钢架净空收敛观测点以及中柱结构竖向位移观测点上均设置有一个观测标，利用水准尺、全站仪对疑似变形区域内的观测标的位移情况进行测定，进而实现
4.如权利要求1所述的一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，其特征在于：每一个围岩变形监测点对应的原始三维坐标通过以下步骤获取：
5.如权利要求1所述的一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，其特征在于：读取浅埋隧道的设计图纸，获取到浅埋隧道尺寸数据、土质信息、支护信息，建立各点的三维坐标与各围岩变形监测点的三维坐标可能存在的关联关系，数据处理系统基于该关联关系根据三维姿态传感器所反馈的各围岩变形监测点得到其余各点可能的三维坐标。
6.如权利要求1所述的一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，其特征在于：所述数据处理系统根据浅埋隧道内所有点的当前三维坐标与原始三维坐标的对比结果得到涉及到的围岩变形监测点信息，得到疑似变形区域。
7.如权利要求1所述的一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，其特征在于：还包括初支结构应力监测点以及中柱结构应力监测点，初支结构应力监测点和/或中柱结构应力监测点所监测到的应力参数每改变一次，三维姿态传感器就完成一次当前各围岩变形监测点所在位置的反馈。
8.如权利要求1所述的一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，其特征在于：所述数据处理系统将所述疑似变形区域的情况参数以预警短信的方式实时反馈至管理人终端。
...【技术特征摘要】
1.一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，其特征在于：包括分别布设在多个隧道监测断面上的围岩变形监测点，多个围岩变形监测点按预设的阀值沿浅埋隧道的纵向延伸方向由前至后进行布设，其特征在于：每个围岩变形监测点均配置有一三维姿态传感器和一振动传感器，振动传感器每监测到一次振动信号，三维姿态传感器就完成一次当前各围岩变形监测点所在位置的反馈，数据处理系统基于三维姿态传感器所反馈的各围岩变形监测点得到浅埋隧道内所有点的当前三维坐标，与原始三维坐标进行对比，实现疑似变形区域的框定。
2.如权利要求1所述的一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，其特征在于：每个围岩变形监测点的结构均相同，包括一组地表沉降观测点和一组隧道围岩变形监测点，每组隧道围岩变形监测点均包括一个拱顶下沉观测点、四个钢架净空收敛观测点和一个中柱结构竖向位移观测点。
3.如权利要求2所述的一种浅埋隧道施工用围岩变形监测系统，其特征在于：每个地表沉降观测点、拱顶下沉观测点、钢架净空收敛观测点以及中柱结构竖向位移观测点上均设置有一个观测标，利用水准尺、全站仪对疑似变形区域内的观测标的位移情况进行测定，进而实现变形区域的校正。
4.如权利要求1所述的一种浅...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛达满，张志清，王宏伟，金海柱，忽海庄，颉凯杰，王磊，牛兵兵，王冠深，
申请(专利权)人：中电建路桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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