本實(shí)用新型涉及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及應(yīng)用于地鐵區(qū)間隧道初支應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國(guó)目前正處在大規(guī)模建設(shè)時(shí)期，在各工程領(lǐng)域特別是城市軌道交通中出現(xiàn)了大量的隧道工程。在隧道開挖施工過程中，由于一側(cè)巖土被挖去對(duì)圍巖產(chǎn)生卸荷作用，圍巖從應(yīng)力平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉瞧胶鉅顟B(tài)，在隧道施工過程中往往需要通過支護(hù)結(jié)構(gòu)(比如格柵鋼架)使圍巖重新達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)來(lái)維持圍巖的穩(wěn)定性。隧道圍巖的應(yīng)變將產(chǎn)生變化，保障圍巖穩(wěn)定性是保證施工安全的一個(gè)極其重要的任務(wù)。隧道圍巖應(yīng)變監(jiān)測(cè)是隧道圍巖松動(dòng)影響范圍、判斷圍巖穩(wěn)定性，掌握圍巖應(yīng)變發(fā)展變化規(guī)律，評(píng)估支護(hù)效果的主要手段和依據(jù)，是保證圍巖穩(wěn)定性安全的最可靠的方法之一。

在目前的隧道施工過程中圍巖應(yīng)變的監(jiān)測(cè)比較常用的方法是在開挖面的初支(例如格柵鋼架)焊接應(yīng)變計(jì)，將其與預(yù)留連接線相連，然后在施工過程中，定期帶測(cè)試儀器到現(xiàn)場(chǎng)，將綜合測(cè)試儀與預(yù)留連接線相連，讀取監(jiān)測(cè)結(jié)果。這種監(jiān)測(cè)方法，可以測(cè)得測(cè)量時(shí)圍巖的應(yīng)變狀況。但是對(duì)于兩個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí)間間隔之內(nèi)的應(yīng)變變化情況，則無(wú)法獲得。若隧道圍巖應(yīng)變異常發(fā)生在兩次測(cè)量時(shí)點(diǎn)之內(nèi)，則此監(jiān)測(cè)方法無(wú)法及時(shí)的給予施工以反饋。要想達(dá)到較理想的監(jiān)測(cè)結(jié)果，只能不斷的加大監(jiān)測(cè)頻次，投入更過的人力。

因此，有必要設(shè)計(jì)出一種地鐵區(qū)間隧道初支應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在減少人力投入的情況下，還能實(shí)現(xiàn)區(qū)間隧道圍巖應(yīng)變的連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為地鐵區(qū)間隧道的施工圍巖穩(wěn)定性提供有效的實(shí)時(shí)安全預(yù)警系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決傳統(tǒng)地鐵區(qū)間隧道圍巖應(yīng)變監(jiān)測(cè)存在的缺點(diǎn)，公開了一種基于電子信息技術(shù)的地鐵區(qū)間隧道初支應(yīng)變無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以優(yōu)化地鐵區(qū)間隧道施工過程中圍巖的應(yīng)變監(jiān)測(cè)問題。

本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種地鐵區(qū)間隧道初支應(yīng)變無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括多個(gè)與地鐵區(qū)間隧道格柵鋼架固定連接的振弦式應(yīng)變計(jì)、安裝于監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集箱、連接振弦式應(yīng)變計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集箱之間的連接數(shù)據(jù)線、位于地面的無(wú)線接收器及電腦，所述數(shù)據(jù)采集箱中設(shè)置有綜合數(shù)據(jù)采集模塊及無(wú)線發(fā)射器，振弦式應(yīng)變計(jì)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)變情況并將測(cè)量結(jié)果通過連接數(shù)據(jù)線傳輸至綜合數(shù)據(jù)采集模塊，無(wú)線發(fā)射器將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸至位于地面的無(wú)線接收器，無(wú)線接收器通過有線或無(wú)線方式與電腦相連，電腦屏幕將測(cè)量結(jié)果顯示出來(lái)。

具體地來(lái)說(shuō)，地鐵區(qū)間隧道格柵鋼架由內(nèi)拱、外拱及搭接于內(nèi)拱與外拱之間的徑向支管構(gòu)成格柵結(jié)構(gòu)，徑向支管上延其長(zhǎng)度方向焊接有應(yīng)變計(jì)固定座，振弦式應(yīng)變計(jì)焊接固定于應(yīng)變計(jì)固定座上。

優(yōu)選地，多個(gè)應(yīng)變計(jì)設(shè)置于隧道內(nèi)同一斷面的地鐵區(qū)間隧道格柵鋼架上，且沿該斷面的圓周方向均勻布置。

本實(shí)用新型的有益效果為：

(1)人工成本低，可以實(shí)時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果更有保障?？朔藗鹘y(tǒng)的手動(dòng)測(cè)量易于受人工操作影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，且間隔測(cè)量耗費(fèi)大量人力，獲得的監(jiān)測(cè)結(jié)果不連續(xù)，無(wú)法完整顯示隧道斷面初支應(yīng)變變化全過程的缺點(diǎn)。

(2)地鐵區(qū)間隧道斷面圍巖應(yīng)變監(jiān)測(cè)結(jié)果可以通過筆記本電腦顯示屏實(shí)時(shí)顯示，并可以通過軟件進(jìn)行記錄和生成圖表，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地鐵區(qū)間隧道圍巖應(yīng)變的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警功能。

(3)地鐵區(qū)間隧道初支應(yīng)變無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有利于實(shí)現(xiàn)地鐵隧道施工過程中的信息化施工，全程監(jiān)控施工過程中隧道初支應(yīng)變的動(dòng)態(tài)變化，可以根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果提供動(dòng)態(tài)預(yù)警，施工過程安全可控。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)示意圖；

其中：

1－振弦式應(yīng)變計(jì)，2－連接數(shù)據(jù)線，3－綜合數(shù)據(jù)采集模塊，4－無(wú)線發(fā)射器，5－現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集箱，6－無(wú)線接收器，7－筆記本電腦。

具體實(shí)施方式

如圖1所示為一種地鐵區(qū)間隧道初支應(yīng)變無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括多個(gè)埋設(shè)于地鐵區(qū)間隧道斷面格柵鋼架上的振弦式應(yīng)變計(jì)1、安裝于監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集箱5、連接振弦式應(yīng)變計(jì)1與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集箱5之間的連接數(shù)據(jù)線2、位于地面的無(wú)線接收器6及筆記本電腦7?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集箱5中設(shè)置有綜合數(shù)據(jù)采集模塊3及無(wú)線發(fā)射器4，振弦式應(yīng)變計(jì)1測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)變情況并將測(cè)量結(jié)果通過連接數(shù)據(jù)線2傳輸至綜合數(shù)據(jù)采集模塊3，無(wú)線發(fā)射器4將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸至位于地面的無(wú)線接收器6，無(wú)線接收器6通過有線或無(wú)線方式與筆記本電腦7相連。經(jīng)筆記本電腦7中的監(jiān)測(cè)軟件處理，監(jiān)測(cè)結(jié)果以數(shù)值及圖表的形式在筆記本顯示屏幕上直接顯示出來(lái)。筆記本中的監(jiān)測(cè)軟件將接收到的監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)與預(yù)設(shè)的報(bào)警值比較，一旦監(jiān)測(cè)值大于報(bào)警值，隨即啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地鐵區(qū)間隧道初支應(yīng)變的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

地鐵區(qū)間隧道格柵鋼架由內(nèi)拱、外拱及搭接于內(nèi)拱與外拱之間的徑向支管構(gòu)成格柵結(jié)構(gòu)，徑向支管上延其長(zhǎng)度方向焊接有應(yīng)變計(jì)固定座，振弦式應(yīng)變計(jì)焊接固定于應(yīng)變計(jì)固定座上。

多個(gè)振弦式應(yīng)變計(jì)設(shè)置于隧道內(nèi)同一斷面的地鐵區(qū)間隧道格柵鋼架上，且沿該斷面的圓周方向均勻布置。若隧道初支應(yīng)變監(jiān)測(cè)斷面距離隧道豎井洞口較遠(yuǎn)，影響無(wú)線發(fā)射器的傳輸信號(hào)，需延長(zhǎng)數(shù)據(jù)采集箱中無(wú)線發(fā)射器的連接線，將無(wú)線發(fā)射器移至距離隧道豎井適當(dāng)?shù)奈恢?，直至無(wú)線接收器接收信號(hào)良好。

本實(shí)用新型用于地鐵區(qū)間隧道初支應(yīng)變監(jiān)測(cè)時(shí)主要包括以下步驟：

1、根據(jù)監(jiān)測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)布置，將若干個(gè)振弦式應(yīng)變計(jì)在區(qū)間隧道豎立格柵拱架前按照間距要求焊接在格柵鋼架上的應(yīng)變計(jì)固定座。

2、將振弦式應(yīng)變計(jì)的連接數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集箱相連，打開數(shù)據(jù)采集箱的電源開關(guān)。在區(qū)間隧道埋設(shè)初支格柵鋼架后使用綜合測(cè)試檢測(cè)振弦式應(yīng)變計(jì)是否能正常使用，并將應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變值設(shè)定為初始值。

3、在地面連接好無(wú)線接收器與筆記本電腦，測(cè)試無(wú)線信號(hào)的接收。若信號(hào)較弱或無(wú)法接收到無(wú)線發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)。則應(yīng)延長(zhǎng)無(wú)線發(fā)射器與數(shù)據(jù)采集箱之間的連接線，將無(wú)線發(fā)射器移至靠近隧道豎井位置，直至無(wú)線接受器接收信號(hào)良好。

4、在各部件測(cè)試完畢后，可以進(jìn)行噴射混凝土支護(hù)的施工。無(wú)線發(fā)射器開始將初支格柵鋼架應(yīng)變計(jì)所監(jiān)測(cè)的應(yīng)變數(shù)據(jù)傳輸至無(wú)線接收器，并經(jīng)數(shù)據(jù)線傳輸至筆記本電腦中。

5、筆記本電腦中的監(jiān)測(cè)軟件對(duì)應(yīng)變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)值，在筆記本電腦顯示屏上以數(shù)值和圖表的形式直接顯示出來(lái)。

6、監(jiān)測(cè)軟件通過對(duì)應(yīng)變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，當(dāng)監(jiān)測(cè)值大于預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)，軟件隨即啟動(dòng)報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)預(yù)警功能。

7、通過地鐵區(qū)間隧道初支應(yīng)變無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)警功能，保障地鐵施工的安全。根據(jù)預(yù)警分析具體原因，調(diào)整施工方案，使整個(gè)施工過程始終處于受控狀態(tài)，從而保證了隧道施工全過程的安全。