隧道工程變形監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及油氣運輸領(lǐng)域，尤其涉及一種隧道工程變形監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]油氣運輸過程中，在役油氣長輸管道通常需要穿越隧道將油氣資源傳輸?shù)礁鞯?。由于受到地質(zhì)、滲水、應(yīng)力等因素的影響，隧道難免會發(fā)生開裂、隧道拱璧下壓、拱頂下沉及隧底拱起等變形。為了保證隧道和油氣長輸管道的安全運營，對隧道進(jìn)行高精度變形監(jiān)測十分重要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，通常是由工作人員周期性進(jìn)入隧道對隧道的變形數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，再將測量裝置測量得到的數(shù)據(jù)帶回到遠(yuǎn)離隧道現(xiàn)場的工作環(huán)境中，對監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
[0004]但是，由于隧道工程中環(huán)境惡劣，現(xiàn)有技術(shù)中通過人工周期性對隧道變形數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測的方式采集數(shù)據(jù)的過程困難，成本較高，且無法實時獲得監(jiān)測結(jié)果。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型實施例提供一種隧道工程變形監(jiān)測系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的隧道工程變形監(jiān)測方式成本較高，且無法實時獲得監(jiān)測結(jié)果的問題。
[0006]本實用新型提供一種隧道工程變形監(jiān)測系統(tǒng)，包括:供電裝置、變形監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置及數(shù)據(jù)處理裝置;所述供電裝置設(shè)置于隧道口，用于向設(shè)置于隧道內(nèi)的所述變形監(jiān)測裝置及數(shù)據(jù)傳輸裝置供電；
[0007]所述變形監(jiān)測裝置、所述數(shù)據(jù)傳輸裝置及所述數(shù)據(jù)處理裝置通過光纖環(huán)路網(wǎng)連接，所述變形監(jiān)測裝置用于監(jiān)測所述隧道內(nèi)的位移、應(yīng)力或裂縫的變化數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)傳輸給所述數(shù)據(jù)傳輸裝置;所述數(shù)據(jù)傳輸裝置用于將接收到的所述數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送給所述數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置用于對接收到的所述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理。
[0008]另一實施例中，所述變形監(jiān)測裝置包括:設(shè)置于隧道內(nèi)的全站儀以及棱鏡，所述棱鏡設(shè)置于所述隧道的隧道壁上；
[0009]所述全站儀用于發(fā)送紅外光至設(shè)定的棱鏡；
[0010]所述棱鏡用于反射所述紅外光至所述全站儀，以使所述全站儀確定所述棱鏡所在位置的坐標(biāo)。
[0011]另一實施例中，所述隧道內(nèi)設(shè)置有多個監(jiān)測斷面，每個監(jiān)測斷面上分布至少兩個棱鏡。
[0012]另一實施例中，相鄰的兩個監(jiān)測斷面中的一個監(jiān)測斷面上分布兩個棱鏡，另一個監(jiān)測斷面上分布三個棱鏡。
[0013]另一實施例中，所述變形監(jiān)測裝置包括至少一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器，所述至少一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器設(shè)置于所述隧道內(nèi)設(shè)定的監(jiān)測斷面上，用于測試所述監(jiān)測斷面上的應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)據(jù)。
[0014]另一實施例中，所述至少一組應(yīng)力應(yīng)變傳感器包括三個應(yīng)力應(yīng)變傳感器，所述三個應(yīng)力應(yīng)變傳感器分別設(shè)置于所述隧道的兩側(cè)壁及頂壁上。
[0015]另一實施例中，所述變形監(jiān)測裝置包括裂縫計，所述裂縫計設(shè)置于所述隧道的裂縫表面，用于測試所述隧道的裂縫變化數(shù)據(jù)。
[0016]另一實施例中，所述供電裝置為兩個，分別設(shè)置于所述隧道的進(jìn)口端及出口端。
[0017]另一實施例中，所述供電裝置為太陽能電池板或者蓄電池。
[0018]本實用新型實施例提供的隧道工程變形監(jiān)測系統(tǒng)，通過在隧道口設(shè)置供電裝置為隧道內(nèi)的變形監(jiān)測裝置及數(shù)據(jù)傳輸裝置供電，從而使得所述變形監(jiān)測裝置及所述數(shù)據(jù)傳輸裝置能夠通過以太網(wǎng)連接，將所述變形監(jiān)測裝置監(jiān)測得到的所述隧道內(nèi)的位移、應(yīng)力或裂縫的變化數(shù)據(jù)傳輸給所述數(shù)據(jù)傳輸裝置，并通過所述數(shù)據(jù)傳輸裝置將接收到的所述數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送給所述數(shù)據(jù)處理裝置對接收到的所述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理，從而可以實現(xiàn)隧道工程變形自動化監(jiān)測，降低人力及資金成本，并能夠?qū)崟r獲取到監(jiān)測結(jié)果。
[0019]為讓本實用新型的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本實用新型實施例隧道工程變形監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用場景示意圖；
[0022]圖2為本實用新型實施例隧道工程變形監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架示意圖；
[0023]圖3為本實用新型實施例中全站儀及棱鏡的設(shè)置方式示意圖；
[0024]圖4為本實用新型實施例中隧道內(nèi)監(jiān)測斷面的設(shè)置示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明:
[0026]100:隧道；
[0027]101:監(jiān)測斷面；
[0028]10:供電裝置；
[0029]110:供電電纜；
[0030]20:變形監(jiān)測裝置；
[0031]21:全站儀；
[0032]23:棱鏡；
[0033]200:后視定向點；
[0034]30:數(shù)據(jù)傳輸裝置；
[0035]310:通訊電纜；
[0036]40:數(shù)據(jù)處理裝置。
【具體實施方式】
[0037]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0038]油氣運輸過程中，油氣長輸管道通常需要穿越隧道將油氣資源傳輸?shù)礁鞯?。由于受到地質(zhì)、滲水、應(yīng)力等因素的影響，隧道容易發(fā)生開裂、隧道拱璧下壓、拱頂下沉及隧底拱起等變形。為了保證隧道和油氣長輸管道的安全運營，需要對隧道進(jìn)行高精度變形監(jiān)測?，F(xiàn)有技術(shù)通常是通過工作人員定期進(jìn)入隧道對隧道的變形數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，再將測量裝置測量得到的數(shù)據(jù)帶回到遠(yuǎn)離隧道現(xiàn)場的工作環(huán)境中，對監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。由于隧道工程中環(huán)境惡劣，現(xiàn)有技術(shù)中通過人工周期性對隧道變形數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測的方式采集數(shù)據(jù)的過程困難，成本較高，且無法實時獲得監(jiān)測結(jié)果?；诖?，本實用新型實施例提供一種隧道工程變形監(jiān)測系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的隧道工程變形監(jiān)測方式成本較高，且無法實時獲得監(jiān)測結(jié)果的問題。
[0039]圖1為本實用新型實施例隧道工程變形監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用場景示意圖，圖2為本實用新型實施例隧道工程變形監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架示意圖。請參閱圖1及圖2，本實用新型提供的隧道工程變形監(jiān)測系統(tǒng)，包括:供電裝置10、變形監(jiān)測裝置20、數(shù)據(jù)傳輸裝置30及數(shù)據(jù)處理裝置40;所述供電裝置10設(shè)置于隧道口，用于向設(shè)置于隧道100內(nèi)的所述變形監(jiān)測裝置20及數(shù)據(jù)傳輸裝置30供電；
[0040]所述變形監(jiān)測裝置20、所述數(shù)據(jù)傳輸裝置30及所述數(shù)據(jù)處理裝置40通過光纖環(huán)路網(wǎng)連接，所述變形監(jiān)測裝置20用于監(jiān)測所述隧道100內(nèi)的位移、應(yīng)力或裂縫的變化數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)傳輸給所述數(shù)據(jù)傳輸裝置30;所述數(shù)據(jù)傳輸裝置30用于將接收到的所述數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送給所述數(shù)據(jù)處理裝置40，所述數(shù)據(jù)處理裝置40用于對接收到的所述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理。
[0041]具體地，所述供電裝置10為兩個，分別設(shè)置于所述隧道100的進(jìn)口端及出口端。由于隧道100內(nèi)供電困難，根據(jù)測區(qū)地理條件，所述供電裝置可以為太陽能電池板或者蓄電池，對現(xiàn)場的變形監(jiān)測裝置20及數(shù)據(jù)傳輸裝置30裝置供電。本實用新型的一種實施例中，在所述隧道100進(jìn)口端與出口端分別放置2個太陽能板，通過太陽能供電系統(tǒng)采用太陽能板和蓄電池組合的浮充供電。所述供電裝置10由太陽能陣、匯流盒及太陽能控制器等組成，所述太陽能陣采用單晶硅板，同時和蓄電池組的容量相互匹配，保證太陽能陣可以完全給蓄電池組充滿電。具體地，本實施例采用6V4AHr免維護(hù)鉛酸蓄電池，所述6V4AHr免維護(hù)鉛酸蓄電池可供系統(tǒng)正常運行2個月以上，大大降低了供電施工難度與費用。所述變形監(jiān)測裝置20及所述數(shù)據(jù)傳輸裝置30工作所需用電，可全部來自于太陽能電池板為供電電纜110所提供的電源。
[0042]所述數(shù)據(jù)處理裝置40設(shè)置于遠(yuǎn)離隧道工程現(xiàn)場的工作環(huán)境中。所述變形監(jiān)測裝置20及數(shù)據(jù)傳輸裝置30通過供電電纜110及通訊電纜310與所述數(shù)據(jù)處理裝置40連接起來，組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。所述數(shù)據(jù)傳輸裝置30通過網(wǎng)絡(luò)將所述變形監(jiān)測裝置20采集的數(shù)據(jù)傳送給所述數(shù)據(jù)處理裝置40。具體地，所述所述數(shù)據(jù)處理裝置40中安裝有專用處理軟件，使所述數(shù)據(jù)處理裝置40能夠?qū)λ鲎冃伪O(jiān)測裝置20采集的隧道內(nèi)的各項變形數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析及處理。
[0043]本實用新型實施例提供的隧道工程變形監(jiān)測系統(tǒng)，通過在隧道口設(shè)置供電裝置為隧道內(nèi)的變形監(jiān)測裝置及數(shù)據(jù)傳輸裝置供電，從而使得所述變形監(jiān)測裝置及所述數(shù)據(jù)傳輸裝置能夠通過以太網(wǎng)連接，將所述變形監(jiān)測裝置監(jiān)測得到的所述隧道內(nèi)的位移、應(yīng)力或裂縫的變化數(shù)據(jù)傳輸給所述數(shù)據(jù)傳輸裝置，并通過所述數(shù)據(jù)傳輸裝置將接收到的所述數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送給所述數(shù)據(jù)處理裝置對接收到的所述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理，從而可以實現(xiàn)隧道工程變形自動化監(jiān)測，降低人力及資金成本，并能夠?qū)崟r獲取到監(jiān)測結(jié)果。
[0044]進(jìn)一步地，為了對隧道內(nèi)的位移變化情況進(jìn)行實時監(jiān)測，所述變形監(jiān)測裝置20包括:設(shè)置于隧道100內(nèi)的全站儀21以及棱鏡23，所述棱鏡23設(shè)置于所述隧道100的隧道壁上；
[0045]所述全站儀21用于發(fā)送紅外光至設(shè)定的棱鏡23;
[0046]所述棱鏡23用于反射所述紅外光至所述全站儀21，以使所述全站儀21確定所述棱鏡23所在位置的坐標(biāo)。
[0047]具體地，圖3為本實用新型實施例中全站儀及棱鏡的設(shè)置方式示意圖。首先，在隧道100的進(jìn)口或出口外設(shè)置后視定向點200作為測試隧道內(nèi)位置的參考坐標(biāo)點。當(dāng)所述數(shù)據(jù)處理裝置40的服務(wù)器遠(yuǎn)程發(fā)送測試指令后，所述全站儀21即按一定時間間隔發(fā)送紅外光至設(shè)定的棱鏡23，測試所述棱鏡23所在位置與