[實用新型]隧道初級支護體變形穩定性遠程三維數字預警系統

有效

• 申請號: 201220438699.6
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN202731999U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 唐述林
• 申請（專利權）人: 中鐵二十一局集團有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 劉繼春

技術領域

????本實用新型屬于隧道以及地下工程施工領域，用于隧道初級支護穩定性安全預警；具體涉及隧道初級支護體變形穩定性遠程三維數字預警系統。

背景技術

鐵路、公路隧道以及地下工程施工安全控制始終是個難題。隧道施工中初級支護變形破壞時有發生，對施工人員的生命安全構成威脅。因此開展隧道初級支護穩定性安全預警方面的技術研究具有十分重要的工程意義。???????

國內外在隧道初級支護體變形穩定性安全預警研究方面尚少，截至目前，尚未見集隧道開挖支護體三維應變數值模型、智能位移反分析模型以及三維可視化安全預警平臺于一體的隧道初級支護體變形穩定性三維數字安全預警方面的文獻報道。?

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于提供一種隧道初級支護體變形穩定性遠程三維數字預警系統；它能夠實時連續監測隧道初級支護穩定性，并將隧道初級支護體變形數據實時連續傳輸到遠程監測主機，遠程監測主機根據逐級變形數據，完成對隧道初級支護結構變形穩定性的分級預警。?

本實用新型解決上述技術問題所采取的技術方案如下：?一種隧道初級支護體變形穩定性遠程三維數字預警系統，其特征在于：包括全斷面激光掃描儀，依次連接的自動化數據采集儀、GPRS靜態數據采集儀、通信發射基站、商用衛星、通信接收基站、互聯網及遠程計算機；自動化數據采集儀輸入端有線連接全斷面激光掃描儀；自動化數據采集儀輸出端無線連接GPRS靜態數據采集儀，GPRS靜態數據采集儀、通信發射基站、商用衛星、通信接收基站與互聯網之間依次無線信號通訊連接，互聯網與遠程計算機連接，遠程計算機連接有F2003GSMDTU短信模塊，F2003GSMDTU短信模塊與數個手機無線信號通訊連接。

施工時，依據隧道施工現場情況，在相對穩定的位置布設全斷面激光掃描儀。

本實用新型提供了一種將基于全斷面激光掃描儀的隧道初級支護體變形穩定性遠程三維數字預警與隧道施工過程相結合的技術。本實用新型基于隧道施工區域地質勘察資料與FLAC^3D技術建立施工區域隧道開挖支護體三維應變數值模型；并基于差異進化法建立智能位移反分析模型以及基于VTK商業軟件系統建立三維可視化安全預警平臺；由設置在二襯區間的全斷面激光掃描儀采集隧道支護體變形實時監測數據，并將實時監測數據傳輸到用戶遠程計算機，由安裝在用戶遠程計算機的隧道開挖支護體三維應變數值模型、智能位移反分析模型將得到的實測位移數據，進行差異進化法位移正、反分析，通過可視化安全預警平臺進行展現；并將實測位移值與正、反分析得到的初級支護體變形閾值進行比較分析后，對隧道支護結構的變形穩定性進行分級預警，預警信息通過與計算機連接的短信模塊，以手機短信方式發送至現場施工與地面管理相關人員的手機，完成隧道初級支護體變形穩定性遠程三維數字預警，使施工管理相關人員根據預警信息及時采取預防措施，提高了施工安全性。?

附圖說明

圖1是隧道內全斷面激光掃描儀以及自動化數據采集儀、GPRS靜態數據采集儀布置縱斷面圖。

圖2是隧道內全斷面激光掃描儀布置橫斷面圖。?

圖3是本實用新型的結構與數據采集傳輸示意圖。?

圖中：1—全斷面激光掃描儀，2—自動化數據采集儀，3—GPRS靜態數據采集儀，4—二襯區間，5—掌子面，6—鋼拱架，7—隧道圍巖臨空面，8—商用衛星，9—通信發射基站，10—互聯網，11—遠程計算機，12—F2003GSMDTU短信模塊，13—手機，14—通信接受基站。

具體實施方式

如圖3所示：一種隧道初級支護體變形穩定性遠程三維數字預警系統，包括全斷面激光掃描儀1，依次連接的自動化數據采集儀2、GPRS靜態數據采集儀3、通信發射基站9、商用衛星8、通信接收基站14、互聯網10及遠程計算機11；全斷面激光掃描儀1和自動化數據采集儀2輸入端有線連接；自動化數據采集儀2輸出端無線連接GPRS靜態數據采集儀3，GPRS靜態數據采集儀3、通信發射基站14、商用衛星8、通信接收基站14與互聯網10之間依次無線信號通訊連接，互聯網10與遠程計算機11連接，遠程計算機11連接有F2003GSMDTU短信模塊12，F2003GSMDTU短信模塊12與數個手機13無線信號通訊連接。