[發明專利]一種已運營長距離地鐵隧道結構位移實時監測系統及測試方法

在審

• 申請號: 201710199865.9
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106871867A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 丁智;王達;張霄
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01C15/00;G01B11/02;G01B11/16
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司33101
• 代理人: 張羽振

1.一種已運營長距離地鐵隧道結構位移實時監測系統，其特征在于：包括位移監測機器人工作站、監測棱鏡和自動化監測遠程主機；

所述位移監測機器人工作站由位移監測機器人(1)、強制對中托架(2)、電源通信箱(3)、隧道內已有220V電源(4)及相關電纜線組成；所述監測棱鏡包括后視圓棱鏡(5)和L形小棱鏡(6)，所述L形小棱鏡(6)分別安裝在地鐵的軌道板及襯砌，所述后視圓棱鏡(5)上下錯開安裝在襯砌處；

位移監測機器人工作站通過后視圓棱鏡(5)建立球坐標系作為監測控制網，并基于控制網坐標實時測量L形小棱鏡(6)坐標變化；所述位移監測機器人與電源通信箱(3)內的通訊模塊(3-a)相連，所述通訊模塊(3-a)將實時球坐標無線反饋至計算機遠程端；

所述計算機遠程端包括以下內容：動態基準實時測量模塊(10)，用于遠程控制位移監測機器人的測量作業，以及核查比對每個監測棱鏡的坐標位置；變形點監測分析模塊(11)，用于將位移監測機器人測量的球坐標轉換成三維坐標，計算道床沉降值、差異沉降值、隧道水平位移、隧道收斂值，并按時間順序整理存儲。

2.根據權利要求1所述的已運營長距離地鐵隧道結構位移實時監測系統，其特征在于：所述電源通信箱包含一個通訊模塊(3-a)、一個位移監測機器人電源適配器(3-b)、一個通訊模塊電源適配器(3-c)及其相應電纜線；所述位移監測機器人包含一臺位移監測機器人主機與一枚360°棱鏡。

3.一種如權利要求1所述的已運營長距離地鐵隧道結構位移實時監測系統的測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)于地鐵盾構隧道區間內，按需要的數量安裝多個可形成通視的位移監測機器人工作站；

2)依據需要進行監測斷面的劃分，一側共2個基準后視斷面，每個基準后視斷面布設錯開的2個后視圓棱鏡；每個監測斷面布設4個L形小棱鏡；

3)第一次測量采集的初始值由人工依次操作位移監測機器人采集后視圓棱鏡坐標，繼而建立監測控制網，進行多個位移監測機器人聯合作業，再采集所有L形小棱鏡坐標；

4)導入第一次人工采集的坐標，通過計算機遠程端的動態基準實時測量模塊與隧道內通訊模塊的網絡連通，達到實時控制位移監測機器人監測的目的，而后續位移監測機器人監測成果也經由通訊模塊發送至計算機遠程端；

5)通過變形點監測分析模塊，查看經過自動換算的監測小棱鏡坐標；變形點監測分析模塊可以將位移監測機器人反饋得到的監測小棱鏡水平角、豎直角及斜距等球坐標換算為三維坐標；

6)將得到的模塊自動換算的三維坐標進行人工換算成各個監測項目的指標數值，所述監測項目包括道床沉降、道床差異沉降、隧道水平位移、隧道水平收斂。