[發明專利]一種隧道變形自動化監測方法

在審

• 申請號: 201710643104.8
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107436138A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 葛志華;季存建
• 申請（專利權）人: 江蘇翰烽美筑工程技術有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01C15/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙)32257
• 代理人: 王倩

技術領域

本發明涉及一種隧道變形自動化監測方法，屬于隧道施工技術領域。

背景技術

在巖土中修建隧道及地下工程，理論的合理性分析比較困難，牽涉的問題繁多，其主要原因是地質條件的復雜性、施工方法的難以模擬性、圍巖與結構支護相互作用的復雜性，現代隧道工程建設的特點是借助現場量測對圍巖進行動態監測，并通過信息反饋指導施工作業和修正完善設計，監控量測是隧道施工安全的必要保障。目前的隧道施工，大多采用接觸量測方法，但該方法施工干擾大，對于大跨度隧道的監測難度大；同時，接觸量測只能進行相對周邊位移的安全評價，其對隧道存在的偏壓位移、隧道洞體的整體下沉位移及CD施工法的中隔墻位移無法做到安全預警。因此，接觸量程尚存在很大的局限性。因此，在施工中我們從高精度、簡單實用、快速準確的原則出發提出了非接觸監測，但是非接觸監測也存在監測時間長，受施工影響，自動化程度低等缺點。為解決以上問題，特提出使用自動變形監測系統進行隧道自動化監控量測。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種隧道變形自動化監測方法，可自動化監測系統對圍巖凈空位移、水平收斂及拱頂下沉量測等進行測量，每一斷面均可在幾分鐘內完成。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種隧道變形自動化監測方法，包括如下步驟：

（1）設置基準點：在隧道出口設置4個地面基準點，其中2點為校核點；

（2）設置變形點：在隧道洞內襯砌斷面上設置5個變形點，分別位于兩墻腳、兩拱腰及拱頂處；

（3）設置測站：洞內邊墻電纜槽上上設置儀器測站；

（4）觀測：將全站儀放置在測站上，全站儀的各項軸系誤差及指標差進行準確調校，觀測時，打開儀器的角度改正及補償器功能，并對儀器進行氣壓和溫度的氣象改正，觀測采用記錄測量模式，所有觀測監測點均存儲在儀器內；

（5）數據處理：全站儀將測量數據上傳到計算機上，計算機將自動進行誤差評定、回歸分析，并相應輸出量測成果，并打印報表；

其中，所述步驟（2）中變形點為由薄鋼板彎成直角形狀并固定在襯砌表面上，并將反射膜片裁成方片粘在鋼板上而形成。

前述的一種隧道變形自動化監測方法，其特征在于：所述步驟（2）中變形點處設置的反射膜片與全站儀光軸的傾斜角度不大于30度。

前述的一種隧道變形自動化監測方法，其特征在于：所述步驟（1）中的地面基準點用混凝土澆鑄而成，埋置深度1m，采用對中桿及圓棱鏡觀測。

前述的一種隧道變形自動化監測方法，其特征在于：所述步驟（3）中采用三次重復設站，每次設站采用雙盤測回結合三次重復照準的冗余觀測方法，即每一測站上分別用兩個盤位連續、重復照準三次目標點，得觀測值，然后取其平均值作為一次設站觀測的結果。

前述的一種隧道變形自動化監測方法，其特征在于：所述步驟（3）中儀器測站的周圍設置有防護區。

前述的一種隧道變形自動化監測方法，其特征在于：所述薄鋼板的厚度為2.5mm，反射膜片為70mm*70mm的正方形片。

本發明所達到的有益效果：

1、自動化監測系統對圍巖凈空位移、水平收斂及拱頂下沉量測等進行測量，每一斷面均可在幾分鐘內完成；

2、因為全站儀儀器可用后方交會設站，這就給測量帶來很大靈活性，可以在不同的現場條件下選擇最佳位置設站，減少其它工序對測量的干擾，反之也減少了測量對其它工序的干擾。在某些人力設備不能到達的或危險的地方，只要滿足測程與通視兩個條件就可完成測量任務，減少測量對其它機械設備（如腳手架，升降機等）的依賴。因全站儀采用極坐標的方式進行放樣，加上其自動化程度較高，一般即需兩人即可完成作業任務；

3、傳統監控量測一般在出渣完后進行，往往占用數十分鐘的時間，而采用全站儀放樣，尤其是通風效果好時，可在出渣的同時進行監控量測，邊裝渣邊測量，實現零分鐘測量；

總之，自動變形監測系統的出現，使傳統隧道監控量測不易、不能解決的總是得到很好的解決，準確、快速、靈活的測量，有望建立隧道表面數字模型，準確快速繪制監測點變化趨勢圖，為施工決策提供數據基礎，減少浪費，減少返工，為整個工程提供基礎保證，這一技術將在隧道監測中得到普及，取代傳統監控量測方法。

具體實施方式

下面對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。