[發(fā)明專利]一種暗挖施工中實時高精度變形監(jiān)測的方法及解算算法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811286501.5
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109164470A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 李銀博;穆朝偉;任新濤;宋程輝;楊少博
• 申請（專利權(quán)）人: 西安思彼斯信息科技有限公司
• 主分類號: G01S19/14
• 分類號: G01S19/14
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發(fā)明涉及一種暗挖施工中實時高精度變形監(jiān)測的方法及解算算法。實施步驟包括：A.在開挖的掌子面與洞口空間區(qū)域內(nèi)，安裝無線電射頻偽衛(wèi)星定位基站,并精確測定基站坐標；B.在各待監(jiān)測點上安裝一個代表其位置身份識別的無線定位數(shù)據(jù)接收終端，接收各個基站發(fā)出的射頻無線電信號；C.軟件系統(tǒng)實時接收各終端與基站之間的觀測數(shù)據(jù)，解算終端的高精度位移信息，同時將位移監(jiān)測信息播發(fā)給工程信息化管理平臺；D.各監(jiān)測點的實時位移變形量和累積位移變形量的可視化；E.監(jiān)測點位移變形量的預警系統(tǒng)，通過設定閾值來進行風險預警，一旦超出閾值，系統(tǒng)可立即觸發(fā)或自動警報系統(tǒng)，值班人員可即時采取相應的安全應急措施，保障施工安全。

技術領域

本發(fā)明涉及無線電射頻偽衛(wèi)星室內(nèi)高精度定位技術領域，特別是涉及一種暗挖施工中實時高精度變形監(jiān)測的方法。

背景技術

隨著我國經(jīng)濟建設的不斷深化和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，對交通基礎設施的建設提出新要求。近年來，高速公路、橋梁、鐵路、隧道等工程建設事業(yè)的蓬勃發(fā)展，已經(jīng)成為緩解交通壓力、縮短交通耗時重要手段，特別是隧道交通，有效地緩解了交通擁堵，縮短建設里程、減少建設成本，隨之而來的各種隧道安全事故也頻頻發(fā)生。隧道、地鐵施工安全生產(chǎn)形勢極其嚴峻，如何加強安全生產(chǎn)的防范措施，如何正確處理安全與生產(chǎn)、安全與效益的關系，如何加強人員設備的管理和隧道的變形監(jiān)測實時性，如何保證應急救援的及時性，如何改變目前對隧道安全管理的落后模式等一些列問題是行業(yè)主管部門和從業(yè)人員一直困擾的問題和需要解決的核心問題。暗挖施工在地下交通(隧道、地鐵、礦井等封閉空間)、地下管道等領域廣泛應用。在地下洞室的開挖時，無論是采用機械盾構(gòu)開挖或人工開挖，洞室的初襯結(jié)構(gòu)都或多或少地會發(fā)生沉降現(xiàn)象，會對欲開挖洞室的上方道路、地下管線及周邊建筑產(chǎn)生危害，因此，高精度的實時變形監(jiān)測和事先預警是避免安全事故發(fā)生的關鍵因素。

為了解決上述問題，從施工作業(yè)流程角度采取了多種預防措施，比如超前注漿、超前錨桿支護、超前小導管等，在防止洞室內(nèi)產(chǎn)生較大變形方面起到了一定的作用，也減少了一些安全事故的發(fā)生。但這些措施都是基于經(jīng)驗從施工流程控制，依然缺少有效的、高精度的、實時位移監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而無法根據(jù)現(xiàn)實的安全隱患彈性調(diào)整的施工精度和流程、以及有效的預防措施，從而導致重大的安全施工事故依然時有發(fā)生，比如：洞內(nèi)的坍塌、大變形等。結(jié)合現(xiàn)有洞內(nèi)管理的難點與特點，通過最新的無線電定位信息技術，實現(xiàn)洞內(nèi)實時變形監(jiān)測，達到預警機制，減少安全事故發(fā)生，保障施工安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種暗挖施工中實時高精度變形監(jiān)測的方法，使其能夠?qū)崟r監(jiān)測洞內(nèi)施工特征點的位移變形，與相關的設計閾值比對分析，做到事先預警，減少安全施工的發(fā)生，保障施工安全。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種暗挖施工中實時高精度變形監(jiān)測的方法，包括以下步驟：A.在開挖的掌子面與洞口空間區(qū)域內(nèi)，安裝無線電射頻偽衛(wèi)星定位基站，并精確測定基站坐標；B.在各待監(jiān)測點上安裝一個代表其位置身份識別的無線定位數(shù)據(jù)接收終端，接收各個基站發(fā)出的射頻無線電信號；C.軟件系統(tǒng)實時接收各終端與基站之間的觀測數(shù)據(jù)，解算終端的高精度位移信息，同時將位移監(jiān)測信息播發(fā)給工程信息化管理平臺；D.各監(jiān)測點的實時位移變形量和累積位移變形量的可視化；E.監(jiān)測點位移變形量的預警系統(tǒng)，通過設定閾值來進行風險預警，一旦超出閾值，系統(tǒng)可立即觸發(fā)或自動警報系統(tǒng)，值班人員可即時采取相應的安全應急措施，保障施工安全。

進一步地，所述步驟A中安裝無線電射頻偽衛(wèi)星定位基站時，必須確保定位基站的穩(wěn)定性，不能發(fā)生位移。在安裝點上必須開孔直徑約20cm，孔深不小于30cm。

進一步地，所述步驟A中精確測定基站坐標時，可在開挖的掌子面與洞口空間區(qū)域內(nèi)構(gòu)建獨立的測繪坐標基準，通過多測回測量計算能確保基站坐標精度優(yōu)于1mm。

進一步地，所述步驟B中在各待監(jiān)測點上安裝一個代表其位置身份識別的無線定位數(shù)據(jù)接收終端，接收各個基站發(fā)出的射頻無線電信號。要求定位終端固連在各監(jiān)測點上，不能松動。