[發明專利]一種隧道施工圍巖變形連續監控報警方法以及系統

在審

• 申請號: 201910050606.9
• 申請日: 2019-01-20
• 公開（公告）號: CN109681275A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 江龍
• 申請（專利權）人: 江龍
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種隧道施工圍巖變形連續監控報警方法以及監測報警系統，其包括第一固定螺栓，第二固定螺栓，第三固定螺栓，第一激光光源，第二激光光源，第一光敏位移傳感器以及第二光敏位移傳感器；信號處理系統接收第一光敏位移傳感器以及第二光敏位移傳感器的信號后，確定監測點的實時變形位移值；本發明的監控報警方法以及監測報警系統能夠隧道施工過程中加強對其變形的監測對提高施工的安全性，保證施工的質量和進度具有十分重要的意義。

技術領域

本發明涉及IPC分類號為E21F 17/18的技術領域的隧道信號裝置以及報警裝置，尤其是涉及一種隧道施工圍巖變形連續監控報警的信號報警監測方法以及檢測系統。

背景技術

隧道是一種埋置在地層內的地下建筑物，廣泛應用于城市地鐵和穿山越嶺、越江的鐵路、公路及水利等工程，給我們的日常生活帶來了極大的便利。由于隧道具有縮短交通空間距離、對環境影響較小等優點，因此在穿山跨海的交通路線或城市軌道路線建設中常常會修建大量的隧道。

然而，由于隧道處于復雜的地質條件環境，隧道工程施工具有一定的復雜性，再加上自然環境和運營條件的變化，以及各種氣候及人為因素的影響，導致隧道洞室產生收斂變形，收斂過大會影響到隧道施工的安全，甚至發生重大人員傷亡、經濟財產損失、影響面廣的惡性安全事故。因此，隧道施工過程中加強對其變形的監測對提高施工的安全性，保證施工的質量和進度具有十分重要的意義。

目前，傳統的收斂計、水準測量等測量方法有明顯的缺點：耗時長、量測質量不穩定、人為誤差大、對施工干擾大、測量速度慢、易受周圍環境的影響等，己難滿足現代隧道技術的要求。三維激光掃描技術日臻成熟，但將其用于隧道變形監測，設備費用高昂，后處理時間過長，實時性較差，不便于實際應用。

隧道施工中，圍巖變形分為3個階段：在斷面開挖初期，并且距離開挖面較近，圍巖變形劇烈；隨著噴射混凝土的固化和其他支護系統發揮作用，收斂變形逐漸減??；當斷面距離開挖面超過2倍洞徑，空間效應基本消除，收斂變形速度趨緩，圍巖處于穩定階段?，F有技術中，為了實現隧道圍巖變形的實時監測，通過隧道內的不穩定圍巖上安裝固定探測器或者光源，在隧道穩定圍巖上設置對應的光源或者探測器，通過探測器檢測到的位移信息確定不穩定圍巖的變形數據。然而，其需要將探測器或者光源設置于穩定圍巖，其余需要監測的開挖面圍巖距離較遠，而信號光在傳輸過程中會發生散射、收到背景光影響等，導致探測器的檢測精度受到影響。為了減小傳輸距離，可以將光源和探測器的距離縮短，但是這樣會導致其位于不穩定圍巖或者次穩定圍巖，由于光源或者探測器的圍巖變形導致探測器的結果不準確。

為了解決上述問題，在先申請提出一種隧道施工圍巖變形連續監控報警方法以及監測系統，其通過在不穩定圍巖設置固定光源的第一螺栓，能夠縮短光源和探測器的距離，從而提高檢測結果的準確性。然而，其技術方案中第一螺栓設置于不穩定圍巖的頂部，沉降變形較大。

發明內容

本發明提供一種隧道施工圍巖變形連續監控報警方法以及監測系統，能夠進一步提高圍巖測量結果的檢測精度。

作為本發明的一個方面，一種隧道施工圍巖變形連續監控報警方法，包括如下步驟：（1）根據隧道施工進程，確定選擇圍巖監測斷面，并布置斷面監測點；（2）確定與圍巖監測斷面距離最近的隧道的圍巖穩定區域；（3）在斷面監測點設置第二固定螺栓；（4）在圍巖穩定區域對應于斷面監測點的位置設置第三固定螺栓；（5）在第二固定螺栓和第三固定螺栓連線之間設置第一固定螺栓；（6）在第二固定螺栓設置第一光敏位移傳感器，在第三固定螺栓設置第二光敏位移傳感器；（7）在第一固定螺栓設置第一激光光源和第二激光光源，所述第一激光光源發出照射第一光敏位移傳感器的第一激光，所述第二激光光源發出照射第二光敏位移傳感器的第二激光；（8）信號處理系統接收第一光敏位移傳感器以及第二光敏位移傳感器的信號后，確定監測點的實時變形位移值；（9）信號處理系統根據監測點的實時變形位移值，確定是否進行報警；所述步驟（5）中，所述第一固定螺栓設置于第二固定螺栓和第三固定螺栓連線中點在隧道基礎地面的投影點。