[發明專利]一種用于盾構施工隧道的地表實時監測系統及監測方法

在審

• 申請號: 201910398180.6
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN110081857A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 李又云;李松皓;朱方宇;謝柯;孫永梅;徐樹朋
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01C11/02;G01C15/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種用于盾構施工隧道的地表實時監測系統，其特征在于，包括定位標定裝置和移動監測裝置；

定位標定裝置包括地表標定點(1)和建筑物標定點(2)；地表標定點(1)包括貼設于施工隧道上方路面的地表反射片(5)，建筑物標定點(2)包括貼設于施工隧道上方沿街建筑物的建筑反射片(11)；

移動監測裝置包括移動機器人(13)和固定于施工隧道上方路面的軌道(7)，移動機器人(13)包括移動外殼(17)以及設置于移動外殼(17)內的測量裝置(12)，測量裝置(12)連接有供電裝置(14)，移動外殼(17)下端設有與軌道(7)配合滑動的移動輪(16)，移動外殼(17)內設有安裝底座(15)、控制器以及與控制器連接的無線傳輸模塊，安裝底座(15)上設有固定凹槽(18)，固定凹槽(18)內設有漂浮液，測量裝置(12)置于固定凹槽(18)內的漂浮液中；

測量裝置(12)包括測量外殼(20)以及豎直設置于測量外殼(20)內的導向桿(23)，導向桿(23)上套設有能夠沿導向桿(23)上下滑動的測量塊(24)，測量外殼(20)上下兩端分別設有上極板(21)和下極板(22)，測量塊(24)帶有負電荷；測量外殼(20)外側固定有連接于控制器的測量攝像機；測量攝像機與測量外殼(20)固定為一體。

2.根據權利要求1所述的一種用于盾構施工隧道的地表實時監測系統，其特征在于，地表標定點(1)包括地表檢測桿(3)，地表檢測桿(3)上端設有大于地標檢測桿直徑的球帽(4)，球帽(4)貼設有反射片(5)，地表檢測桿(3)埋設于施工隧道上方地面內，球帽(4)下表面與地面地表接觸。

3.根據權利要求1所述的一種用于盾構施工隧道的地表實時監測系統，其特征在于，測量外殼(20)采用透明殼體。

4.根據權利要求1所述的一種用于盾構施工隧道的地表實時監測系統，其特征在于，導向桿(23)采用絕緣體。

5.根據權利要求1所述的一種用于盾構施工隧道的地表實時監測系統，其特征在于，導向桿(23)兩端分別與上極板(21)和下極板(22)固定。

6.根據權利要求1所述的一種用于盾構施工隧道的地表實時監測系統，其特征在于，地表標定點(1)和建筑物標定點(2)上均設有監測點號。

7.根據權利要求1所述的一種用于盾構施工隧道的地表實時監測系統，其特征在于，測量外殼(20)外側固定有第一測量攝像機(25)、第二測量攝像機(26)和第三測量攝像機(27)；第一測量攝像機(25)和第二測量攝像機(26)均水平設置，第一測量攝像機(25)和第二測量攝像機(26)用于獲取施工隧道上方兩側地表反射片(5)和建筑反射片(11)圖像信息，第一測量攝像機(25)和第二測量攝像機(26)朝向相反；第三測量攝像機(27)鏡頭對準測量塊位置。

8.根據權利要求1所述的一種用于盾構施工隧道的地表實時監測系統，其特征在于，軌道(7)通過支撐架固定于施工隧道上方路面，支撐架上端設有用于固定軌道(7)的橫梁，支撐架下端固定有固定塊(10)，固定塊(10)通過地腳螺栓(9)固定于地面。

9.一種基于權利要求1所述的監測系統的盾構施工隧道的地表實時監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)、通過第一測量攝像機獲取基準點高程記作A；

步驟2)、然后控制移動機器人沿軌道移動，通過第一測量攝像機和第二測量攝像機獲取道路兩側地監測點的表標定點和建筑物標定點圖像信息，得到監測點高程信息，記作P；

步驟3)、利用第三測量攝像機實時監測測量塊上下移動距離信息，記作B；

步驟4)、根據得到的測量塊上下移動距離信息，計算得到監測點的修正高程H_T＝P+B，T為具體測量時刻；即可得到監測點的變化速率V＝(H_T—H_T-i)/i，i為時刻間隔。