[发明专利]隧道综合信息监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道综合信息监控系统，适用于隧道施工监控量测和预警预报，属于隧道监测领域。

背景技术

我国属于多山国家，隧道在我国山区铁路、公路的修建中占有很大比例。目前我国的隧道工程中越来越多地采用新奥法进行施工，新奥法构筑隧道的主要特点是通过许多量测手段对开挖后隧道围岩的动态进行监测，并以此来指导隧道支护结构的设计和施工。作为新奥法隧道施工的重要组成部分，隧道监控量测工作的准确、及时与否，直接关系着隧道施工的安全与进度。如何快速、准确的采集隧道监控量测数据，提高数据采集的精度，发明监控量测的新设备、新技术促进隧道工程的建设一直是工程界研究的重要课题。

隧道综合信息智能化监控系统，是目前隧道监控领域研究的前沿课题，是21世纪隧道监控系统的重要发展方向，其目的是在当代科学技术充分发展进步的背景下，将先进的计算机信息技术、电子控制技术、无线传感技术、无线通信技术、网络技术等有效地综合应用于整个隧道施工安全监控和管理中。

现有技术存在的问题如下：

1.数据采集过程人为影响因素和施工影响因素多，数据真实性不能得到保证，不能够准确反映围岩的变形情况。

2.监控量测设备自动化、信息化程度低，数据后处理工作量大，占用很多人力、物力，不能及时反映工程结构变形情况。

3.数据采集较慢，且隧道内较为昏暗，不以准确定位测量点，容易出现测量偏差。

4.数据传输、存储、信息化管理不能适应信息化施工管理的要求，不能及时指导工程信息化设计和工程施工。

5.无法对隧道进行视频监控，掌握画面信息。

6.需要测量人员进入隧道工作，易对施工产生影响，且存在安全隐患。

7.对监控量测所得数据无法在计算机上进行快速分析，预警预报。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种隧道综合信息监控系统，该系统通过在洞内布设传感器和监测仪器来实现远程无线监控，对围岩压力，岩体振动和净空变化几方面进行实施监控，然后通过WI-FI传输，把采得的数据传输到监控主机进行系统分析，隧道监控，预警预报。

本发明的技术方案如下：

一种隧道综合信息监控系统，其特征在于：所述隧道综合信息监控系统主要由频率自动监测仪、爆破振动自动监测仪、视频采集自动监控仪、三维断面自动监测仪、无线路由中继器、无线高速中继站、网络交换器以及监控主机组成；所述监控主机依次与网络交换器、无线高速中继站、无线路由中继器相连；所述无线路由中继器分别连接频率自动监测仪、爆破振动自动监测仪、视频采集自动监控仪、三维断面自动监测仪；所述频率自动监测仪连接有振弦式传感器；所述爆破振动自动监测仪连接有三向速度计或单向速度计。

所述频率自动监测仪为2台，分别为8通道和16通道。

所述爆破振动自动监测仪为2台，分别设置于隧道洞内和洞外，隧道洞内设置的爆破振动自动监测仪为8通道，隧道洞外设置的爆破振动自动监测仪为4通道。

所述无线高速中继站为5台，依次相连。

所述振弦式传感器为表面式应变计、混凝土应变计、钢筋应变计、内埋式裂缝计、表面裂缝计、土压力盒或锚索计。

各部件或仪器的功能如下：

1.频率自动监测仪：频率自动监测仪用于静态应变/压力数据量测，共使用了2台，分别为8通道和16通道，可同时检测24个测点。配以高精度振弦式传感器主要是用来测量围岩压力和锚杆轴力。

2.爆破振动自动监测仪：爆破振动自动监测仪使用了2台，分别用于隧道洞内测试和洞外测试。洞内测试为8通道，可安装2只三向速度计或者8只单向速度计；洞外测试为4通道，可安装1只三向速度计或者4只单向速度计。

3.视频采集自动监控仪：视频采集自动监控仪选用了1台，用于采集掌子面施工情况的视频图像信号。

4.三维断面自动监测仪：三维激光断面扫描自动监测仪1台，用于隧道拱顶沉降和位移以及隧道收敛状态的监测等。

5.无线路由中继器：无线路由中继器用于无线数据的高速传输。

6.无线高速中继站：无线高速中继站5台，用于隧道内中继延伸的菊链型无线局域网(WI-FI)的组网和进行系统数据无线传输。

7.监控主机：用于对整个系统进行监控，其主机内设置便携数据采集应用软件，采用中文操作界面，用以提供采集控制、前端调理系统控制、多通道波形实时显示、数据存储、数据回放、工程标定、时域统计分析、频域自功率谱分析、测试报告生成等功能。