[发明专利]一种隧道施工围岩变形连续监控报警方法以及系统

说明书

一种隧道施工围岩变形连续监控报警方法以及监测报警系统，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，第一光敏位移传感器以及第二光敏位移传感器；信号处理系统接收第一光敏位移传感器以及第二光敏位移传感器的信号后，确定监测点的实时变形位移值；本发明的监控报警方法以及监测报警系统能够隧道施工过程中加强对其变形的监测对提高施工的安全性，保证施工的质量和进度具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及IPC分类号为E21F 17/18的技术领域的隧道信号装置以及报警装置，尤其是涉及一种隧道施工围岩变形连续监控报警的信号报警监测方法以及检测系统。

背景技术

隧道是一种埋置在地层内的地下建筑物，广泛应用于城市地铁和穿山越岭、越江的铁路、公路及水利等工程，给我们的日常生活带来了极大的便利。由于隧道具有缩短交通空间距离、对环境影响较小等优点，因此在穿山跨海的交通路线或城市轨道路线建设中常常会修建大量的隧道。

然而，由于隧道处于复杂的地质条件环境，隧道工程施工具有一定的复杂性，再加上自然环境和运营条件的变化，以及各种气候及人为因素的影响，导致隧道洞室产生收敛变形，收敛过大会影响到隧道施工的安全，甚至发生重大人员伤亡、经济财产损失、影响面广的恶性安全事故。因此，隧道施工过程中加强对其变形的监测对提高施工的安全性，保证施工的质量和进度具有十分重要的意义。

目前，传统的收敛计、水准测量等测量方法有明显的缺点：耗时长、量测质量不稳定、人为误差大、对施工干扰大、测量速度慢、易受周围环境的影响等，己难满足现代隧道技术的要求。三维激光扫描技术日臻成熟，但将其用于隧道变形监测，设备费用高昂，后处理时间过长，实时性较差，不便于实际应用。

隧道施工中，围岩变形分为3个阶段：在断面开挖初期，并且距离开挖面较近，围岩变形剧烈；随着喷射混凝土的固化和其他支护系统发挥作用，收敛变形逐渐减小；当断面距离开挖面超过2倍洞径，空间效应基本消除，收敛变形速度趋缓，围岩处于稳定阶段。现有技术中，为了实现隧道围岩变形的实时监测，通过隧道内的不稳定围岩上安装固定探测器或者光源，在隧道稳定围岩上设置对应的光源或者探测器，通过探测器检测到的位移信息确定不稳定围岩的变形数据。然而，其需要将探测器或者光源设置于稳定围岩，其余需要监测的开挖面围岩距离较远，而信号光在传输过程中会发生散射、收到背景光影响等，导致探测器的检测精度受到影响。为了减小传输距离，可以将光源和探测器的距离缩短，但是这样会导致其位于不稳定围岩或者次稳定围岩，由于光源或者探测器的围岩变形导致探测器的结果不准确。

为了解决上述问题，在先申请提出一种隧道施工围岩变形连续监控报警方法以及监测系统，其通过在不稳定围岩设置固定光源的第一螺栓，能够缩短光源和探测器的距离，从而提高检测结果的准确性。然而，其技术方案中第一螺栓设置于不稳定围岩的顶部，沉降变形较大。

发明内容

本发明提供一种隧道施工围岩变形连续监控报警方法以及监测系统，能够进一步提高围岩测量结果的检测精度。

作为本发明的一个方面，一种隧道施工围岩变形连续监控报警方法，包括如下步骤：（1）根据隧道施工进程，确定选择围岩监测断面，并布置断面监测点；（2）确定与围岩监测断面距离最近的隧道的围岩稳定区域；（3）在断面监测点设置第二固定螺栓；（4）在围岩稳定区域对应于断面监测点的位置设置第三固定螺栓；（5）在第二固定螺栓和第三固定螺栓连线之间设置第一固定螺栓；（6）在第二固定螺栓设置第一光敏位移传感器，在第三固定螺栓设置第二光敏位移传感器；（7）在第一固定螺栓设置第一激光光源和第二激光光源，所述第一激光光源发出照射第一光敏位移传感器的第一激光，所述第二激光光源发出照射第二光敏位移传感器的第二激光；（8）信号处理系统接收第一光敏位移传感器以及第二光敏位移传感器的信号后，确定监测点的实时变形位移值；（9）信号处理系统根据监测点的实时变形位移值，确定是否进行报警；所述步骤（5）中，所述第一固定螺栓设置于第二固定螺栓和第三固定螺栓连线中点在隧道基础地面的投影点。