一种盾构隧道扭转变形监测系统及其方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115839703A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202211275181.X(22)申请日2022.10.18(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号申请人济南轨道交通集团有限公司(72)发明人刘颖彬廖少明王永志刘浩门燕青杨魏隆(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225专利代理师廖程(51)Int.Cl.G01C9/00(2006.01)G01C9/02(2006.01)H04L67/12(2022.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种盾构隧道扭转变形监测系统及其方法(57)摘要本发明涉及一种盾构隧道扭转变形监测系统及其方法，该系统包括测斜装置，测斜装置与数据采集终端连接，数据采集终端通过网络传输模块连接至云端，云端连接有客户端，测斜装置沿着盾构隧道的两侧腰部进行铺设安装，用于实时测量倾角数据；数据采集终端用于将测量的倾角数据通过网络传输模块上传至云端；云端根据接收的倾角数据，计算得到对应的竖向位移和扭转变形数据，并传输至客户端进行展示。与现有技术相比，本发明针对受扰动的盾构隧道，能够实时自动可靠地检测盾构隧道扭转变形情况，且减少了人力和资金的成本，具有操作简单的优点，有利于提高隧道的施工控制效果。CN115839703ACN115839703A权利要求书1/2页1.一种盾构隧道扭转变形监测系统，其特征在于，包括测斜装置(1)，所述测斜装置(1)与数据采集终端(2)连接，所述数据采集终端(2)通过网络传输模块(3)连接至云端(4)，云端(4)连接有客户端(5)，所述测斜装置(1)沿着盾构隧道的两侧腰部进行铺设安装，用于实时测量倾角数据；所述数据采集终端(2)用于将测量的倾角数据通过网络传输模块(3)上传至云端(4)；所述云端(4)根据接收的倾角数据，计算得到对应的竖向位移和扭转变形数据，并传输至客户端(5)进行展示。2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道扭转变形监测系统，其特征在于，所述测斜装置(1)包括导管(1.1)，所述导管(1.1)固定于盾构隧道的拱腰位置，所述导管(1.1)内设置有用于测量导管(1.1)倾角数据的倾角传感器(1.2)。3.根据权利要求2所述的一种盾构隧道扭转变形监测系统，其特征在于，所述导管(1.1)的两端通过固定架(1.3)连接安装于盾构隧道的拱腰位置。4.根据权利要求3所述的一种盾构隧道扭转变形监测系统，其特征在于，所述固定架(1.3)上连接安装有固定螺栓(1.4)。5.根据权利要求1～4任一所述的一种盾构隧道扭转变形监测系统，其特征在于，所述客户端(5)包括但不限于手机、电脑、平板。6.一种盾构隧道扭转变形监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、针对盾构隧道受扰动区域进行划分，确定出主要监测区域以及扰动区域外的基准点；S2、进一步确定加密布置点区域以及各测斜装置中导管的长度；S3、在盾构穿越之前，沿着盾构隧道两侧拱腰位置分别布置安装测斜装置；S4、各测斜装置实时测量相应导管的倾角数据，并传输至数据采集终端，再通过网络传输模块上传至云端；S5、云端根据接收的倾角数据，计算得到隧道的竖向位移和扭转变形数据，并传输至客户端进行展示。7.根据权利要求6所述的一种盾构隧道扭转变形监测方法，其特征在于，所述步骤S1中主要监测区域具体为开挖隧道两侧6倍既有隧道直径D的范围、总长度为12D；所述基准点具体为开挖隧道两侧7D范围的边界点。8.根据权利要求7所述的一种盾构隧道扭转变形监测方法，其特征在于，所述主要监测区域与基准点之间通过两个导管相连接。9.根据权利要求7所述的一种盾构隧道扭转变形监测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：S21、设定开挖隧道两侧3D范围内为加密布置点区域，该区域内导管长度设定为既有隧道的单环宽度；S22、开挖隧道两侧3D～6D区域内，相应导管长度设定为2倍的衬砌环宽度。10.根据权利要求7所述的一种盾构隧道扭转变形监测方法，其特征在于，所述步骤S5中竖向位移和扭转变形数据具体为：Δ＝Δ1,n+Δ2,n2CN115839703A权利要求书2/2页其中，Δ为竖向位移和为扭转变形，Δ1,n为第n导管对应截面左侧拱腰的竖向变形，θ1,n为第n导管对应测量的左侧倾角数据，L1,n为第n导管的左侧长度，Δ2,n为第n导管对应截面右侧拱腰的竖向变形，θ2,n为第n导管对应测量的右侧倾角数据，L2,n是第n导管的右侧长度。3CN115839703A说明书1/5页一种盾构隧道扭转变形监测系统及其方法技术领域[0001]本发明涉及地铁隧道安全监测技术领域，尤其是涉及一种盾构隧道扭转变形监测系统及其方法。背景技术[0002]随着城市轨道交通的发展，