盾构施工过程中的风险监控系统的制作方法

本实用新型涉及地铁安全施工技术领域，具体地说，是涉及一种盾构施工过程中的风险监控系统。

背景技术：

随着缓解城市交通状况、加强城市基础设施建设、节约利用土地资源等问题的亟待解决，地铁项目正在经历着高速发展的时代。城市地铁主要在城市建成区的地下建设与运营，地铁建设过程中存在着塌方、火灾等风险，并且此类风险事件的发生，会造成严重的经济损失与人员伤亡。

地铁盾构作为城市地铁施工中一种重要的施工技术，是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法。它使用地铁盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑，将地铁盾构机吊入安装，地铁盾构机从竖井或基坑的墙壁开孔处开始掘进并沿设计洞线推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。

如何对地铁盾构施工过程中进行持续、高效、便捷、实时的安全管控，成为地铁盾构施工过程中降低风险的关键问题。因此，需要设计一种风险监控系统，对盾构施工过程中的各类风险如土体的一些位移、裂缝等不易被肉眼察觉的问题进行实时监控，对保证地铁盾构施工过程中人员、设备的安全性具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种盾构施工过程中的风险监控系统，对地铁盾构施工过程中的各类施工参数数据和施工环境进行实时监控，有效预测和规避风险事故的发生，保障施工人员和设备的安全性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种盾构施工过程中的风险监控系统，包括监控总指挥中心，与监控总指挥中心通信连接的数据服务器，以及与数据服务器通信连接并位于若干盾构施工地点的盾构施工监测中心；所述盾构施工监测中心包括中央处理器，均与中央处理器相连的通信模块、环境状态监控模块和盾构机状态监控模块；其中，所述通信模块与数据服务器通信连接。

进一步地，所述环境状态监控模块包括与中央处理器相连的信息处理单元，均与信息处理单元相连的应变传感器、裂缝监测传感器、位移传感器和图像采集模块；所述应变传感器用于检测当前施工位置的地层压力应变数据；所述裂缝监测传感器用于检测盾构施工过程中不易接触结构位置上的裂缝变化数据；所述位移传感器用于检测当前施工位置的地面沉降位移数据；所述图像采集模块用于采集当前施工位置的实时画面。

进一步地，所述盾构机状态监控模块包括与盾构机的工控主机连接的数据处理模块，以及与数据处理模块相连用于实时获取盾构推进过程土压变化的压力传感器；其中，所述数据处理模块还与中央处理器通信连接。

进一步地，所述监控总指挥中心设置有通过CAN总线与数据服务器相连的人机交互界面。

作为优选，所述盾构施工监测中心的通信模块与数据服务器的通信连接方式为光纤通信。

作为优选，所述信息处理单元、数据处理模块与中央处理器通过RS485或者RS232通信连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过在各个盾构施工点设置盾构施工监测中心，利用光纤通信高速信息传输方式，将各个盾构施工监测中心的实时风险监控的相关数据传输存储至数据服务器，监控总指挥中心通过人机交互界面获取到各类数据从而作出风险预警，对整个地铁盾构施工的风险监控进行统一管理，保障安全施工。

(2)本实用新型通过在盾构施工位置设置应变传感器、裂缝监测传感器、位移传感器和图像采集模块，能够对盾构施工位置的各类地形变化数据进行实时的监测，可及时发现地层变形，能有效避免安全事故的发生。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的盾构施工监测中心原理框图。

图3为本实用新型的环境监控模块原理框图。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1-3所示，本实用新型公开的一种盾构施工过程中的风险监控系统，包括监控总指挥中心，与监控总指挥中心通信连接的数据服务器，以及与数据服务器通信连接并位于若干盾构施工地点的盾构施工监测中心；所述盾构施工监测中心包括中央处理器，均与中央处理器相连的通信模块、环境状态监控模块和盾构机状态监控模块；中央处理器型号为MC68HC908GZ16。其中，所述通信模块利用光纤通信实现与数据服务器的通信连接。所述监控总指挥中心设置有通过CAN总线与数据服务器相连的人机交互界面。

所述环境状态监控模块包括与中央处理器相连的信息处理单元，均与信息处理单元相连的应变传感器、裂缝监测传感器、位移传感器和图像采集模块；所述应变传感器用于检测当前施工位置的地层压力应变数据；所述裂缝监测传感器用于检测盾构施工过程中不易接触结构位置上的裂缝变化数据；所述位移传感器用于检测当前施工位置的地面沉降位移数据；所述图像采集模块用于采集当前施工位置的实时画面。其中，信息处理单元通过RS485或者RS232与中央处理器通信连接。本实施例中，应变传感器的型号为BX120-20AA，裂缝监测传感器选用北京飞拓信达激光技术有限公司生产的FTLF-5裂缝监测传感器，位移传感器选用深圳市奥德克电子有限公司生产的KTF系列-直线位移传感器。

所述盾构机状态监控模块包括与盾构机的工控主机连接的数据处理模块，以及与数据处理模块相连用于实时获取盾构推进过程土压变化的压力传感器。其中，所述数据处理模块通过RS485或者RS232中央处理器通信连接。盾构机状态监控模块的设置可以对盾构机的工作状态进行实时的监控，并对盾构机推进过程土压变化进行实时监控，确保盾构机工作状态正常且土压适宜继续盾构推进，无塌陷风险。所述数据处理模块型号为I3-8100处理器。

本实用新型是基于硬件构架的改进，所采用模块及功能电路均为本领域技术人员所熟知的较为成熟的技术，本实用新型通过将这些模块进行有效组合，实现了盾构施工过程中的安全风险监控，本领域技术人员能够根据说明书记载的内容合理使用，本实用新型对其具体构造及电路连接不再赘述。

通过上述设计，本实用新型通过对盾构施工点的地质环境和盾构机推进状态进行实时监控，对盾构施工位置进行全面的安全监控，提前做好施工风险预警，能有效避免地面塌陷等安全事故的发生，确保施工人员的人身安全和盾构设备的安全。因此，具有很高的使用价值和推广价值。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。