隧道工程变形监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油气运输领域，尤其涉及一种隧道工程变形监测系统。
【背景技术】
[0002]油气运输过程中，在役油气长输管道通常需要穿越隧道将油气资源传输到各地。由于受到地质、渗水、应力等因素的影响，隧道难免会发生开裂、隧道拱璧下压、拱顶下沉及隧底拱起等变形。为了保证隧道和油气长输管道的安全运营，对隧道进行高精度变形监测十分重要。
[0003]现有技术中，通常是由工作人员周期性进入隧道对隧道的变形数据进行监测，再将测量装置测量得到的数据带回到远离隧道现场的工作环境中，对监测得到的数据进行分析处理。
[0004]但是，由于隧道工程中环境恶劣，现有技术中通过人工周期性对隧道变形数据进行监测的方式采集数据的过程困难，成本较高，且无法实时获得监测结果。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型实施例提供一种隧道工程变形监测系统，用以解决现有技术中的隧道工程变形监测方式成本较高，且无法实时获得监测结果的问题。
[0006]本实用新型提供一种隧道工程变形监测系统，包括:供电装置、变形监测装置、数据传输装置及数据处理装置;所述供电装置设置于隧道口，用于向设置于隧道内的所述变形监测装置及数据传输装置供电；
[0007]所述变形监测装置、所述数据传输装置及所述数据处理装置通过光纤环路网连接，所述变形监测装置用于监测所述隧道内的位移、应力或裂缝的变化数据并将所述数据传输给所述数据传输装置;所述数据传输装置用于将接收到的所述数据通过网络传送给所述数据处理装置，所述数据处理装置用于对接收到的所述数据进行分析及处理。
[0008]另一实施例中，所述变形监测装置包括:设置于隧道内的全站仪以及棱镜，所述棱镜设置于所述隧道的隧道壁上；
[0009]所述全站仪用于发送红外光至设定的棱镜；
[0010]所述棱镜用于反射所述红外光至所述全站仪，以使所述全站仪确定所述棱镜所在位置的坐标。
[0011]另一实施例中，所述隧道内设置有多个监测断面，每个监测断面上分布至少两个棱镜。
[0012]另一实施例中，相邻的两个监测断面中的一个监测断面上分布两个棱镜，另一个监测断面上分布三个棱镜。
[0013]另一实施例中，所述变形监测装置包括至少一组应力应变传感器，所述至少一组应力应变传感器设置于所述隧道内设定的监测断面上，用于测试所述监测断面上的应力和应变数据。
[0014]另一实施例中，所述至少一组应力应变传感器包括三个应力应变传感器，所述三个应力应变传感器分别设置于所述隧道的两侧壁及顶壁上。
[0015]另一实施例中，所述变形监测装置包括裂缝计，所述裂缝计设置于所述隧道的裂缝表面，用于测试所述隧道的裂缝变化数据。
[0016]另一实施例中，所述供电装置为两个，分别设置于所述隧道的进口端及出口端。
[0017]另一实施例中，所述供电装置为太阳能电池板或者蓄电池。
[0018]本实用新型实施例提供的隧道工程变形监测系统，通过在隧道口设置供电装置为隧道内的变形监测装置及数据传输装置供电，从而使得所述变形监测装置及所述数据传输装置能够通过以太网连接，将所述变形监测装置监测得到的所述隧道内的位移、应力或裂缝的变化数据传输给所述数据传输装置，并通过所述数据传输装置将接收到的所述数据通过无线网络传送给所述数据处理装置对接收到的所述数据进行分析及处理，从而可以实现隧道工程变形自动化监测，降低人力及资金成本，并能够实时获取到监测结果。
[0019]为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本实用新型实施例隧道工程变形监测系统的应用场景示意图；
[0022]图2为本实用新型实施例隧道工程变形监测系统的结构框架示意图；
[0023]图3为本实用新型实施例中全站仪及棱镜的设置方式示意图；
[0024]图4为本实用新型实施例中隧道内监测断面的设置示意图。
[0025]附图标记说明:
[0026]100:隧道；
[0027]101:监测断面；
[0028]10:供电装置；
[0029]110:供电电缆；
[0030]20:变形监测装置；
[0031]21:全站仪；
[0032]23:棱镜；
[0033]200:后视定向点；
[0034]30:数据传输装置；
[0035]310:通讯电缆；
[0036]40:数据处理装置。
【具体实施方式】
[0037]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0038]油气运输过程中，油气长输管道通常需要穿越隧道将油气资源传输到各地。由于受到地质、渗水、应力等因素的影响，隧道容易发生开裂、隧道拱璧下压、拱顶下沉及隧底拱起等变形。为了保证隧道和油气长输管道的安全运营，需要对隧道进行高精度变形监测。现有技术通常是通过工作人员定期进入隧道对隧道的变形数据进行监测，再将测量装置测量得到的数据带回到远离隧道现场的工作环境中，对监测得到的数据进行分析处理。由于隧道工程中环境恶劣，现有技术中通过人工周期性对隧道变形数据进行监测的方式采集数据的过程困难，成本较高，且无法实时获得监测结果。基于此，本实用新型实施例提供一种隧道工程变形监测系统，用以解决现有技术中的隧道工程变形监测方式成本较高，且无法实时获得监测结果的问题。
[0039]图1为本实用新型实施例隧道工程变形监测系统的应用场景示意图，图2为本实用新型实施例隧道工程变形监测系统的结构框架示意图。请参阅图1及图2，本实用新型提供的隧道工程变形监测系统，包括:供电装置10、变形监测装置20、数据传输装置30及数据处理装置40;所述供电装置10设置于隧道口，用于向设置于隧道100内的所述变形监测装置20及数据传输装置30供电；
[0040]所述变形监测装置20、所述数据传输装置30及所述数据处理装置40通过光纤环路网连接，所述变形监测装置20用于监测所述隧道100内的位移、应力或裂缝的变化数据并将所述数据传输给所述数据传输装置30;所述数据传输装置30用于将接收到的所述数据通过网络传送给所述数据处理装置40，所述数据处理装置40用于对接收到的所述数据进行分析及处理。
[0041]具体地，所述供电装置10为两个，分别设置于所述隧道100的进口端及出口端。由于隧道100内供电困难，根据测区地理条件，所述供电装置可以为太阳能电池板或者蓄电池，对现场的变形监测装置20及数据传输装置30装置供电。本实用新型的一种实施例中，在所述隧道100进口端与出口端分别放置2个太阳能板，通过太阳能供电系统采用太阳能板和蓄电池组合的浮充供电。所述供电装置10由太阳能阵、汇流盒及太阳能控制器等组成，所述太阳能阵采用单晶硅板，同时和蓄电池组的容量相互匹配，保证太阳能阵可以完全给蓄电池组充满电。具体地，本实施例采用6V4AHr免维护铅酸蓄电池，所述6V4AHr免维护铅酸蓄电池可供系统正常运行2个月以上，大大降低了供电施工难度与费用。所述变形监测装置20及所述数据传输装置30工作所需用电，可全部来自于太阳能电池板为供电电缆110所提供的电源。
[0042]所述数据处理装置40设置于远离隧道工程现场的工作环境中。所述变形监测装置20及数据传输装置30通过供电电缆110及通讯电缆310与所述数据处理装置40连接起来，组成网络系统。所述数据传输装置30通过网络将所述变形监测装置20采集的数据传送给所述数据处理装置40。具体地，所述所述数据处理装置40中安装有专用处理软件，使所述数据处理装置40能够对所述变形监测装置20采集的隧道内的各项变形数据进行实时分析及处理。
[0043]本实用新型实施例提供的隧道工程变形监测系统，通过在隧道口设置供电装置为隧道内的变形监测装置及数据传输装置供电，从而使得所述变形监测装置及所述数据传输装置能够通过以太网连接，将所述变形监测装置监测得到的所述隧道内的位移、应力或裂缝的变化数据传输给所述数据传输装置，并通过所述数据传输装置将接收到的所述数据通过无线网络传送给所述数据处理装置对接收到的所述数据进行分析及处理，从而可以实现隧道工程变形自动化监测，降低人力及资金成本，并能够实时获取到监测结果。
[0044]进一步地，为了对隧道内的位移变化情况进行实时监测，所述变形监测装置20包括:设置于隧道100内的全站仪21以及棱镜23，所述棱镜23设置于所述隧道100的隧道壁上；
[0045]所述全站仪21用于发送红外光至设定的棱镜23;
[0046]所述棱镜23用于反射所述红外光至所述全站仪21，以使所述全站仪21确定所述棱镜23所在位置的坐标。
[0047]具体地，图3为本实用新型实施例中全站仪及棱镜的设置方式示意图。首先，在隧道100的进口或出口外设置后视定向点200作为测试隧道内位置的参考坐标点。当所述数据处理装置40的服务器远程发送测试指令后，所述全站仪21即按一定时间间隔发送红外光至设定的棱镜23，测试所述棱镜23所在位置与