一种隧道施工安全监控装置及其控制系统的制作方法

本发明涉及隧道施工技术领域，具体是一种隧道施工安全监控装置及其控制系统。

背景技术：

隧道施工，是新奥地利隧道施工方法的简称，它是奥地利学者在长期从事隧道施工实践中，从岩石力学的观点出发而提出的一种合理的施工方法，是采用喷锚技术、监控量测等并与岩石力学理论构成的一个体系而形成的一种新的工程施工方法。

隧道施工过程中使用各种类型的仪表和工具，对围岩和支护的力学行为以及它们之间的力学关系进行量测和观察，并对其稳定性进行评价，统称为监控量测，因为隧道工程作为工程建筑物，受力特点与地面工程有很大的差别，同时隧道在开挖支护成形运营的过程中，自始至终都存在受力状态变化这一特性，因此隧道监控量测是很有必要的；但是现有的隧道施工安全监控系统不能够分析隧道可能发生危险的征兆，判断工程的安全状况，同时在危险发生时采取措施，遏制危险的趋势，确保施工及周边环境的安全，因此我们提出一种隧道施工安全监控装置及其控制系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种隧道施工安全监控装置及其控制系统，以解决现有的隧道施工安全监控系统不能够分析隧道可能发生危险的征兆，判断工程的安全状况，同时在危险发生时采取措施，遏制危险的趋势，确保施工及周边环境的安全的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种隧道施工安全监控控制系统，包括用于监测隧道内外安全的监测模块，用于分析施工安全系数的分析模块；用于隧道内部地质信息的收集，输入信息处理系统，进行综合分析、判断的预警模块；用于储存测得数据，及时调整施工方法和支护参数的服务器；所述监测模块的输出端电性连接a/d转换器的输入端，所述a/d转换器将监测模块传入的电信号转换为程序指令，并将程序指令传输至分析模块，所述分析模块通过数据连接所述服务器，所述分析模块的输出端还电性连接无线发射器的输入端，无线发射器能够将分析模块传入的电信号转换为无线信号，并将无线信号发送给预警模块。

作为本发明进一步的方案：所述监测模块包括洞内监测单元、周边位移监测单元、拱顶下沉监测单元和监测控制器，所述洞内监测单元、周边位移监测单元、拱顶下沉监测单元分别和监测控制器电性连接，所述监测控制器用于收集所述洞内监测单元、周边位移监测单元和拱顶下沉监测单元采集的数据，所述洞内监测单元用于对隧道洞内进行拍摄监测，且将拍摄的画面进行实时的传送；所述周边位移监测单元用于对隧道周边断面位移进行拍摄监测，且将拍摄的画面进行实时的传送；所述拱顶下沉监测单元用于对隧道拱顶位移进行实时的检测，所述周边位移监测单元内安装精密水准仪。

作为本发明再进一步的方案：所述拱顶下沉监测单元内安装全站仪，且全站仪在隧道拱顶每间隔地质预报仪10-50m布置。

作为本发明再进一步的方案：所述预警模块内设置预警控制器，所述预警控制器分别电性连接地质预报仪、地质雷达、超前探孔、水文地质预报器、地质素描仪、涌水测量器、红外探测器、地表测量器和突水突泥探测器，所述地质预报仪用于对地质灾害进行实时采集，并将采集到的信息传送给预警控制器，所述地质雷达应用电磁波反射原理进行探测，通过测定与岩溶含水性有关的介电常数的变化来探测充水的地质体；所述超前探孔用于揭示掌子面前方的地质特征；所述水文地质预报器用于隧道内部水文地质的预报；所述地质素描仪用于隧道内部物理基础数据的描绘测量，所述涌水测量器用于测量隧道内部涌水量，所述红外探测器通过隧道壁上定探点，是用仪器的激光器在壁上打出一个红色斑点，定好探点后扣动板机，就可在仪器屏幕上读取探测值，从而实现对隧道内部涌水量的精确测量，所述地表测量器通过专用软件绘成地表探测曲线、两壁探测曲线，根据探测曲线特征判断含水构造或含水体的潜在危害，所述突水突泥探测器用于对隧道内壁的突水突泥进行测量，所述地质预报仪的型号为tsp-203。

一种基于所述的隧道施工安全监控控制系统的隧道施工安全监控装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够根据监控量测信息反馈根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应的工程对策与建议，以此作为设计施工变更最重要的依据，做到信息化设计与施工，利于推广使用。

附图说明

图1为隧道施工安全监控控制系统的结构示意图。

图2为隧道施工安全监控控制系统中监测模块的结构示意图。

图3为隧道施工安全监控控制系统中预警模块的结构示意图。

图中：1-监测模块、2-a/d转换器、3-分析模块、4-预警模块、5-服务器、6-洞内监测单元、7-周边位移监测单元、8-拱顶下沉监测单元、9-监测控制器、10-地质预报仪、11-地质雷达、12-超前探孔、13-水文地质预报器、14-地质素描仪、15-涌水测量器、16-红外探测器、17-地表测量器、18-突水突泥探测器、19-预警控制器、20-无线发射器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种隧道施工安全监控控制系统，包括用于监测隧道内外安全的监测模块1，用于分析施工安全系数的分析模块3；用于隧道内部地质信息的收集，输入信息处理系统，进行综合分析、判断的预警模块4；用于储存测得数据，及时调整施工方法和支护参数的服务器5；

所述监测模块1的输出端电性连接a/d转换器2的输入端，所述a/d转换器2将监测模块1传入的电信号转换为程序指令，并将程序指令传输至分析模块3，所述分析模块3通过数据连接所述服务器5，所述分析模块3的输出端还电性连接无线发射器20的输入端，无线发射器20能够将分析模块3传入的电信号转换为无线信号，并将无线信号发送给预警模块4；

所述监测模块1包括洞内监测单元6、周边位移监测单元7、拱顶下沉监测单元8和监测控制器9，所述洞内监测单元6、周边位移监测单元7、拱顶下沉监测单元8分别和监测控制器9电性连接，所述监测控制器9用于收集所述洞内监测单元6、周边位移监测单元7和拱顶下沉监测单元8采集的数据，所述洞内监测单元6用于对隧道洞内进行拍摄监测，且将拍摄的画面进行实时的传送；所述周边位移监测单元7用于对隧道周边断面位移进行拍摄监测，且将拍摄的画面进行实时的传送；所述拱顶下沉监测单元8用于对隧道拱顶位移进行实时的检测；

所述周边位移监测单元7内安装精密水准仪；

所述拱顶下沉监测单元8内安装全站仪，且全站仪在隧道拱顶每间隔地质预报仪10-50m布置；

所述预警模块4内设置预警控制器19，所述预警控制器19分别电性连接地质预报仪10、地质雷达11、超前探孔12、水文地质预报器13、地质素描仪14、涌水测量器15、红外探测器16、地表测量器17和突水突泥探测器18，所述地质预报仪10用于对地质灾害进行实时采集，并将采集到的信息传送给预警控制器19，所述地质雷达11应用电磁波反射原理进行探测，通过测定与岩溶含水性有关的介电常数的变化来探测充水的地质体；所述超前探孔12用于揭示掌子面前方的地质特征；所述水文地质预报器13用于隧道内部水文地质的预报；所述地质素描仪14用于隧道内部物理基础数据的描绘测量，所述涌水测量器15用于测量隧道内部涌水量，所述红外探测器16通过隧道壁上定探点，是用仪器的激光器在壁上打出一个红色斑点，定好探点后扣动板机，就可在仪器屏幕上读取探测值，从而实现对隧道内部涌水量的精确测量，所述地表测量器17通过专用软件绘成地表探测曲线、两壁探测曲线，根据探测曲线特征判断含水构造或含水体的潜在危害，所述突水突泥探测器18用于对隧道内壁的突水突泥进行测量；

所述地质预报仪10的型号为tsp-203。

实施例2

一种基于所述隧道施工安全监控控制系统的隧道施工安全监控装置。

本发明的有益效果是：本发明能够根据监控量测信息反馈根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应的工程对策与建议，以此作为设计施工变更最重要的依据，做到信息化设计与施工，利于推广使用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。