CN202548622U - 一种隧道施工用远程测控*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种隧道施工用远程测控***，包括监测数据库、数据检测设备、主服务器及终端机构，监测数据库与数据检测设备信号连接，主服务器与数据检测设备经线路连接，终端机构与主服务器经网络连接。与现有技术相比，本实用新型使用方便，并且能够对隧道的施工工况、断面监测以及隧道的变形数据、地表建筑物和地下管线的位移数据等都可以进行实时检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测控制设备，尤其是涉及一种隧道施工用远程测控***。
背景技术
随着我国国民经济持续高速的发展，城市对用电的需求日益增加，在城市当中将修建越多的电力电缆隧道。城市中新建电力电缆隧道工程的一个特点是需要穿越大量的既有建(构)筑物。随着地下穿越工程的发展，电力隧道上穿和下穿既有结构的扰动影响越来越受到重视，特别是在城市繁华地段的隧道施工，对电力隧道地下穿越工程的规划、设计、施工进行全方面的研究，分析和解决在各个过程中出现的问题和难点，已成为隧道建设的迫切要求。
在地下工程领域，监控量测技术不仅对计算理论，而且对整个工程施工技术水平产生了巨大和深刻的影响。早在60年代初期，工程界就开展了以地下洞室开挖支护过程中，洞壁围岩收敛-位移量测为基础、以反分析为导向的新奥法隧道施工新技术的研究和实践，在公路、铁道、水利水电、煤炭、采矿等领域取得了成功。新奥法以局部的和实时的量测信息作为依据，通过力学分析计算确定结构和岩土介质的物理参数以及所满足的本构方程，以及地层初始地应力分布，在此基础上对全局的和后期的变形及受力进行预测和估算。来自施工现场的量测数据中包含了结构与土层、甚至施工影响等复杂因素，对于认识和把握地下结构这样特殊和复杂的工程的规律性是很必要的。同时，工程的顺利开展对现场量测的准确性和精确度提出更高的要求。在此意义上，现场量测已经远远超出原来一般工程勘察的涵义和覆盖范围，而成为工程设计和施工的一部分。
目前，隧道结构的计算理论仍很不完善，为了了解在施工过程中，隧道结构的受力情况和土体的应力和变形，测试与监控技术就显得十分重要。
隧道的特殊性在于它是修筑在地下中的线状建筑物，因而事前获得的资料，无论在质或量上都是有限的。通过量测，掌握开挖过程中隧道产生的变形、动态就容易很多。这样就有可能在根据观察的经验判断的基础上加上根据力学的分析，从而可以要求根据施工中的观察和量测来修改设计和施工方法。在隧道建设中为了确保工程的安全性和经济性，正确掌握因开挖而引起隧道周围岩土体的动态变化就更加重要。对工程安全性的认识，不仅是确认隧道本身建筑物的安全性，而且还必须掌握隧道施工对周围建筑物的影响。
在隧道施工的过程中，可以使用各种类型的仪表和工具，对岩土体的位移变形、应力应变进行量测，这就是现场监测。与一般的工程测试相比，隧道工程中的现场量测具有特殊重要的作用。随着隧道工程规模的越来越大，对岩土体及周围建(构)筑物的量测技术得到了迅速发展，量测监控已逐步成为隧道工程的先导技术，成为安全施工与科学管理不可缺少的重要手段。
隧道监测涉及大量的数据，对数据的管理和归档也是很复杂的工作。在隧道现场监测过程中，由于现场施工环境条件的影响、监测人员自身素养的参差不齐等各种可预见或不可预见的因素，所获得的监测数据存在较大的离散性和误差，甚至会采集到错误的数据。在实际应用中，必须进行必要的数学处理，获得能准确反映实际情况的典型曲线，找出量测数据随时间或空间变化的规律并推算量测数据的极值，同时及时预测其发展变化趋势，以利于评价安全性和经济合理性等，为设计和施工提供重要参考信息。
随着计算机技术的迅速发展，数据库技术和Web技术已经广泛应用于人们生产和生活中。将数据库技术和Web技术应用到隧道监测中，可以大量存储监测数据，保证监测数据不易丢失，更重要的是及时整理分析监测数据，生成监测数据变化曲线和监测报表，必要时可以自动预警，通过网络实现监测信息的无障碍沟通，不仅提高隧道监测的工作效率和准确度，节省大量人力物力，而且有关各方可以及时了解隧道监测工作情况和监测成果，针对现场情况及时采取适当措施，为隧道安全顺利施工做好服务。
目前，数据库技术已经发展得比较成熟，可以建立针对施工监测的数据管理***，进而通过数据管理***对监测数据进行有效的管理，在施工过程中充分利用监测数据来了解施工的动态信息，随时了解隧道施工状况及确定工程参数，并将这些信息及时反馈于设计和施工决策。监测数据管理***的开发已经成为监测技术发展的一种新趋势和方向。
数据库技术和Web技术相结合运用到土木工程监测已经成为一个新的发展方向。国内外学者和专家对监测数据库管理***进行了研究，开发了一些应用于大型工程实践的监测管理***，并取得了很好的社会效果和经济效果。
邝明(1996)介绍了一个用于交通隧道施工信息监测的计算机辅助***，***开发了观测档案、量测数据输入、对数据进行回归分析、超限报警以及可随时查询、输出打印等功能，紧密结合隧道规范中关于现场量测的有关规定，输入输出方式符合规范要求。
吴金华等(1999)开发了地下工程施工安全的监测资料处理***(IDEAL)。该***除可判读、修正及调整监测资料之外，当监测资料出现异常数据时，还可以显示一系列的相关信息，引进工程师采取必要的因应措施，必要时还可启动预警通报***，将信息即时传达至所有相关单位。
同济大学的朱合华、李元海(2002)对岩土工程施工监测信息***进行了研究，以隧道、基坑、边坡工程施工为应用对象，引入了GIS全新思想，实现了以测点地图为中心的查询和数据输入输出的双向可视化，并提供监测概预算和图形报表等完整的实用工具。
于新、黄晓明(2002)开发了道路实验数据库管理***，并具体介绍了***开发的思路和***总体规划，对***最主要的三个功能模块：数据处理模块、查询与报表模块以及数据变更模块的主要开发思路和关键技术进行了详细的阐明。
周国浩、郝迎吉等(2003)开发了激光隧道围岩位移远程实时监测***，***可进行数据的分析处理、变化曲线的绘制、数据库管理和查询分析、图表显示和报表的打印输出；还可按照用户的具体要求作进一步的数据分析处理，***可用于岩土边坡、基坑、大坝、建筑物及桥梁等的位移监测。
同济大学的刘国彬、侯剑锋(2003)从地铁工程的信息化出发，结合上海地铁远程监控管理***和自动监测***，对地铁信息化施工进行了研究，研制了自动监测***，研究了基坑工程中监测数据警戒值的设定方法以及在数据警戒后的处理方法。
谢定松、薛贵玉(2003)研究了基于Client/Server结构的大坝监测数据处理***，探讨了***的数据库管理平台、开发工具、人机界面、开发步骤、帮助***制作、数据库访问技术、测值过程线的绘制和报表制作的方法等，并且结合实际工程，运用VB、Oracle数据库和Excel研制开发了紧水滩和石塘水电站大坝监测数据处理***。
林勇(2003)开发了公路隧道监控量测数据管理***，***基于Access2000、VB和DAO数据库访问技术，***实现了量测数据的自动转换和数据管理功能，确保了量测数据的完整和准确性，提高了工作效率，通过对隧道施工中的时间效应和空间效应的分析，判断围岩和支护结构的稳定性，从锚杆轴力分布图确定锚杆的适宜长度，该***在公路隧道的围岩稳定性分析方面有着重要的作用。
伍毅敏、吕康成(2004)应用激光技术、单片机技术和通信技术开发了隧道位移实时监测***，实现了隧道位移的高精度、自动、实时和远程量测，***界面友好、操作简便，集实时采集、数据管理和数据应用等功能于一体，可以实时采集、显示和存储数据，根据用户要求浏览、查询数据，进行数据报表，***还对灰色***理论进行隧道位移发展的短期预测、最终下沉预测进行了***地研究，实现快速、准确预测隧道位移发展的目的。
华南理工大学的陈辉(2004)开发的高速公路边坡数据库管理***(ESDBMS)，采用SQL Server2000数据库和Delphi 6.0的ADO数据库访问技术，利用远程数据库访问的支持，组建了高速公路边坡数据库***局域网络，实现了快速地浏览和查询高速公路边坡信息，为高速公路边坡的设计、建设和管理服务。
萧富元、李国荣、杨黄政和刘俊杰(2006)研究了基于资料采集、储存、分析及显示的信息化***，开发了可以进行地质与监测等相关资料数据化采集、资料库化储存、自动化分析与展示等信息化处理的信息化***，建立了咨询平台，利用网际网路及通讯技术，实现了将分布于偏远山区的三个工地现场资料传会主办公室统计掌控，并且可随时调阅现场地质或监测资料。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使用方便、适用范围广泛的隧道施工用远程测控***。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种隧道施工用远程测控***，该测控***包括监测数据库、数据检测设备、主服务器及终端机构，所述的监测数据库与数据检测设备信号连接，所述的主服务器与数据检测设备经线路连接，所述的终端机构与主服务器经网络连接。
所述的主服务器由用户管理服务器、***功能服务器及数据库管理服务器构成。
所述的用户管理服务器为分别管理普通用户、高级用户、一般管理员及高级管理员的分级管理服务器。
所述的***功能服务器为对隧道断面配置检查并进行预测报警的服务器。
所述的数据库管理服务器为对数据进行维护、恢复及备份的服务器。
所述的终端机构为PC机。
与现有技术相比，本实用新型使用方便，并且能够对隧道的施工工况、断面监测以及隧道的变形数据、地表建筑物和地下管线的位移数据等都可以进行实时检测，不仅可以看到隧道监测数据，而且也可以实时查询到隧道具体施工概况，必要时结合施工情况整理和分析监测数据；监测断面信息应该适用于隧道所有监测断面，监测项目包括地表建筑物位移、洞周收敛、拱顶下沉、土压力、孔隙水压力等等，通过断面类型、监测项目和断面里程区别所有监测内容。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
一种隧道施工用远程测控***，其结构如图1所示，该测控***包括监测数据库1、数据检测设备2、主服务器3及终端机构4，监测数据库1与数据检测设备2信号连接，主服务器3与数据检测设备2经线路连接，终端机构4与主服务器3经网络连接。
其中，主服务器3由用户管理服务器、***功能服务器及数据库管理服务器构成，用户管理服务器为分别管理普通用户、高级用户、一般管理员及高级管理员的分级管理服务器，***功能服务器为对隧道断面配置检查并进行预测报警的服务器，数据库管理服务器为对数据进行维护、恢复及备份的服务器。终端机构4为PC机。
本实用新型从工程实践出发，将隧道工程监测中的时间、断面、测点、测线、数字等信息，总结成监测断面-测线-测点的组织方式。
(1)施工工况
将隧道的施工工况信息纳入本实用新型中，用户不仅可以看到隧道监测数据，而且也可以实时查询到隧道具体施工概况，必要时结合施工情况整理和分析监测数据。
(2)监测断面
监测断面信息应该适用于隧道所有监测断面，监测项目包括地表建筑物位移、洞周收敛、拱顶下沉、土压力、孔隙水压力等等，通过断面类型、监测项目和断面里程区别所有监测内容，以进行监测数据分析，断面埋设时间是监测断面的基本信息之一，而且还包括了监测断面的示意图，以及关于断面和示意图的文字描述。
(3)隧道变形数据
为检验设计、施工方法和为管道顶进后续施工的安全性及时提供指导，在管道内布设收敛变形量测装置，用以测定椭圆度。方法为用膨胀螺丝形成测点，并用收敛计量测管道内壁的相对变形。预计管道收敛量约为0.06～0.30mm，故拟采用进口收敛计量测，精度为0.01mm。监测现场温度对量测结果会有所影响，可以通过温度进行修正，每次量测记录现场温度，温度修正参数即线膨胀系数单位为/℃，收敛计读数分为钢尺读数和表盘读数，为消除偶然误差，采用三次读数取平均值的方法，钢尺读数单位为米，表盘读数单位为毫米，表盘平均读数为三次读数算术平均值，是否初值为计算收敛位移作为初值的标识，有时疏忽录入错误数据，可以通过是否删除对输入的数据标识，删除的数据仍然存在管理***中，但是不参与收敛位移计算。
(4)地表建筑物位移数据
以全站仪和水准仪为量测仪器，设计了测量地表建筑位移数据标准。全站仪读取盘左和盘右读数，水准仪读取两个测回读数，两种仪器的量测数据采用不同数据标准。是否初值和是否删除含义同上。
(5)地下管线位移数据
设计了基于全站仪和水准仪量测的地下管线位移监测数据标准。X盘左为全站仪盘左时X方向读数，Y盘左等同理，X均值为X盘左和X盘右的算术平均值，水准仪读取两个测回读数，两种仪器的量测数据采用不同数据标准。是否初值和是否删除含义同上。
Claims (6)
1.一种隧道施工用远程测控***，其特征在于，该测控***包括监测数据库、数据检测设备、主服务器及终端机构，所述的监测数据库与数据检测设备信号连接，所述的主服务器与数据检测设备经线路连接，所述的终端机构与主服务器经网络连接。
2.根据权利要求1所述的一种隧道施工用远程测控***，其特征在于，所述的主服务器由用户管理服务器、***功能服务器及数据库管理服务器构成。
3.根据权利要求2所述的一种隧道施工用远程测控***，其特征在于，所述的用户管理服务器为分别管理普通用户、高级用户、一般管理员及高级管理员的分级管理服务器。
4.根据权利要求2所述的一种隧道施工用远程测控***，其特征在于，所述的***功能服务器为对隧道断面配置检查并进行预测报警的服务器。
5.根据权利要求2所述的一种隧道施工用远程测控***，其特征在于，所述的数据库管理服务器为对数据进行维护、恢复及备份的服务器。
6.根据权利要求1所述的一种隧道施工用远程测控***，其特征在于，所述的终端机构为PC机。
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