一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)裝置及方法，裝置包括軌道車(chē)、無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置、車(chē)輛定位裝置、多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置、監(jiān)測(cè)服務(wù)器，采用聲波檢測(cè)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置及無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置固定在軌道車(chē)的周向外表面上，軌道車(chē)行駛通過(guò)隧道時(shí)，聲波監(jiān)測(cè)裝置全程掃查隧道圍巖，并記錄聲反射波譜，并通過(guò)軌道車(chē)當(dāng)前位置、車(chē)速、聲反射波譜參數(shù)計(jì)算聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離；聲波監(jiān)測(cè)裝置將計(jì)算出的相對(duì)距離數(shù)據(jù)和聲反射波譜，通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置傳輸至監(jiān)測(cè)服務(wù)器中；監(jiān)測(cè)服務(wù)器保存聲波監(jiān)測(cè)裝置的相對(duì)距離數(shù)據(jù)及聲反射波譜，并與歷次保存的相對(duì)距離數(shù)據(jù)及聲反射波譜作比較，分析相對(duì)距離及聲反射波譜的變化，以此間接監(jiān)控隧道圍巖的沉降變形，提前預(yù)警。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)損監(jiān)測(cè)裝置及方法，特別是涉及一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形的聲波監(jiān)測(cè)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道是現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)重要組成部分，隧道結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性問(wèn)題是隧道工程領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題，它關(guān)系到隧道設(shè)計(jì)、施工的安全性和經(jīng)濟(jì)性，作為穩(wěn)定性科學(xué)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇至關(guān)重要。其中隧道圍巖的沉降、變形問(wèn)題對(duì)于隧道安全至關(guān)重要。目前對(duì)于隧道圍巖的沉降、變形的檢測(cè)，通常以定期人工檢測(cè)為主，近幾年采用預(yù)埋各種監(jiān)測(cè)傳感器或布置全站儀等監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。預(yù)埋監(jiān)測(cè)傳感器裝置的方法需要在隧道施工階段進(jìn)行預(yù)埋，對(duì)于已建成的隧道無(wú)法實(shí)現(xiàn)，同時(shí)預(yù)埋的監(jiān)測(cè)傳感器裝置使用壽命有限，大多在一段時(shí)間后失效。全站儀等高端監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)效果與精度較好，對(duì)于在役隧道也可后期布置，但其成本及運(yùn)營(yíng)維護(hù)價(jià)格昂貴，不利于大面積推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)裝置及方法，采用聲波檢測(cè)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在役軌道交通隧道圍巖沉降、變形的在役監(jiān)測(cè)、預(yù)警。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)裝置，包括軌道車(chē)、無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置、車(chē)輛定位裝置、多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置、監(jiān)測(cè)服務(wù)器。其特征在于:所述無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置、車(chē)輛定位裝置、多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置固定在軌道車(chē)的周向外表面上；多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置與無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置電連接;車(chē)輛定位裝置與無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置電連接;無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置與監(jiān)測(cè)服務(wù)器無(wú)線(xiàn)連接。
[0005]—種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:軌道車(chē)行駛通過(guò)隧道時(shí)，聲波監(jiān)測(cè)裝置全程發(fā)射聲波掃查隧道圍巖，記錄聲反射波譜;聲波監(jiān)測(cè)裝置將聲反射波譜，通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置傳輸至監(jiān)測(cè)服務(wù)器中；車(chē)輛定位裝置將軌道車(chē)的車(chē)輛定位數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置傳輸至監(jiān)測(cè)服務(wù)器中；監(jiān)測(cè)服務(wù)器保存聲反射波譜與軌道車(chē)的車(chē)輛定位數(shù)據(jù)，并將歷次保存的聲反射波譜作對(duì)比，分析聲反射波譜的變化，以此間接監(jiān)控隧道圍巖的沉降變形；當(dāng)圍巖發(fā)生沉降變形，此時(shí)采集的聲反射波譜與之前采集的聲反射波譜相比出現(xiàn)異常信號(hào)，通過(guò)分析聲反射波譜異常處的參數(shù)和軌道車(chē)的車(chē)輛定位數(shù)據(jù)，判斷出現(xiàn)沉降變形的隧道圍巖位置。
[0006]進(jìn)一步的，聲波監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)軌道車(chē)當(dāng)前車(chē)輛定位數(shù)據(jù)、軌道車(chē)車(chē)速、聲反射波譜參數(shù)計(jì)算聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離;聲波監(jiān)測(cè)裝置將聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置傳輸至監(jiān)測(cè)服務(wù)器;監(jiān)測(cè)服務(wù)器制作聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離的時(shí)間變化曲線(xiàn)，其中，縱坐標(biāo)為聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離、橫坐標(biāo)為時(shí)間；當(dāng)隧道圍巖發(fā)生沉降變形時(shí)，聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離將發(fā)生變化，監(jiān)測(cè)人員通過(guò)監(jiān)測(cè)聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離的時(shí)間變化曲線(xiàn)的變化，實(shí)時(shí)掌握隧道圍巖的沉降變形情況。
[0007]本發(fā)明的有益效果是，一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)裝置及方法，采用聲波檢測(cè)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置及無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置固定在軌道車(chē)的周向外表面上，軌道車(chē)行駛通過(guò)隧道時(shí)，聲波監(jiān)測(cè)裝置全程掃查隧道圍巖，并記錄聲反射波譜，并通過(guò)軌道車(chē)當(dāng)前位置、車(chē)速、聲反射波譜參數(shù)計(jì)算聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離;聲波監(jiān)測(cè)裝置將計(jì)算出的相對(duì)距離數(shù)據(jù)和聲反射波譜，通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置傳輸至監(jiān)測(cè)服務(wù)器中；監(jiān)測(cè)服務(wù)器保存聲波監(jiān)測(cè)裝置的相對(duì)距離數(shù)據(jù)及聲反射波譜，并與歷次保存的相對(duì)距離數(shù)據(jù)及聲反射波譜作比較，分析相對(duì)距離及聲反射波譜的變化，以此間接監(jiān)控隧道圍巖的沉降變形，提前預(yù)警。
[0008]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)裝置及方法不局限于實(shí)施例。
【附圖說(shuō)明】
[0009]下面結(jié)合附圖中實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0010]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)裝置示意圖。
[0011 ]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的聲反射波譜示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的監(jiān)測(cè)聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離的時(shí)間變化曲線(xiàn)示意圖。
[0013]圖中，1.軌道車(chē)，2.無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置，3.車(chē)輛定位裝置，4.多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置，5.監(jiān)測(cè)服務(wù)器，6.隧道圍巖，11.聲波，C.聲反射波譜，d.聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離，t.時(shí)間，L.時(shí)間變化曲線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例，如圖1所示，一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)裝置4，包括軌道車(chē)1、無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置2、車(chē)輛定位裝置3、多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置4、監(jiān)測(cè)服務(wù)器5。其特征在于:所述無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置2、車(chē)輛定位裝置3、多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置4固定在軌道車(chē)I的周向外表面上;多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置4與無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置2電連接;車(chē)輛定位裝置3與無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置2電連接;無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置2與監(jiān)測(cè)服務(wù)器5無(wú)線(xiàn)連接。
[0015]如圖2所示，一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:軌道車(chē)I行駛通過(guò)隧道時(shí)，聲波監(jiān)測(cè)裝置4全程發(fā)射聲波11掃查隧道圍巖6，記錄聲反射波譜C;聲波監(jiān)測(cè)裝置4將聲反射波譜C，通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置2傳輸至監(jiān)測(cè)服務(wù)器5中；車(chē)輛定位裝置3將軌道車(chē)I的車(chē)輛定位數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置2傳輸至監(jiān)測(cè)服務(wù)器5中；監(jiān)測(cè)服務(wù)器5保存聲反射波譜C與軌道車(chē)I的車(chē)輛定位數(shù)據(jù)，并將歷次保存的聲反射波譜C作對(duì)比，分析聲反射波譜C的變化，以此間接監(jiān)控隧道圍巖6的沉降變形；當(dāng)圍巖發(fā)生沉降變形，此時(shí)采集的聲反射波譜C與之前采集的聲反射波譜C相比出現(xiàn)異常信號(hào)，通過(guò)分析聲反射波譜C異常處的參數(shù)和軌道車(chē)I的車(chē)輛定位數(shù)據(jù)，判斷出現(xiàn)沉降變形的隧道圍巖6位置。
[0016]如圖3所示，進(jìn)一步的，聲波監(jiān)測(cè)裝置4根據(jù)軌道車(chē)I當(dāng)前車(chē)輛定位數(shù)據(jù)、軌道車(chē)I車(chē)速、聲反射波譜C參數(shù)計(jì)算聲波監(jiān)測(cè)裝置4與隧道圍巖6之間的相對(duì)距離d;聲波監(jiān)測(cè)裝置4將聲波監(jiān)測(cè)裝置4與隧道圍巖6之間的相對(duì)距離d數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置2傳輸至監(jiān)測(cè)服務(wù)器5;監(jiān)測(cè)服務(wù)器5制作聲波監(jiān)測(cè)裝置4與隧道圍巖6之間的相對(duì)距離d的時(shí)間變化曲線(xiàn)L，其中，縱坐標(biāo)為聲波監(jiān)測(cè)裝置4與隧道圍巖6之間的相對(duì)距離d、橫坐標(biāo)為時(shí)間t;當(dāng)隧道圍巖6發(fā)生沉降變形時(shí)，聲波監(jiān)測(cè)裝置4與隧道圍巖6之間的相對(duì)距離d將發(fā)生變化，監(jiān)測(cè)人員通過(guò)監(jiān)測(cè)聲波監(jiān)測(cè)裝置4與隧道圍巖6之間的相對(duì)距離d的時(shí)間變化曲線(xiàn)L的變化，實(shí)時(shí)掌握隧道圍巖6的沉降變形情況。
[0017]上述實(shí)施例僅用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)裝置及方法，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)裝置，包括軌道車(chē)、無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置、車(chē)輛定位裝置、多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置、監(jiān)測(cè)服務(wù)器，其特征在于:所述無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置、車(chē)輛定位裝置、多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置固定在軌道車(chē)的周向外表面上；多個(gè)聲波監(jiān)測(cè)裝置與無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置電連接;車(chē)輛定位裝置與無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置電連接;無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置與監(jiān)測(cè)服務(wù)器無(wú)線(xiàn)連接。2.—種在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:軌道車(chē)行駛通過(guò)隧道時(shí)，聲波監(jiān)測(cè)裝置全程發(fā)射聲波掃查隧道圍巖，記錄聲反射波譜;聲波監(jiān)測(cè)裝置將聲反射波譜，通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置傳輸至監(jiān)測(cè)服務(wù)器中；車(chē)輛定位裝置將軌道車(chē)的車(chē)輛定位數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置傳輸至監(jiān)測(cè)服務(wù)器中；監(jiān)測(cè)服務(wù)器保存聲反射波譜與軌道車(chē)的車(chē)輛定位數(shù)據(jù)，并將歷次保存的聲反射波譜作對(duì)比，分析聲反射波譜的變化，以此間接監(jiān)控隧道圍巖的沉降變形；當(dāng)圍巖發(fā)生沉降變形，此時(shí)采集的聲反射波譜與之前采集的聲反射波譜相比出現(xiàn)異常信號(hào)，通過(guò)分析聲反射波譜異常處的參數(shù)和軌道車(chē)的車(chē)輛定位數(shù)據(jù)，判斷出現(xiàn)沉降變形的隧道圍巖位置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在役軌道交通隧道圍巖沉降變形聲波監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:進(jìn)一步的，聲波監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)軌道車(chē)當(dāng)前車(chē)輛定位數(shù)據(jù)、軌道車(chē)車(chē)速、聲反射波譜參數(shù)計(jì)算聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離;聲波監(jiān)測(cè)裝置將聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸裝置傳輸至監(jiān)測(cè)服務(wù)器;監(jiān)測(cè)服務(wù)器制作聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離的時(shí)間變化曲線(xiàn)，其中，縱坐標(biāo)為聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離、橫坐標(biāo)為時(shí)間；當(dāng)隧道圍巖發(fā)生沉降變形時(shí)，聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離將發(fā)生變化，監(jiān)測(cè)人員通過(guò)監(jiān)測(cè)聲波監(jiān)測(cè)裝置與隧道圍巖之間的相對(duì)距離的時(shí)間變化曲線(xiàn)的變化，實(shí)時(shí)掌握隧道圍巖的沉降變形情況。
【文檔編號(hào)】G01B17/04GK105823446SQ201610346716
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】林俊明
【申請(qǐng)人】愛(ài)德森（廈門(mén)）電子有限公司