寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及鐵路隧道監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，用于檢測鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)，安裝在所述鐵路隧道的洞外測試點(diǎn)和洞內(nèi)測試點(diǎn)處；以及數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)，與所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)連接，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的狀態(tài)。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道的狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測，有效避免了因隧道損壞而導(dǎo)致的鐵路安全事故，提高了鐵路運(yùn)行的安全性。
【專利說明】
寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及鐵路隧道監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]寒冷區(qū)域的鐵路隧道經(jīng)常會發(fā)生襯砌漏水、掛冰、圍巖凍脹、襯砌開裂、隧底開裂、冒水、水溝凍結(jié)等凍害現(xiàn)象。隧道凍害是圍巖溫度、地下水滲流及結(jié)構(gòu)應(yīng)力共同作用的結(jié)果。一般在隧道施工期對洞內(nèi)外環(huán)境溫度及結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)測手段較多，而對于運(yùn)營隧道開展的圍巖溫度、地下水滲流、結(jié)構(gòu)應(yīng)力及質(zhì)量缺陷的監(jiān)測及檢測工作開展較少，存在很大的安全隱患。即現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種能夠?qū)畢^(qū)運(yùn)營鐵路隧道的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種不能對寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，用于檢測鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)，安裝在所述鐵路隧道的洞外測試點(diǎn)和洞內(nèi)測試點(diǎn)處；以及數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)，與所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)連接，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的狀態(tài)。
[0004]優(yōu)選地，所述鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)包括洞外環(huán)境數(shù)據(jù)，其中:所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括:洞外環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置，安裝在所述鐵路隧道進(jìn)出口的拱頂和/或洞外預(yù)定距離的測試點(diǎn)處，用于采集洞外環(huán)境數(shù)據(jù)；以及所述數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)包括:洞外環(huán)境數(shù)據(jù)分析裝置，與所述洞外環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置連接，用于根據(jù)所采集的洞外環(huán)境數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的洞外環(huán)境影響規(guī)律。
[0005]優(yōu)選地，所述洞外環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置包括自動氣象站和/或自動風(fēng)向風(fēng)速儀。
[0006]優(yōu)選地，所述鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)包括洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，其中:所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括:洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置，安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)外表面和/或圍巖內(nèi)部的測試點(diǎn)處，用于采集洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)；以及所述數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)包括:洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)分析裝置，與所述洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置連接，用于根據(jù)所采集的洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的隧道溫度場分布規(guī)律。
[0007]優(yōu)選地，所述洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置包括自動溫度記錄儀和/或溫度傳感器。
[0008]優(yōu)選地，所述鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)包括襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，其中:所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括:襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集裝置，安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)外表面的測試點(diǎn)處，用于采集襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；以及所述數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)包括:襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析裝置，與所述襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集裝置連接，用于根據(jù)所采集的襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的襯砌受力變化規(guī)律。
[0009]優(yōu)選地，所述襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集裝置包括混凝土表面應(yīng)變計和/或地質(zhì)雷達(dá)。
[0010]優(yōu)選地，所述鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)包括地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)，其中:所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括:地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集裝置，安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)排水溝、洞口集水井、洞外排水管、洞內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的測試點(diǎn)處，用于采集地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)；以及所述數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)包括:地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)分析裝置，與所述地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集裝置連接，用于根據(jù)所采集的地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的隧道滲流場分布規(guī)律。
[0011]優(yōu)選地，所述地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集裝置包括流速流量計、滲壓計、溫度傳感器、和/或水容器。
[0012]優(yōu)選地，所述洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)圍巖內(nèi)部的測試點(diǎn)包括:將所述溫度傳感器放置在錐狀保護(hù)結(jié)構(gòu)中；以及將所述錐狀保護(hù)結(jié)構(gòu)安裝在所述洞內(nèi)圍巖內(nèi)部的測試點(diǎn)的通孔中并進(jìn)行密封處理。
[0013]采用本實(shí)用新型所提供的寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)，通過安裝在所述鐵路隧道的洞外測試點(diǎn)和洞內(nèi)測試點(diǎn)處的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)可以檢測鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)可以根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對鐵路隧道的狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測，尤其監(jiān)測在寒冷區(qū)域的隧道(即寒區(qū)運(yùn)營隧道)環(huán)境溫度、圍巖及結(jié)構(gòu)溫度、地下水滲流、結(jié)構(gòu)應(yīng)力的發(fā)展變化規(guī)律，及隧道質(zhì)量缺陷部位、類型，以進(jìn)一步分析隧道凍害類型、發(fā)生機(jī)理、凍害重點(diǎn)防治部位及防治措施，有效避免了因隧道損壞而導(dǎo)致的鐵路安全事故，提高了鐵路運(yùn)行的安全性。
[0014]本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0015]附圖是用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0016]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0017]圖2-3是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)的測試點(diǎn)以及檢測線布置的示意圖；
[0018]附圖標(biāo)記說明
[0019]10洞外環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置11洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置
[0020]12襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集裝置13地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集裝置
[0021]20洞外環(huán)境數(shù)據(jù)分析裝置21洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)分析裝置
[0022]22襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析裝置23地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)分析裝置
[0023]31拱頂測線32左拱腰測線
[0024]33左邊墻測線34隧底測線
[0025]35右邊墻測線36右拱腰測線
[0026]100數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)200數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)
[0027]la、lb、2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、3a、3b、4a、4b、5a、5b、6a、6b、7a、6b、7c 測試點(diǎn)
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0029]下面將舉例說明本實(shí)用新型的思想，但應(yīng)當(dāng)理解的這些示例為非局限性示例，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于此:
[0030]為了更加清楚地說明本實(shí)用新型的思想，以寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)為例進(jìn)行詳細(xì)地說明。該系統(tǒng)可以包括:數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)100，用于檢測鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)，安裝在所述鐵路隧道的洞外測試點(diǎn)和洞內(nèi)測試點(diǎn)處；以及數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)200，與所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)100連接，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的狀態(tài)。由于反映鐵路隧道狀態(tài)的因素很多，因此需要對不同的因素進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和分析，本實(shí)用新型中考慮了對不同影響因素的數(shù)據(jù)采集和分析，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇這些因素中的一者或多個及其組合來進(jìn)行配置，本實(shí)用新型對此不進(jìn)行限定。
[0031]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2-3是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)的測試點(diǎn)以及檢測線布置的示意圖。如圖1所示，所述鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)可以包括洞外環(huán)境數(shù)據(jù)，其中:所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)100可以包括:洞外環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置10，安裝在所述鐵路隧道進(jìn)出口的拱頂和/或洞外預(yù)定距離(例如洞外50m)的測試點(diǎn)處(避免受洞口地形、日照影響)，用于采集洞外環(huán)境數(shù)據(jù)；以及所述數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)包括:洞外環(huán)境數(shù)據(jù)分析裝置20，與所述洞外環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置10連接，用于根據(jù)所采集的洞外環(huán)境數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的洞外環(huán)境影響規(guī)律。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述洞外環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置10可以包括自動氣象站和/或自動風(fēng)向風(fēng)速儀(例如JMZX-1F單通道風(fēng)速風(fēng)向采集模塊)，所述自動氣象站和/或自動風(fēng)向風(fēng)速儀安裝在洞頂或洞外50m位置，導(dǎo)線暗埋引入洞內(nèi)(例如通過圖3所示的拱頂測線31)，與洞外環(huán)境數(shù)據(jù)分析裝置20連接，并做好保護(hù)。采集的洞外環(huán)境數(shù)據(jù)可以反映洞外環(huán)境的地形、地貌、水文、植被、降雨量、洞外氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向等，洞外環(huán)境數(shù)據(jù)分析裝置20可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而得到洞外環(huán)境影響規(guī)律，以實(shí)時監(jiān)測寒區(qū)運(yùn)營隧道狀
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[0033]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，如圖1所示，所述鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)可以包括洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，即采集的洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)可以包括襯砌外表面、圍巖內(nèi)部溫度。其中:所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)100可以包括:洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置11，安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)外表面和/或圍巖內(nèi)部的測試點(diǎn)處，用于采集洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)；以及所述數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)200可以包括:洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)分析裝置21，與所述洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置11連接，用于根據(jù)所采集的洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的隧道溫度場分布規(guī)律。
[0034]具體地，所述洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置11可以包括自動溫度記錄儀和/或溫度傳感器，例如TESTO 174自動溫度記錄儀，JMT-36X型溫度傳感器，其中洞內(nèi)環(huán)境測試點(diǎn)沿隧道縱向布置應(yīng)遵循兩端密、中間疏的原則，進(jìn)出口各500m范圍內(nèi)為監(jiān)測重點(diǎn)，遇地下水豐富地段及曲線地段適當(dāng)加密，沿隧道縱向監(jiān)測斷面一般不少于20個。圍巖內(nèi)部溫度測試深度應(yīng)根據(jù)圍巖最大凍結(jié)深度確定，近淺埋及洞口位置適當(dāng)增加測試深度。如圖2所示，襯砌結(jié)構(gòu)外表面測試點(diǎn)Ia和Ib的溫度測試采用膨脹螺栓或粘結(jié)劑將自動溫度記錄儀或溫度傳感器固定在襯砌結(jié)構(gòu)外表面。自動溫度記錄儀或溫度傳感器應(yīng)安裝牢固，并加以保護(hù)(例如采用保護(hù)盒對自動溫度記錄儀或溫度傳感器進(jìn)行保護(hù))。對于洞內(nèi)圍巖內(nèi)部的測試點(diǎn)3a和3b(如圖2所示)，首先采用鉆機(jī)成孔，孔徑40?50mm，孔深2?3m，成孔后進(jìn)行清孔，將提前加工好的圍巖內(nèi)部溫度探頭及測桿推入測孔相應(yīng)位置，引出導(dǎo)線后向孔內(nèi)壓注水泥單漿液或水泥水玻璃雙漿液，并做好孔口封閉處理。其中需要將所述溫度傳感器放置在錐狀保護(hù)結(jié)構(gòu)中，例如先用材質(zhì)較好的木條(或竹條)加工成長2.5?3.5m，寬30mm，厚20mm測桿，在木條的一側(cè)寬面上刻出寬10mm、深5mm的凹槽，將木條前端加工成尖錐狀。之后，將所述錐狀保護(hù)結(jié)構(gòu)安裝在所述洞內(nèi)圍巖內(nèi)部的測試點(diǎn)的通孔中并進(jìn)行密封處理，例如在溫度傳感器對應(yīng)位置涂抹導(dǎo)熱膏，再用粘結(jié)膠將溫度傳感器按對應(yīng)位置固定在刻好的凹槽中，用膠帶或粘結(jié)膠固定導(dǎo)線，或用塑料套管保護(hù)導(dǎo)線。之后，通過連接導(dǎo)線(例如通過圖3所示的左邊墻測線33和右邊墻測線35)與洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)分析裝置21連接，洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)分析裝置21可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而得到隧道溫度場分布規(guī)律，以實(shí)時監(jiān)測隧道狀態(tài)。更為優(yōu)選地，采集的洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)還可以包括洞內(nèi)風(fēng)速，例如將風(fēng)速儀安裝在起升架上并收放在隧道的洞內(nèi)拱頂處，當(dāng)沒有火車通過是控制起升架下放，將風(fēng)速儀下放到洞內(nèi)風(fēng)速測試點(diǎn)，例如如圖2所示的測試點(diǎn)7a、7b、7c，這樣采集的洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)更為全面。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，如圖1所示，所述鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)包括襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，即采集的數(shù)據(jù)可以包括襯砌表面應(yīng)力、襯砌質(zhì)量、襯砌厚度、襯砌鋼筋。其中:所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)100包括:襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集裝置12，安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)外表面的測試點(diǎn)處，用于采集襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；以及所述數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)200包括:襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析裝置22，與所述襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集裝置12連接，用于根據(jù)所采集的襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的襯砌受力變化規(guī)律。
[0036]其中，所述襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集裝置12可以包括混凝土表面應(yīng)變計(例如JMZX-212型智能數(shù)碼弦式應(yīng)變計)和/或地質(zhì)雷達(dá)。襯砌表面應(yīng)力測試斷面應(yīng)選擇在洞口地段、淺埋地段、地下水豐富地段。雷達(dá)檢測沿隧道全長范圍內(nèi)，測線沿洞周范圍可以是多條，例如5條。所述混凝土表面應(yīng)變計可以安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)外表面的測試點(diǎn)2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g處，采用膨脹螺栓或粘結(jié)劑將混凝土表面應(yīng)變計固定在洞內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)外表面的測試點(diǎn)2&、213、2(:、2(1、26、2匕28處，采用保護(hù)盒進(jìn)行保護(hù)。采用地質(zhì)雷達(dá)(例如311?-20地質(zhì)雷達(dá))進(jìn)行襯砌質(zhì)量檢測，選用400MHz或900MHz天線，沿洞周布置5?6條測線(如圖3所示的左拱腰測線32、右拱腰測線36、拱頂測線31、左邊墻測線33、右邊墻測線35、隧底測線34等)，以檢測襯砌厚度、襯砌鋼筋布置、襯砌背后空洞及水囊等。之后，與所述襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集裝置12連接的襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析裝置22可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而得到襯砌受力變化規(guī)律，以實(shí)時監(jiān)測隧道狀態(tài)。
[0037]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，如圖1所示，所述鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)可以包括地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)，即采集的數(shù)據(jù)可以包括水溝流速、流量、分區(qū)段及總流量、水溫、滲水壓力、襯砌背后空洞及水囊。其中:所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)100可以包括:地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集裝置13，安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)排水溝、洞口集水井、洞外排水管、洞內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的測試點(diǎn)處，用于采集地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)；以及所述數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)200可以包括:地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)分析裝置23，與所述地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集裝置13連接，用于根據(jù)所采集的地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的隧道滲流場分布規(guī)律。
[0038]具體地，地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集裝置13可以安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)排水溝的測試點(diǎn)5a、5b、6a、6b、洞口集水井的測試點(diǎn)、洞外排水管的測試點(diǎn)、洞內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的測試點(diǎn)4a、4b處，用于采集地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)。所述地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集裝置13可以包括流速流量計、滲壓計、溫度傳感器、和/或水容器。例如，隧道洞內(nèi)排水溝排水流量測試采用流速流量計進(jìn)行測試流速，再根據(jù)排水溝排水?dāng)嗝鎿Q算流量，洞內(nèi)分區(qū)段測試，測試斷面間距200m。洞口集水井及洞外排水管流量測試采用流速流量計或水容器測試。水溫測試采用溫度探頭進(jìn)行測試。對于滲水壓力的采集，采用鉆機(jī)成孔(例如孔徑40?50mm，孔深0.8?1.0111)，成孔后進(jìn)行清孔，將滲壓計(例如廁21-5511說1'系列智能弦式數(shù)碼滲壓計)放置在襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)表面測試點(diǎn)4a、4b相應(yīng)位置，并在滲壓計與導(dǎo)線部位設(shè)置隔斷，然后用錨固劑或壓注水泥水玻璃雙漿液封堵端頭部位約0.5m，從而保證滲壓計處于水壓作用下。之后，與所述地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集裝置連接的地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)分析裝置23可以根據(jù)所采集的地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的隧道滲流場分布規(guī)律。
[0039]采用這樣的實(shí)施方式，數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)200可以根據(jù)采集到的洞外環(huán)境的地形、地貌、水文、植被、降雨量、洞外氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向、洞內(nèi)的襯砌外表面、圍巖內(nèi)部溫度、洞內(nèi)風(fēng)速、襯砌表面應(yīng)力、襯砌質(zhì)量、襯砌厚度、襯砌鋼筋、水溝流速、流量、分區(qū)段及總流量、水溫、滲水壓力、襯砌背后空洞及水囊等反映隧道狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和分析，尤其監(jiān)測在寒冷區(qū)域的隧道環(huán)境溫度、圍巖及結(jié)構(gòu)溫度、地下水滲流、結(jié)構(gòu)應(yīng)力的發(fā)展變化規(guī)律，及隧道質(zhì)量缺陷部位、類型，以進(jìn)一步分析隧道凍害類型、發(fā)生機(jī)理、凍害重點(diǎn)防治部位及防治措施，有效避免了因隧道損壞而導(dǎo)致的鐵路安全事故，提高了鐵路運(yùn)行的安全性。
[0040]應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型的公開選擇上述各種實(shí)施方式中的任一者，或者選擇上述各種實(shí)施方式的組合來配置寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)，并且其他的替換實(shí)施方式也落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0041]采用本實(shí)用新型所提供的寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對鐵路隧道的狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測，尤其監(jiān)測在寒冷區(qū)域的隧道環(huán)境溫度、圍巖及結(jié)構(gòu)溫度、地下水滲流、結(jié)構(gòu)應(yīng)力的發(fā)展變化規(guī)律，及隧道質(zhì)量缺陷部位、類型，以進(jìn)一步分析隧道凍害類型、發(fā)生機(jī)理、凍害重點(diǎn)防治部位及防治措施，有效避免了因隧道損壞而導(dǎo)致的鐵路安全事故，提高了鐵路運(yùn)行的安全性。
[0042]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0043]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0044]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種寒區(qū)運(yùn)營鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，用于檢測鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)，安裝在所述鐵路隧道的洞外測試點(diǎn)和洞內(nèi)測試點(diǎn)處；以及 數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)，與所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)連接，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的狀態(tài)； 其中所述鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)包括洞外環(huán)境數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括:洞外環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置，安裝在所述鐵路隧道進(jìn)出口的拱頂和/或洞外預(yù)定距離的測試點(diǎn)處，用于采集洞外環(huán)境數(shù)據(jù)；以及 所述數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)包括:洞外環(huán)境數(shù)據(jù)分析裝置，與所述洞外環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置連接，用于根據(jù)所采集的洞外環(huán)境數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的洞外環(huán)境影響規(guī)律。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述洞外環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置包括自動氣象站和/或自動風(fēng)向風(fēng)速儀。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)包括洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，其中: 所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括:洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置，安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)外表面和/或圍巖內(nèi)部的測試點(diǎn)處，用于采集洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)；以及 所述數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)包括:洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)分析裝置，與所述洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置連接，用于根據(jù)所采集的洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的隧道溫度場分布規(guī)律。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置包括自動溫度記錄儀和/或溫度傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)包括襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，其中: 所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括:襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集裝置，安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)外表面的測試點(diǎn)處，用于采集襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；以及 所述數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)包括:襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析裝置，與所述襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集裝置連接，用于根據(jù)所采集的襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的襯砌受力變化規(guī)律。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集裝置包括混凝土表面應(yīng)變計和/或地質(zhì)雷達(dá)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵路隧道狀態(tài)數(shù)據(jù)包括地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)，其中: 所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括:地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集裝置，安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)排水溝、洞口集水井、洞外排水管、洞內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的測試點(diǎn)處，用于采集地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)；以及 所述數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)包括:地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)分析裝置，與所述地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集裝置連接，用于根據(jù)所采集的地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)分析所述鐵路隧道的隧道滲流場分布規(guī)律。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集裝置包括流速流量計、滲壓計、溫度傳感器、和/或水容器。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述洞內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置安裝在所述鐵路隧道的洞內(nèi)圍巖內(nèi)部的測試點(diǎn)包括:將所述溫度傳感器放置在錐狀保護(hù)結(jié)構(gòu)中；以及將所述錐狀保護(hù)結(jié)構(gòu)安裝在所述洞內(nèi)圍巖內(nèi)部的測試點(diǎn)的通孔中并進(jìn)行密封處理。
【文檔編號】E21F17/18GK205477747SQ201521135359
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月31日
【發(fā)明人】趙英光, 呼梟, 何寶華, 馬鳳偉, 張端陽, 史歌
【申請人】中國神華能源股份有限公司, 神華準(zhǔn)池鐵路有限責(zé)任公司, 石家莊鐵道大學(xué)