專利名稱：一種隧道施工用遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種檢測控制設(shè)備，尤其是涉及一種隧道施工用遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速的發(fā)展，城市對用電的需求日益增加，在城市當(dāng)中將修建越多的電力電纜隧道。城市中新建電力電纜隧道工程的一個特點是需要穿越大量的既有建(構(gòu))筑物。隨著地下穿越工程的發(fā)展，電力隧道上穿和下穿既有結(jié)構(gòu)的擾動影響越來越受到重視，特別是在城市繁華地段的隧道施工，對電力隧道地下穿越工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工進(jìn)行全方面的研究，分析和解決在各個過程中出現(xiàn)的問題和難點，已成為隧道建設(shè)的迫切要求。在地下工程領(lǐng)域，監(jiān)控量測技術(shù)不僅對計算理論，而且對整個工程施工技術(shù)水平產(chǎn)生了巨大和深刻的影響。早在60年代初期，工程界就開展了以地下洞室開挖支護(hù)過程中，洞壁圍巖收斂-位移量測為基礎(chǔ)、以反分析為導(dǎo)向的新奧法隧道施工新技術(shù)的研究和實踐，在公路、鐵道、水利水電、煤炭、采礦等領(lǐng)域取得了成功。新奧法以局部的和實時的量測信息作為依據(jù)，通過力學(xué)分析計算確定結(jié)構(gòu)和巖土介質(zhì)的物理參數(shù)以及所滿足的本構(gòu)方程，以及地層初始地應(yīng)力分布，在此基礎(chǔ)上對全局的和后期的變形及受力進(jìn)行預(yù)測和估算。來自施工現(xiàn)場的量測數(shù)據(jù)中包含了結(jié)構(gòu)與土層、甚至施工影響等復(fù)雜因素，對于認(rèn)識和把握地下結(jié)構(gòu)這樣特殊和復(fù)雜的工程的規(guī)律性是很必要的。同時，工程的順利開展對現(xiàn)場量測的準(zhǔn)確性和精確度提出更高的要求。在此意義上，現(xiàn)場量測已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原來一般工程勘察的涵義和覆蓋范圍，而成為工程設(shè)計和施工的一部分。目前，隧道結(jié)構(gòu)的計算理論仍很不完善，為了了解在施工過程中，隧道結(jié)構(gòu)的受力情況和土體的應(yīng)力和變形，測試與監(jiān)控技術(shù)就顯得十分重要。隧道的特殊性在于它是修筑在地下中的線狀建筑物，因而事前獲得的資料，無論在質(zhì)或量上都是有限的。通過量測，掌握開挖過程中隧道產(chǎn)生的變形、動態(tài)就容易很多。這樣就有可能在根據(jù)觀察的經(jīng)驗判斷的基礎(chǔ)上加上根據(jù)力學(xué)的分析，從而可以要求根據(jù)施工中的觀察和量測來修改設(shè)計和施工方法。在隧道建設(shè)中為了確保工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性，正確掌握因開挖而引起隧道周圍巖土體的動態(tài)變化就更加重要。對工程安全性的認(rèn)識，不僅是確認(rèn)隧道本身建筑物的安全性，而且還必須掌握隧道施工對周圍建筑物的影響。在隧道施工的過程中，可以使用各種類型的儀表和工具，對巖土體的位移變形、應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行量測，這就是現(xiàn)場監(jiān)測。與一般的工程測試相比，隧道工程中的現(xiàn)場量測具有特殊重要的作用。隨著隧道工程規(guī)模的越來越大，對巖土體及周圍建(構(gòu))筑物的量測技術(shù)得到了迅速發(fā)展，量測監(jiān)控已逐步成為隧道工程的先導(dǎo)技術(shù)，成為安全施工與科學(xué)管理不可缺少的重要手段。隧道監(jiān)測涉及大量的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)的管理和歸檔也是很復(fù)雜的工作。在隧道現(xiàn)場監(jiān)測過程中，由于現(xiàn)場施工環(huán)境條件的影響、監(jiān)測人員自身素養(yǎng)的參差不齊等各種可預(yù)見或不可預(yù)見的因素，所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)存在較大的離散性和誤差，甚至?xí)杉藉e誤的數(shù)據(jù)。在實際應(yīng)用中，必須進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)處理，獲得能準(zhǔn)確反映實際情況的典型曲線，找出量測數(shù)據(jù)隨時間或空間變化的規(guī)律并推算量測數(shù)據(jù)的極值，同時及時預(yù)測其發(fā)展變化趨勢，以利于評價安全性和經(jīng)濟(jì)合理性等，為設(shè)計和施工提供重要參考信息。隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)和Web技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們生產(chǎn)和生活中。將數(shù)據(jù)庫技術(shù)和Web技術(shù)應(yīng)用到隧道監(jiān)測中，可以大量存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)不易丟失，更重要的是及時整理分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成監(jiān)測數(shù)據(jù)變化曲線和監(jiān)測報表，必要時可以自動預(yù)警，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)監(jiān)測信息的無障礙溝通，不僅提高隧道監(jiān)測的工作效率和準(zhǔn)確度，節(jié)省大量人力物力，而且有關(guān)各方可以及時了解隧道監(jiān)測工作情況和監(jiān)測成果，針對現(xiàn)場情況及時采取適當(dāng)措施，為隧道安全順利施工做好服務(wù)。目前，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，可以建立針對施工監(jiān)測的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，進(jìn)而通過數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理，在施工過程中充分利用監(jiān)測數(shù)據(jù)來了解施工的動態(tài)信息，隨時了解隧道施工狀況及確定工程參數(shù)，并將這些信息及時反饋于設(shè)計和施工決策。監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)已經(jīng)成為監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的一種新趨勢和方向。數(shù)據(jù)庫技術(shù)和Web技術(shù)相結(jié)合運用到土木工程監(jiān)測已經(jīng)成為一個新的發(fā)展方向。 國內(nèi)外學(xué)者和專家對監(jiān)測數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行了研究，開發(fā)了一些應(yīng)用于大型工程實踐的監(jiān)測管理系統(tǒng)，并取得了很好的社會效果和經(jīng)濟(jì)效果。鄺明(1996)介紹了一個用于交通隧道施工信息監(jiān)測的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，系統(tǒng)開發(fā)了觀測檔案、量測數(shù)據(jù)輸入、對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析、超限報警以及可隨時查詢、輸出打印等功能，緊密結(jié)合隧道規(guī)范中關(guān)于現(xiàn)場量測的有關(guān)規(guī)定，輸入輸出方式符合規(guī)范要求。吳金華等(1999)開發(fā)了地下工程施工安全的監(jiān)測資料處理系統(tǒng)(IDEAL)。該系統(tǒng)除可判讀、修正及調(diào)整監(jiān)測資料之外，當(dāng)監(jiān)測資料出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時，還可以顯示一系列的相關(guān)信息，引進(jìn)工程師采取必要的因應(yīng)措施，必要時還可啟動預(yù)警通報系統(tǒng)，將信息即時傳達(dá)至所有相關(guān)單位。同濟(jì)大學(xué)的朱合華、李元海(2002)對巖土工程施工監(jiān)測信息系統(tǒng)進(jìn)行了研究，以隧道、基坑、邊坡工程施工為應(yīng)用對象，引入了 GIS全新思想，實現(xiàn)了以測點地圖為中心的查詢和數(shù)據(jù)輸入輸出的雙向可視化，并提供監(jiān)測概預(yù)算和圖形報表等完整的實用工具。于新、黃曉明(2002)開發(fā)了道路實驗數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，并具體介紹了系統(tǒng)開發(fā)的思路和系統(tǒng)總體規(guī)劃，對系統(tǒng)最主要的三個功能模塊數(shù)據(jù)處理模塊、查詢與報表模塊以及數(shù)據(jù)變更模塊的主要開發(fā)思路和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡明。周國浩、郝迎吉等(2003)開發(fā)了激光隧道圍巖位移遠(yuǎn)程實時監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)可進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析處理、變化曲線的繪制、數(shù)據(jù)庫管理和查詢分析、圖表顯示和報表的打印輸出；還可按照用戶的具體要求作進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析處理，系統(tǒng)可用于巖土邊坡、基坑、大壩、建筑物及橋梁等的位移監(jiān)測。同濟(jì)大學(xué)的劉國彬、侯劍鋒(2003)從地鐵工程的信息化出發(fā)，結(jié)合上海地鐵遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)和自動監(jiān)測系統(tǒng)，對地鐵信息化施工進(jìn)行了研究，研制了自動監(jiān)測系統(tǒng)，研究了基坑工程中監(jiān)測數(shù)據(jù)警戒值的設(shè)定方法以及在數(shù)據(jù)警戒后的處理方法。謝定松、薛貴玉(2003)研究了基于Client/Server結(jié)構(gòu)的大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，探討了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理平臺、開發(fā)工具、人機(jī)界面、開發(fā)步驟、幫助系統(tǒng)制作、數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)、測值過程線的繪制和報表制作的方法等，并且結(jié)合實際工程，運用VB、Oracle數(shù)據(jù)庫和Excel研制開發(fā)了緊水灘和石塘水電站大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。林勇(2003)開發(fā)了公路隧道監(jiān)控量測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)基于ACCeSS2000、VB和DAO數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，系統(tǒng)實現(xiàn)了量測數(shù)據(jù)的自動轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)管理功能，確保了量測數(shù)據(jù)的完整和準(zhǔn)確性，提高了工作效率，通過對隧道施工中的時間效應(yīng)和空間效應(yīng)的分析，判斷圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從錨桿軸力分布圖確定錨桿的適宜長度，該系統(tǒng)在公路隧道的圍巖穩(wěn)定性分析方面有著重要的作用。伍毅敏、呂康成(2004)應(yīng)用激光技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)開發(fā)了隧道位移實時監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了隧道位移的高精度、自動、實時和遠(yuǎn)程量測，系統(tǒng)界面友好、操作簡便，集實時采集、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)應(yīng)用等功能于一體，可以實時采集、顯示和存儲數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶要求瀏覽、查詢數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)報表，系統(tǒng)還對灰色系統(tǒng)理論進(jìn)行隧道位移發(fā)展的短期預(yù)
測、最終下沉預(yù)測進(jìn)行了系統(tǒng)地研究，實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確預(yù)測隧道位移發(fā)展的目的。華南理工大學(xué)的陳輝(2004)開發(fā)的高速公路邊坡數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(ESDBMS)，采用SQL Server2000數(shù)據(jù)庫和Delphi 6. O的ADO數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，利用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫訪問的支持，組建了高速公路邊坡數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了快速地瀏覽和查詢高速公路邊坡信息，為高速公路邊坡的設(shè)計、建設(shè)和管理服務(wù)。蕭富元、李國榮、楊黃政和劉俊杰(2006)研究了基于資料采集、儲存、分析及顯示的信息化系統(tǒng)，開發(fā)了可以進(jìn)行地質(zhì)與監(jiān)測等相關(guān)資料數(shù)據(jù)化采集、資料庫化儲存、自動化分析與展示等信息化處理的信息化系統(tǒng)，建立了咨詢平臺，利用網(wǎng)際網(wǎng)路及通訊技術(shù)，實現(xiàn)了將分布于偏遠(yuǎn)山區(qū)的三個工地現(xiàn)場資料傳會主辦公室統(tǒng)計掌控，并且可隨時調(diào)閱現(xiàn)場地質(zhì)或監(jiān)測資料。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種使用方便、適用范圍廣泛的隧道施工用遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)。本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種隧道施工用遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，該測控系統(tǒng)包括監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)檢測設(shè)備、主服務(wù)器及終端機(jī)構(gòu)，所述的監(jiān)測數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)檢測設(shè)備信號連接，所述的主服務(wù)器與數(shù)據(jù)檢測設(shè)備經(jīng)線路連接，所述的終端機(jī)構(gòu)與主服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接。所述的主服務(wù)器由用戶管理服務(wù)器、系統(tǒng)功能服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)器構(gòu)成。所述的用戶管理服務(wù)器為分別管理普通用戶、高級用戶、一般管理員及高級管理員的分級管理服務(wù)器。所述的系統(tǒng)功能服務(wù)器為對隧道斷面配置檢查并進(jìn)行預(yù)測報警的服務(wù)器。所述的數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)器為對數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)、恢復(fù)及備份的服務(wù)器。所述的終端機(jī)構(gòu)為PC機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型使用方便，并且能夠?qū)λ淼赖氖┕すr、斷面監(jiān)測以及隧道的變形數(shù)據(jù)、地表建筑物和地下管線的位移數(shù)據(jù)等都可以進(jìn)行實時檢測，不僅可以看到隧道監(jiān)測數(shù)據(jù)，而且也可以實時查詢到隧道具體施工概況，必要時結(jié)合施工情況整理和分析監(jiān)測數(shù)據(jù)；監(jiān)測斷面信息應(yīng)該適用于隧道所有監(jiān)測斷面，監(jiān)測項目包括地表建筑物位移、洞周收斂、拱頂下沉、土壓力、孔隙水壓力等等，通過斷面類型、監(jiān)測項目和斷面里程區(qū)別所有監(jiān)測內(nèi)容。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例一種隧道施工用遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖I所示，該測控系統(tǒng)包括監(jiān)測數(shù)據(jù)庫
I、數(shù)據(jù)檢測設(shè)備2、主服務(wù)器3及終端機(jī)構(gòu)4，監(jiān)測數(shù)據(jù)庫I與數(shù)據(jù)檢測設(shè)備2信號連接，主 服務(wù)器3與數(shù)據(jù)檢測設(shè)備2經(jīng)線路連接，終端機(jī)構(gòu)4與主服務(wù)器3經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接。其中，主服務(wù)器3由用戶管理服務(wù)器、系統(tǒng)功能服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)器構(gòu)成，用戶管理服務(wù)器為分別管理普通用戶、高級用戶、一般管理員及高級管理員的分級管理服務(wù)器，系統(tǒng)功能服務(wù)器為對隧道斷面配置檢查并進(jìn)行預(yù)測報警的服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)器為對數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)、恢復(fù)及備份的服務(wù)器。終端機(jī)構(gòu)4為PC機(jī)。本實用新型從工程實踐出發(fā)，將隧道工程監(jiān)測中的時間、斷面、測點、測線、數(shù)字等信息，總結(jié)成監(jiān)測斷面-測線-測點的組織方式。(I)施工工況將隧道的施工工況信息納入本實用新型中，用戶不僅可以看到隧道監(jiān)測數(shù)據(jù)，而 且也可以實時查詢到隧道具體施工概況，必要時結(jié)合施工情況整理和分析監(jiān)測數(shù)據(jù)。(2)監(jiān)測斷面監(jiān)測斷面信息應(yīng)該適用于隧道所有監(jiān)測斷面，監(jiān)測項目包括地表建筑物位移、洞周收斂、拱頂下沉、土壓力、孔隙水壓力等等，通過斷面類型、監(jiān)測項目和斷面里程區(qū)別所有監(jiān)測內(nèi)容，以進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，斷面埋設(shè)時間是監(jiān)測斷面的基本信息之一，而且還包括了監(jiān)測斷面的示意圖，以及關(guān)于斷面和示意圖的文字描述。(3)隧道變形數(shù)據(jù)為檢驗設(shè)計、施工方法和為管道頂進(jìn)后續(xù)施工的安全性及時提供指導(dǎo)，在管道內(nèi)布設(shè)收斂變形量測裝置，用以測定橢圓度。方法為用膨脹螺絲形成測點，并用收斂計量測管道內(nèi)壁的相對變形。預(yù)計管道收斂量約為O. 06 O. 30mm，故擬采用進(jìn)口收斂計量測，精度為O. Olmm0監(jiān)測現(xiàn)場溫度對量測結(jié)果會有所影響，可以通過溫度進(jìn)行修正，每次量測記錄現(xiàn)場溫度，溫度修正參數(shù)即線膨脹系數(shù)單位為/°C，收斂計讀數(shù)分為鋼尺讀數(shù)和表盤讀數(shù)，為消除偶然誤差，采用三次讀數(shù)取平均值的方法，鋼尺讀數(shù)單位為米，表盤讀數(shù)單位為毫米，表盤平均讀數(shù)為三次讀數(shù)算術(shù)平均值，是否初值為計算收斂位移作為初值的標(biāo)識，有時疏忽錄入錯誤數(shù)據(jù)，可以通過是否刪除對輸入的數(shù)據(jù)標(biāo)識，刪除的數(shù)據(jù)仍然存在管理系統(tǒng)中，但是不參與收斂位移計算。(4)地表建筑物位移數(shù)據(jù)以全站儀和水準(zhǔn)儀為量測儀器，設(shè)計了測量地表建筑位移數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。全站儀讀取盤左和盤右讀數(shù)，水準(zhǔn)儀讀取兩個測回讀數(shù)，兩種儀器的量測數(shù)據(jù)采用不同數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。是否初值和是否刪除含義同上。[0045](5)地下管線位移數(shù)據(jù)設(shè)計了基于全站儀和水準(zhǔn)儀量測的地下管線位移監(jiān)測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。X盤左為全站儀 盤左時X方向讀數(shù)，Y盤左等同理，X均值為X盤左和X盤右的算術(shù)平均值，水準(zhǔn)儀讀取兩個測回讀數(shù)，兩種儀器的量測數(shù)據(jù)采用不同數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。是否初值和是否刪除含義同上。
權(quán)利要求1.一種隧道施工用遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，其特征在于，該測控系統(tǒng)包括監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)檢測設(shè)備、主服務(wù)器及終端機(jī)構(gòu)，所述的監(jiān)測數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)檢測設(shè)備信號連接，所述的主服務(wù)器與數(shù)據(jù)檢測設(shè)備經(jīng)線路連接，所述的終端機(jī)構(gòu)與主服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種隧道施工用遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述的主服務(wù)器由用戶管理服務(wù)器、系統(tǒng)功能服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)器構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種隧道施工用遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述的用戶管理服務(wù)器為分別管理普通用戶、高級用戶、一般管理員及高級管理員的分級管理服務(wù)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種隧道施工用遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)功能服務(wù)器為對隧道斷面配置檢查并進(jìn)行預(yù)測報警的服務(wù)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種隧道施工用遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)器為對數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)、恢復(fù)及備份的服務(wù)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種隧道施工用遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述的終端機(jī)構(gòu)為PC機(jī)。
專利摘要本實用新型涉及一種隧道施工用遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，包括監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)檢測設(shè)備、主服務(wù)器及終端機(jī)構(gòu)，監(jiān)測數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)檢測設(shè)備信號連接，主服務(wù)器與數(shù)據(jù)檢測設(shè)備經(jīng)線路連接，終端機(jī)構(gòu)與主服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型使用方便，并且能夠?qū)λ淼赖氖┕すr、斷面監(jiān)測以及隧道的變形數(shù)據(jù)、地表建筑物和地下管線的位移數(shù)據(jù)等都可以進(jìn)行實時檢測。
文檔編號G05B19/418GK202548622SQ201220116459
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者何真珍, 張偉, 楊文威, 陸小龍 申請人:上海久隆電力科技有限公司, 上海市電力公司