隧道安全三维监测装置

专利摘要:
本实用新型涉及安全监测的技术领域，公开了隧道安全三维监测装置，包括后台控制中心以及拱顶弯曲条，后台控制中心建立有隧道的可视化的三维模型，拱顶层的内部设有弯曲槽位，拱顶弯曲条置于弯曲槽位中，且抵接着弯曲槽位的顶部，与弯曲槽位的底部之间具有间隔；拱顶弯曲条的两端分别连接有拱顶压力传感器，拱顶压力传感器固定在侧边层的顶部；拱顶压力传感器将监测数据嵌入在三维模型中显示；通过在拱顶层设置拱顶弯曲条，使得拱顶弯曲条与拱顶层结合为一体，通过两个拱顶压力传感器监测拱顶弯曲条的端部压力数据，进而监测拱顶层的状态，且通过嵌入在三维模型中显示，可以直观观测，实现对隧道的精准监测以及预警监测。
公开号:CN214333863U
申请号:CN202023165039.9U
申请日:2020-12-24
公开日:2021-10-01
发明作者:黄小芳；张宪彬；彭晓钢；李有志；周思雄；谢应豪
申请人:Shenzhen Tianjian Engineering Technology Co ltd；
IPC主号:G01D21-02

专利说明:
[n0001] 本实用新型专利涉及安全监控的技术领域，具体而言，涉及隧道安全三维监测装置。
[n0002] 隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道。1970年国际经济合作与发展组织召开的隧道会议综合了各种因素，对隧道所下的定义为：“以某种用途、在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2平方米的洞室。”
[n0003] 目前，随着技术的发展，隧道已经是很常见及常运用的建筑，隧道中具有供车辆等通过的隧洞，隧洞覆盖有支撑层，这样，则基本形成隧道的主体结构，由于隧洞的上方是大量的土体等等，由于环境的变化以及随着时间的推移，隧洞上的支撑层会发生变形等等，甚至出现支撑层坍塌的现象，因此，需要对隧道进行安全监测。
[n0004] 现有技术中，对于隧道的安全监测，均通过摄像头进行监测，这样，不仅存在监测不准确的缺陷，且难以实现预警的功能。
[n0005] 本实用新型的目的在于提供隧道安全三维监测装置，旨在解决现有技术中，隧道安全监测难以实现预警的问题。
[n0006] 本实用新型是这样实现的，隧道安全三维监测装置，隧道包括隧洞以及设置在隧洞侧壁上的支撑层，所述支撑层包括拱顶层以及侧边层；所述隧道安全三维监测装置包括后台控制中心以及拱顶弯曲条，所述后台控制中心建立有隧道的可视化的三维模型，所述拱顶层的内部设有弯曲槽位，所述弯曲槽位沿着拱顶层的弯曲方向延伸布置，所述拱顶弯曲条置于弯曲槽位中，且抵接着弯曲槽位的顶部，与弯曲槽位的底部之间具有间隔，所述拱顶弯曲条沿着所述拱顶层的弯曲方向延伸布置；所述拱顶弯曲条的两端分别连接有拱顶压力传感器，所述拱顶压力传感器固定在侧边层的顶部；所述拱顶压力传感器通过无线网络与后台控制中心通讯，并将监测数据嵌入在三维模型中显示。
[n0007] 进一步的，所述拱顶弯曲条的两端分别形成有平整状的抵接面，所述拱顶压力传感器具有平整状的受压面，所述抵接面对接在所述受压面上。
[n0008] 进一步的，所述抵接面的外周朝外延伸有多个抵接平条，多个所述抵接平条环绕抵接面的外周间隔布置，所述抵接平条抵接在所述受压面；所述抵接平条与平整面的连接处设置有限制抵接平条相对于拱顶弯曲条受压弯折的加固筋板，所述加固筋板分别与抵接平条及拱顶弯曲条连接。
[n0009] 进一步的，所述弯曲槽位的底部上设有多个拱顶弹性条，多个所述拱顶弹性条沿着弯曲槽位的延伸方向间隔布置；所述拱顶弹性条抵接着拱顶弯曲条，所述拱顶弹性条中设有拱顶位移计，所述拱顶弹性条处于预压收缩状态。
[n0010] 进一步的，所述拱顶层的前部及后部分别设有支撑着倾斜土体的倾斜段；所述倾斜段的上部设有设置有安装槽，所述安装槽中转动布置的转动杆，所述转动杆的中部铰接布置，所述转动杆的两端控制布置；所述转动杆的两个端部分别设有转动传感器，所述安装槽的开口覆盖有胶层，所述胶层封闭所述安装槽的开口。
[n0011] 进一步的，所述转动杆的底部抵接在安装槽的底部。
[n0012] 进一步的，所述转动杆的底部朝下凸设有多个半球状的凸起，所述凸起抵接在所述安装槽的底部。
[n0013] 进一步的，所述胶层呈松弛状。
[n0014] 进一步的，所述支撑层包括位于隧洞底部的地下层，所述地下层的侧边设有积水槽，所述积水槽的底部设有有排水通道，所述积水槽中设有至浮球，所述积水槽的上方设置有触发器，当所述浮球朝上抵接着触发器时，所述触发器启动。
[n0015] 进一步的，所述侧边层具有朝向土体的外侧壁，所述外侧壁上设置有朝外开口的槽位，所述槽位的具有底侧壁，沿着土体至侧边层的延伸方向，所述底侧壁朝上倾斜布置，所述底侧壁上贴附有侧边压力传感器。
[n0016] 与现有技术相比，本实用新型提供的隧道安全三维监测装置，通过在拱顶层设置拱顶弯曲条，使得拱顶弯曲条与拱顶层结合为一体，通过两个拱顶压力传感器监测拱顶弯曲条的端部压力数据，进而监测拱顶层的状态，且通过嵌入在三维模型中显示，可以直观观测，实现对隧道的精准监测以及预警监测。
[n0017] 图1是本实用新型提供的隧道安全三维监测装置的主视示意图；
[n0018] 图2是图1中的A处放大示意图；
[n0019] 图3是本实用新型提供的拱顶弯曲条的抵接面的主视示意图；
[n0020] 图4是本实用新型提供的安装槽与转动杆配合的主视示意图。
[n0021] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[n0022] 以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。
[n0023] 本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[n0024] 参照图1-4所示，为本实用新型提供的较佳实施例。
[n0025] 隧道安全三维监测装置，隧道包括隧洞以及设置在隧洞侧壁上的支撑层，支撑层包括拱顶层104以及侧边层102，通过支撑层支撑着土体101的挤压。
[n0026] 隧道安全三维监测装置包括后台控制中心以及拱顶弯曲条200，后台控制中心建立有隧道的可视化的三维模型，拱顶层104的内部设有弯曲槽位108，弯曲槽位108沿着拱顶层104的弯曲方向延伸布置，拱顶弯曲条200置于弯曲槽位108中，且抵接着弯曲槽位108的顶部，与弯曲槽位108的底部之间具有间隔，拱顶弯曲条200沿着所述拱顶层104的弯曲方向延伸布置；通过设置弯曲槽位108，可以将拱顶弯曲条200设置在其内部，并且抵接着弯曲槽位108的顶部，与拱顶层104结合为一体。
[n0027] 拱顶弯曲条200的两端分别连接有拱顶压力传感器203，拱顶压力传感器203固定在侧边层102的顶部；拱顶压力传感器203通过无线网络与后台控制中心通讯，并将监测数据嵌入在三维模型中显示。当拱顶层104发生沉降等形变时，拱顶弯曲条200会随之发生形变，这样，拱顶弯曲条200两端的拱顶压力传感器203的压力数据则会发生变化。
[n0028] 上述提供的隧道安全三维监测装置，通过在拱顶层104设置拱顶弯曲条200，使得拱顶弯曲条200与拱顶层104结合为一体，通过两个拱顶压力传感器203监测拱顶弯曲条200的端部压力数据，进而监测拱顶层104的状态，且通过嵌入在三维模型中显示，可以直观观测，实现对隧道的精准监测以及预警监测。
[n0029] 拱顶弯曲条200的两端分别形成有平整状的抵接面202，拱顶压力传感器203具有平整状的受压面，抵接面202对接在受压面上。这样，可以使得拱顶弯曲条200的端部与拱顶压力传感器203的受压面稳固平整抵接，较为准确的监测拱顶弯曲条200随着变形的压力数据变化。
[n0030] 抵接面202的外周朝外延伸有多个抵接平条201，多个抵接平条201环绕抵接面202的外周间隔布置，抵接平条201抵接在受压面；抵接平条201与平整面的连接处设置有限制抵接平条201相对于拱顶弯曲条200受压弯折的加固筋板，加固筋板分别与抵接平条201及拱顶弯曲条200连接。
[n0031] 通过设置抵接平条201，拱顶压力传感器203可以监测抵接平条201的压力数据，且抵接平条201环绕在抵接面202的外周布置，这样，通过监测各个抵接平条201的压力数据差异，则可以监测拱顶弯曲条200的变形方向等，进而监测拱顶层104的变形方向。
[n0032] 弯曲槽位108的底部上设有多个拱顶弹性条203，多个拱顶弹性条203沿着弯曲槽位108的延伸方向间隔布置；拱顶弹性条203抵接着拱顶弯曲条200，拱顶弹性条203中设有拱顶位移计，拱顶弹性条203处于预压收缩状态。
[n0033] 这样，当拱顶弯曲条200变形时，对应的变形位置抵压着拱顶弹性条203变形，从而带动拱顶弹性条203内部的拱顶位移计的移动，这样，则可以监测拱顶层104的变形位移。
[n0034] 拱顶层104的前部及后部分别设有支撑着倾斜土体101的倾斜段，这样，土体101对倾斜段施加倾斜状的压力，如隧道的前端及后端。倾斜段的上部设有设置有安装槽300，安装槽300中转动布置的转动杆301，转动杆301的中部铰接布置，转动杆301的两端控制布置；转动杆301的两个端部分别设有转动传感器，安装槽300的开口覆盖有胶层，胶层封闭安装槽300的开口。
[n0035] 当土体101发生移动时，如滑坡等等，土体101抵压在胶层上，进而带动转动杆301绕着中部转动，通过角度传感器则可以监测土体101的位移，且通过转动杆301的转动方向，可以监测土体101的位移方向。
[n0036] 转动杆301的底部抵接在安装槽300的底部。这样，便于土体101通过挤压胶层带动转动杆301的转动，通过设置胶层，可以防止土体101进入安装槽300中。
[n0037] 转动杆301的底部朝下凸设有多个半球状的凸起，凸起抵接在安装槽300的底部，这样，转动杆301通过凸起与安装槽300的底部抵接，在土体101的挤压下，便于转动杆301的转动。
[n0038] 胶层呈松弛状，这样，便于土体101挤压胶层，进而通过胶层的变形挤压带动转动杆301的转动。
[n0039] 支撑层包括位于隧洞底部的地下层103，地下层103的侧边设有积水槽107，积水槽107的底部设有有排水通道，积水槽107中设有至浮球106，积水槽107的上方设置有触发器105，当浮球106朝上抵接着触发器105时，触发器105启动。
[n0040] 当隧道的地下层103发生积水时，积水槽107中的水位逐渐上升，浮球106也随之上升，进而抵接着触发器105，启动触发器105，监测隧道的积水情况。当隧道内发生局部积水时，水可能会积累在积水槽107中，在这样的情况下，由于水没有持续性的积累，积水槽107中的水则会通过排水通道排走，进而不会启动触发器105，避免了由于局部积水导致误启动触发器105的现象。
[n0041] 侧边层102具有朝向土体101的外侧壁，外侧壁上设置有朝外开口的槽位108，槽位108的具有底侧壁，沿着土体101至侧边层102的延伸方向，底侧壁朝上倾斜布置，底侧壁上贴附有侧边压力传感器109。
[n0042] 通过设置侧边压力传感器109，监测土体101对侧边层102的压力，且槽位108的底侧壁朝上倾斜布置，由于土体101对侧边层102的挤压力呈倾斜状，这样，通过将槽位108的底侧壁朝上倾斜布置，可以使得压力传感器更为准确监测土体101对侧边层102的压力数据。
[n0043] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替环和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.隧道安全三维监测装置，其特征在于，隧道包括隧洞以及设置在隧洞侧壁上的支撑层，所述支撑层包括拱顶层以及侧边层；所述隧道安全三维监测装置包括后台控制中心以及拱顶弯曲条，所述后台控制中心建立有隧道的可视化的三维模型，所述拱顶层的内部设有弯曲槽位，所述弯曲槽位沿着拱顶层的弯曲方向延伸布置，所述拱顶弯曲条置于弯曲槽位中，且抵接着弯曲槽位的顶部，与弯曲槽位的底部之间具有间隔，所述拱顶弯曲条沿着所述拱顶层的弯曲方向延伸布置；所述拱顶弯曲条的两端分别连接有拱顶压力传感器，所述拱顶压力传感器固定在侧边层的顶部；所述拱顶压力传感器通过无线网络与后台控制中心通讯，并将监测数据嵌入在三维模型中显示。
[0002] 2.如权利要求1所述的隧道安全三维监测装置，其特征在于，所述拱顶弯曲条的两端分别形成有平整状的抵接面，所述拱顶压力传感器具有平整状的受压面，所述抵接面对接在所述受压面上。
[0003] 3.如权利要求2所述的隧道安全三维监测装置，其特征在于，所述抵接面的外周朝外延伸有多个抵接平条，多个所述抵接平条环绕抵接面的外周间隔布置，所述抵接平条抵接在所述受压面；所述抵接平条与平整面的连接处设置有限制抵接平条相对于拱顶弯曲条受压弯折的加固筋板，所述加固筋板分别与抵接平条及拱顶弯曲条连接。
[0004] 4.如权利要求3所述的隧道安全三维监测装置，其特征在于，所述弯曲槽位的底部上设有多个拱顶弹性条，多个所述拱顶弹性条沿着弯曲槽位的延伸方向间隔布置；所述拱顶弹性条抵接着拱顶弯曲条，所述拱顶弹性条中设有拱顶位移计，所述拱顶弹性条处于预压收缩状态。
[0005] 5.如权利要求1至4任一项所述的隧道安全三维监测装置，其特征在于，所述拱顶层的前部及后部分别设有支撑着倾斜土体的倾斜段；所述倾斜段的上部设有设置有安装槽，所述安装槽中转动布置的转动杆，所述转动杆的中部铰接布置，所述转动杆的两端控制布置；所述转动杆的两个端部分别设有转动传感器，所述安装槽的开口覆盖有胶层，所述胶层封闭所述安装槽的开口。
[0006] 6.如权利要求5所述的隧道安全三维监测装置，其特征在于，所述转动杆的底部抵接在安装槽的底部。
[0007] 7.如权利要求6所述的隧道安全三维监测装置，其特征在于，所述转动杆的底部朝下凸设有多个半球状的凸起，所述凸起抵接在所述安装槽的底部。
[0008] 8.如权利要求5所述的隧道安全三维监测装置，其特征在于，所述胶层呈松弛状。
[0009] 9.如权利要求1至4任一项所述的隧道安全三维监测装置，其特征在于，所述支撑层包括位于隧洞底部的地下层，所述地下层的侧边设有积水槽，所述积水槽的底部设有有排水通道，所述积水槽中设有至浮球，所述积水槽的上方设置有触发器，当所述浮球朝上抵接着触发器时，所述触发器启动。
[0010] 10.如权利要求1至4任一项所述的隧道安全三维监测装置，其特征在于，所述侧边层具有朝向土体的外侧壁，所述外侧壁上设置有朝外开口的槽位，所述槽位的具有底侧壁，沿着土体至侧边层的延伸方向，所述底侧壁朝上倾斜布置，所述底侧壁上贴附有侧边压力传感器。

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202023165039.9U|CN214333863U|2020-12-24|2020-12-24|隧道安全三维监测装置|CN202023165039.9U| CN214333863U|2020-12-24|2020-12-24|隧道安全三维监测装置|