(72)发明人李铮刘汉龙李自强周泽林杨妮葛垚廖承周刘冒佚李灿李彦霖陈秋羽张璇先佳陈昆萍黄振兴杜进义张航

　　本发明公开了一种新型隧道渗漏水智能化监控系统,该系统主要包括水压力传感器、流速传感器、实时监测仪器、远程数据终端。本发明通过系统的检测装置实现对现场渗漏水情况的全过程动态监测和预警功能,解决了现有技术中隧道渗漏监测需定期到场监测所导致的监测不及时的问题,让渗漏水监测变得更加信息化和智能化。本发明通过多测点的监测方式对隧道进行全方位的监控,其特征在于监测范围广、监测数据准确、监测效率高、抢险反应快、数据处理方便等特点,为及时发现隧底渗漏水病害和维修争取了宝贵了时间,可有效的提高该类病害的处理效率,从而保证隧道的运营结构安全。

　　1.一种新型隧道渗漏水智能化监控系统,包括水压力传感器、流速传感器、实时监测仪器、远程数据终端,其特征在于,所述的水压力传感器安装在围岩与初期支护之间且固定在初支外侧,所述的流速传感器安装在隧道排水盲管内,所述的实时监测仪器安装在二衬外侧边墙上,所述的远程数据终端位于隧道的外部的机房,主要用于接收、存储、处理、分类实时监九游体育,九游体育股份有限公司,九游体育官方网站,九游Sports测仪器传回的数据并形成问题库。

　　2.根据权利要求1所述的新型隧道渗漏水智能化监控系统,其特征在于,水压力传感器和流速传感器分布对称布置在隧的拱顶、边墙以及拱脚位置,该布置方式能够最高效的监测隧道不同位置的渗漏水情况。

　　3.根据权利要求1所述的新型隧道渗漏水智能化监控系统,其特征在于,水压力传感器和流速传感器均属于压阻压力传感器,通过压阻效应来描述传感器受到作用下产生的电阻变化,其特征在于监测精度高、受环境影响小、稳定性强等。

　　4.根据权利要求1所述的新型隧道渗漏水智能化监控系统,其特征在于,各位置的水压力传感器和流速传感器通过传输线分别接入设置在左右边墙的实时监测仪器。

　　5.根据权利要求1所述的新型隧道渗漏水智能化监控系统,其特征在于,实时监测仪器安装在隧道的左右边墙没有安装在拱顶的意图在于随着运营年限的增长以及列车的风荷载导致监测仪器脱落侵限造成安全隐患。

　　6.根据权利要求1所述的新型隧道渗漏水智能化监控系统,其特征在于,实时监测仪器分为上下两个部分,下部内集成了监测设备电源、水压力数据接收模块、流速数据接收模块、摄像红外控制模块、数据传输模块,上部集成了监测设备旋转轴、监测设备旋转平台、红外监测设备、摄像监测设备。

　　7.根据权利要求6所述的监测仪器,其特征在于,水压力数据接收模块、流速数据接收模块主要用于采集水压传感器和流速传感器的数据变化情况,一旦采集的数据发现异常的情况及启动上部的红外摄像设备对断面进行扫描摄像并同时将数据通过数据传输模块传输给远程控制终端,远程控制终端再进行数据的处理和情况的警报。

　　8.根据权利要求7所述的监测仪器,其特征在于,由于隧道渗漏点的隐蔽性和特殊性,扫描设备采用本领域中常用的红外扫描仪,且上部的红外摄像部分采用双向四机的布置方式进行检查,在红外摄像下部安装有转动平台来调节监控的角度,以便远程控制终端做出准确及时的判断。

　　9.根据权利要求1所述的新型隧道渗漏水智能化监控系统,其特征在于,包括以下步骤,

　　S1、分别在拱顶、边墙、拱脚处的初支与围岩间预埋安装好水压力传感器,在盲管中固定好流速传感器,并将左侧三处的水压力传感器和流速传感器的传输线连接入二衬左边墙上的实时监测仪器,将右侧三处的水压力传感器和流速传感器的传输线连接入二衬右边墙上的实时监测仪器,

　　S2、水压力传感器和流速传感器根据预设的采集时间间隔将采集的通过数据传输模块传到隧道外的远程处理终端,

　　S3、远程处理终端根据传回的数据进行分析处理汇出水压变化图以及流速变化图,当水压变化图以及流速变化图出现明显的增减时系统将发出警报并自动拨通负责人电话,同时启动红外摄像仪器部分对断面进行扫描录像获得实时影像资料,

　　S4、负责人手机将收到远程数据终端传来的实时照片和录像,根据现场渗漏水情况及时反应安排人员进行处理。

　　[0001]本发明涉及一种新型隧道渗漏水智能化监控系统,具体的说,是基于水压力传感器、流速传感器、实时监测仪器与远程数据终端结合的隧道渗漏水智能化安全管理系统体系。

　　[0002]目前,针对隧道中出现的渗漏水现象通常是以定期检测,及时维修的方式进行处理,部分隧道也尝试采用智能机械行进装置自动进行隧道渗漏监测,但仍存在以下缺陷,装置长时间运行会较快地消耗其使用寿命,且后期维护运营成本昂贵,采集数据传输时间较长,无法从根本上做到实时监测隧道渗漏水情况,待数据反馈到远程终端时渗漏水情况已经明显加重,从而导致隧道内路面积水,行车环境恶化,甚至对衬砌结构以及隧道内部设施造成影响,降低了隧道的使用寿命。

　　[0003]本发明的目的在于克服上述缺陷,提供一种能够长期使用、便于检修且运营成本适中的隧道渗漏水远程实时监测系统。

　　[0005]一种新型隧道渗漏水智能化监控系统,包括沿隧道左右边墙安装的实时监测仪器,预埋进排水盲管的流速传感器、安装在围岩与初期支护之间且固定在初支外侧的水压力传感器,以及位于隧道外部机房的数据终端和渗漏水病害问题库,所述传感器所采集到的隧道水压力和流速数据通过数据传输线路传至监测设备中,再与红外扫描仪与摄像装置对断面进行扫描摄像生成的扫描图像通过数据传输模块统一打包发送至远程控制终端。在监控室内安装由电子计算机组成的远程处理终端,并建立隧道渗漏水病害问题库,远程处理终端根据传回的数据与问题库内部数据进行对比分析,汇出水压变化图以及流速变化图,当水压变化图以及流速变化图出现明显的增减时系统将发出警报并自动拨通负责人电话,同时启动红外摄像仪器部分对断面进行扫描录像获得第一手的影像资料,负责人手机将收到远程数据终端传来的实时照片和录像,根据现场渗漏水情况和问题库给出的建议及时反应安排人员进行处理。

　　[0006] 水压力传感器和流速传感器分布对称布置在隧道拱顶、边墙以及拱脚位置,对流经排水盲管内部的水流流速和初支与围岩间的水压力进行测量,量程范围分别为0,150MPa和0.02,5.00m/s,并采用进口扩散硅和膜片隔离技术,可以实现整体防水、快速响应。两者共同作用对隧道渗漏水进行数据采集,而后通过传输线将分别数据传入左右边墙的监测设备中。

　　[0007] 优选的,所述传感器既可以选用本文中的电阻式也可以选用振弦式或光纤光栅式,其中光纤光栅式电绝缘性能好,且具有高灵敏度,便于实现对被测信号的远距离监控和与计算机联接,更加推荐使用。

　　[0008] 优选的,所述监测设备通过螺栓紧固的方式安装至隧道左右两侧的边墙处,其上部的旋转平台上安装可拆卸的红外扫描仪与摄像头,便于设备在运营期间损坏可直接进行更换。监测设备下部设有水压力数据接收模块与流速数据接收模块用来接收水压传感器和流速传感器反馈的数据,一旦采集的数据发现异常的情况即启动上部的红外摄像设备对断面进行扫描摄像并同时将数据通过数据传输模块传输给远程控制终端,远程控制终端再进行数据的处理和情况的警报。

　　[0009] 优选的,当远程终端接收到监测数据后,将自动拨通负责人手机号码并把数据上传至隧道渗漏水病害问题库中,将本次数据与库中的数据进行对比分析,综合判断隧道内部渗漏处的病害等级,最终将第一手断面扫描录像的影像资料与问题库给出的渗流水修复建议发送至负责人手机。

　　[001 1] (1)本发明不仅便于实施,价格低廉,而且能够精确测量隧道中的水压、流速、的实时数据,结合渗漏病害特征图与实况录像及时反馈到远程终端进行分析。

　　[0012] (2)本发明在隧道初支与围岩之间和排水盲管内分别布置水压力传感器和流速传感器,并于隧道左右边墙处安装监测设备,通过无线网络进行数据传输,在确保了数据准确性的同时大大加快了数据传输至终端的速度,可以随时对隧道内出现的情况做出反馈,克服了现有技术难以预测渗漏水的弊端。

　　[0013] (3)本发明集水压传感器、流速传感器、红外扫描与摄像装置、数据终端和隧道渗漏病害问题库为一体,使得工作人员可以从手机中直接获得隧道内的水压变化图、流速变化图以及渗漏病害特征图并得到修复建议,无须到达现场就可以对渗漏水情况做出基本判断,且在后续进行修复时也无需对隧道内的水压、流速等信息进行再次测量。

　　[0021] 其中,附图标记所对应的名称, 1‑二衬,2‑盲管,3‑初支,4‑水压计,5‑流速,6‑监测设备(红外和摄像头) ,7‑远程终端(数据库) ,A6‑1监测设备电源,A6‑2水压力计数据接收模块,A6‑3流速数据接收模块,A6‑4摄像红外控制模块,A6‑5数据存储传输模块,B6‑1监测设备旋转轴,B6‑2监测设备旋转平台,B6‑3红外监测设备,B6‑4摄像监测设备。

　　[0022] 下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

　　[0024] 如图1、2所示,本实施例提供了一种新型隧道渗漏水智能化监控系统,该监测系统主要由三部分组成,数据收集装置、监测传输设备、数据终端。其中,数据采集装置由水压传感器、流速传感器、红外扫描和摄像头组成,负责对隧道数据采集,进一步地,将采集的信息通过传输线路传输至监测设备的对应模块中。

　　[0025] 监测装置由红外扫描仪与摄像头组成,在二次衬砌混凝土浇筑完成后将监测设备安装到隧道左右两侧边墙处,根据传感器反馈的数据变化对隧道断面进行扫描,并通过数据传输模块将隧道渗漏处的水压、流速变化及渗漏病害特征图像发送至远程终端。

　　[0026] 数据终端,即对收到的隧道的水压、流速数据及渗漏病害特征图进行分析,数据终端的数据接收通过无线数据传输实现。数据终端可选用计算机,数据终端一般设置在监控室,属于后台设备。数据终端对水压、流速及渗漏病害特征图的分析主要为分析温差值和水压、流速变化值,并采用渗漏水病害问题库对数据进行储存,若隧道内壁某处水压与温差同时超出预设值,则发出警报,并将此处的实时监测数据与修复建议发送至工作人员处。

　　[0027] 另外,本实施例提供了一种新型隧道渗漏水远程实时监测系统,具体步骤如下,

　　[0028] S1、分别在拱顶、边墙、拱脚处的初支与围岩间预埋安装好水压力传感器,在盲管中固定好流速传感器,并将左侧三处的水压力传感器和流速传感器的传输线连接入二衬左边墙上的实时监测仪器,将右侧三处的水压力传感器和流速传感器的传输线连接入二衬右边墙上的实时监测仪器,

　　[0029] S2、水压力传感器和流速传感器根据预设的采集时间间隔将采集的通过数据传输模块传到隧道外的远程处理终端,

　　[0030] S3、在施工过程中,根据隧道所处地下水环境实际情况设置监测系统中监测设备的安装间距,

　　[0031] S4、远程处理终端根据传回的数据进行分析处理汇出水压变化图以及流速变化图,当水压变化图以及流速变化图出现明显的增减时系统将发出警报并自动拨通负责人电话,同时启动红外摄像仪器部分对断面进行扫描录像获得第一手的影像资料,

　　[0032] S5、当警报发送给管理人员时,数据终端将水压、流速变化图与渗漏病害特征图同步上传至隧道渗漏病害问题库中进行对比分析并储存,进一步问题库提出建议方案,

　　[0033] S6、负责人手机将收到远程数据终端传来的实时照片和录像,根据现场渗漏水情况结合问题库提出的修复建议及时反应安排人员进行处理。