一種用樹年輪表示的隧道監控量測量預警方法
2023-04-24 06:38:36
專利名稱：一種用樹年輪表示的隧道監控量測量預警方法
技術領域：
本發明涉及公路隧道監控量測預警技術領域，具體涉及一種用樹年輪表示的隧道監控量測量預警方法。
背景技術：
隨著我國高等級公路建設的發展，公路隧道的規模在增大，數量在增加。新奧法由於設計施工的科學性和先進性，在公路隧道工程中得到了廣泛的運用。新奧法施工的一個核心內容就是在施工過程中對圍巖的穩定性和支護體系的力學行為進行監控量測，以達到修正設計和指導安全施工的目的。隧道施工過程中使用各種類型的儀表和工具，對圍巖和支護、襯砌的力學行為以及它們之間的力學關係進行量測和觀察，並對其穩定性進行評價，統稱為監控量測。公路隧道新奧法施工監控量測的實施步驟如下:(1)選擇量測儀器和元件；(2)埋設測試元件；(3)現場採集數據；(4)後續數據處理和反饋。通過監控量測了解各施工階段地層與支護結構的動態變化，判斷圍巖的穩定性、支護、襯砌的可靠性；用現場實測的結果彌補理論分析過程中存在的不足，並把監測結果反饋設計，指導施工，為修改施工方法，調整圍巖級別、變更支護設計參數提供依據；通過監控量測對施工中可能出現的事故和險情進行預報，以便及時採取措施，防患於未然；通過監控量測，判斷初期支護穩定性，確定二次襯砌合理的施作時間；通過監控量測了解該工程條件下所表現、反映出來的一些地下工程規律和特點，為今後類似工程或該施工方法本身的發展提供借鑑，依據和指導作用。當前監控量測數據處理及表示方法，主要是通過繪製時間歷程變化曲線來實現，該表示方法只能將測點的監測數據變化情況顯示在圖形上，不能顯示測點的具體位置和安全狀態，也不能直觀的反應雙控指標，因此技術人員不能及時發現警情和預警，在數位化、信息化施工過程中存在一定的局限性。
發明內容
本發明的目的是為了克服上述現有技術中的缺點而提供一種用樹年輪表示的隧道監控量測量預警方法，該方法能夠全面地反映隧道監測過程中隧道施工的安全狀態並能進行及時地安全預警。本發明是這樣實現的，一種用樹年輪表示的隧道監控量測量預警方法，應用於隧道施工監控量測過程中，通過樹年輪的方式來表示隧道施工過程中的監測數據及所述監測數據的變化情況；包括以下步驟:
採集隧道同一斷面上不同測量點的監測數據，分析對應於每個測量點的每次採集的監測數據累計變化值的大小以及前後兩次採集的監測數據的變化速率；
以每個所述測量點在所述隧道同一斷面上的坐標位置為圓心，以所述每次採集的監測數據累計變化值的大小為半徑繪製不斷增加的具有區別不同預警狀態的同心圓環，形成樹年輪式監測圖；所述同心圓環的外半徑表示每次採集的監測數據累計變化值的大小，所述圓環的寬度表示前後兩次採集的監測數據的變化速率，所述年輪式圓形監測圖的圓周外製有表示所述測量點的監測數據的警戒線值的可提示預警的警戒線同心圓；
實時輸出顯示所述樹年輪式監測圖，直觀提示管理人員當監測到監測數據達到所述警戒線值時通過人工方式進行預警，或者監測到監測數據達到所述警戒線值時自動進行預
目O所述同心圓環的寬度採用可直觀表示所述監測數據所反映的隧道的安全狀態的不同預警顏色顯示。所述警戒線同心圓用具有警戒色彩的虛線進行顯示。本發明通過用樹年輪的方式來表示隧道施工過程中的監測數據及所述監測數據的變化情況，能夠同時反映出監測數據的雙控指標，即變化速率和累計變化值；可以通過色彩的設定反映出隧道當前和歷史的安全狀態；可以測量點為中心向周圍擴散，不僅能夠方便直觀的查看測點當前的安全狀態和歷史記錄，還可以使多個測量點按照各自的坐標位置顯示在同一個圖形上，可以廣泛應用於信息化施工過程中，並能夠全面反映監測過程中隧道施工的安全狀態，並以指導管理人員進行直觀快速判斷，進而進行正確的預警操作。
圖1為本發明實施例提供的用樹年輪表示的隧道監控量測量預警方法的流程圖； 圖2為本發明實施例提供的用樹年輪表示的監測數據的表示方法的示意 圖3為本發明實施例提供的用樹年輪表示的監測數據顯示隧道同一斷面測點狀態的示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本發明進行進一步詳細說明。參見圖1，該圖示出了本發明提供的一種用樹年輪表示的隧道監控量測量預警方法的流程。為了便於說明，僅示出了本發明有關的部分。一種用樹年輪表示的隧道監控量測量預警方法，應用於隧道施工監控量測過程中，通過樹年輪的方式來表示隧道施工過程中的監測數據及所述監測數據的變化情況；包括以下步驟:
5101:採集隧道同一斷面上不同測量點的監測數據，分析對應於每個測量點的每次採集的監測數據累計變化值的大小以及前後兩次採集的監測數據的變化速率；
5102:參見圖2所示，以每個所述測量點10在所述隧道同一斷面上的坐標位置為圓心，以所述每次採集的監測數據累計變化值的大小為半徑繪製不斷增加的具有區別不同預警狀態的多個同心圓環11，形成樹年輪式監測圖；所述同心圓環11的外半徑13表示每次採集的監測數據累計變化值的大小，所述同心圓環11的寬度12表示前後兩次採集的監測數據的變化速率，所述年輪式圓形監測圖的圓周外製有表示所述測量點的監測數據的警戒線值的可提示預警的警戒線同心圓14 ；
S103:實時輸出顯示所述樹年輪式監測圖，直觀提示管理人員當監測到監測數據達到所述警戒線值時通過人工方式進行預警，或者監測到監測數據達到所述警戒線值時自動進
行預警。本發明實施例中，所述具有區別不同預警狀態的同心圓環的半徑大小與測量的監測數據的比例對應關係為:警戒線同心圓的半徑、具有區別不同預警狀態的同心圓環的外半徑、具有區別不同預警狀態的同心圓環的寬度分別對應於監控警戒數據的警戒值(即允許變化的最大值累計變化值)、當前採集的監測數據的累計變化值以及前後兩次採集的監測數據的變化速率。本發明實施例中，所述同心圓環的寬度採用可直觀表示所述監測數據所反映的隧道的安全狀態的不同預警顏色顯示，從而實現多色預警。比如，可通過紅、橙、黃、藍四種顏色表示隧道不同的安全等級；其中藍色預警表示應密切注意圍巖動向，可採取一定的加強措施；黃色預警表示監測組和施工單位應加密監測頻率，加強對地面和建築物沉降動態的觀察，尤其應加強對預警點附近的雨汙水管和有壓管線的檢查和處理；橙色預警表示除應繼續加強監測、觀察、檢查和處理外，應根據預警狀態的特點進一步完善針對該狀態的預警方案，同時應對施工方案、開挖進度、支護參數、工藝方法等作檢查和完善，在獲得設計和建設單位同意後執行；紅色預警表示除應立即向監測組和施工單位報警外還應立即採取補強措施，並設計、施工、監理和建設單位分析和認定後，改變施工程序或設計參數，必要時應立即停止開挖，進行施工處理。通過以上方案，可通過對圖形上且具有不同色彩的圓環的疏密程度和顏色的變化，方便了解監測數據和隧道安全狀態的變化情況。本發明實施例中，所述警戒線同心圓可以採用用具有警戒色彩的虛線進行顯示。本發明實施例中，採用紅色虛線表示。本發明實施例中，參見圖3所示，在隧道同一斷面2上具有在不同測量點10進行監控測量而形成的多個樹年輪式監測圖1，所述樹年輪式監測圖1的圓心10表示實際測量點，該實際測量點10所在隧道同一斷面2上的位置，可通過具體坐標進行顯示，如圖3所示，在實際測量過程中，所述實際測量點10可以與設計測量點3在同一坐標位置，也可不在同一坐標位置。在監測過程中每次測量的數據大小都通過以測量點為圓心的且具有不同色彩的圓環表示；由於每個且具有不同色彩的圓環的外半徑表示每次監測數據累計變化值的大小，且具有不同色彩的圓環的寬度表示兩次監測數據的變化(變化速率)，從而實現雙控指標(監測數據的變化速率和監測數據的累計變化值的雙指標)的表示。具體運用時，根據坐標確定不同測量點在隧道同一斷面上的相對位置並顯示在隧道同一斷面的圖形上，然後採集每個測量點的監控數據，按上方法以每個測量點為中心繪製各自樹年輪監測圖進行顯示，從而可將隧道同一斷面的多個不同測量點表示在隧道同一斷面圖形上，便於直觀查看和查詢。本發明可通過相應的軟體程序編程實現，運用時將採集的監測數據輸入計算機，通過所述軟體程序將採集的監測數據進行分析，並根據預警標準繪製並顯示輸出上述的圖形，管理人員可結合該輸出的顯示圖形進行正確的判斷和預警，然後進行人工預警，同時本發明也可進行自動預警，如在監測到達到設定的警戒線值時，通過手動方式或自動啟動連接施工現場的報警裝置進行預警。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種用樹年輪表示的隧道監控量測量預警方法，其特徵在於，應用於隧道施工監控量測過程中，通過樹年輪的方式來表示隧道施工過程中的監測數據及所述監測數據的變化情況；包括以下步驟: 採集隧道同一斷面上不同測量點的監測數據，分析對應於每個測量點的每次採集的監測數據累計變化值的大小以及前後兩次採集的監測數據的變化速率； 以每個所述測量點在所述隧道同一斷面上的坐標位置為圓心，以所述每次採集的監測數據累計變化值的大小為半徑繪製不斷增加的具有區別不同預警狀態的同心圓環，形成樹年輪式監測圖；所述同心圓環的外半徑表示每次採集的監測數據累計變化值的大小，所述同心圓環的寬度表示前後兩次採集的監測數據的變化速率，所述年輪式圓形監測圖的圓周外製有表示所述測量點的監測數據的警戒線值的可提示預警的警戒線同心圓； 實時輸出顯示所述樹年輪式監測圖，直觀提示管理人員當監測到監測數據達到所述警戒線值時通過人工方式進行預警，或者監測到監測數據達到所述警戒線值時自動進行預目O
2.根據權利要求1所述用樹年輪表示的隧道監控量測量預警方法，其特徵在於，所述同心圓環的寬度採用可直觀表示所述監測數據所反映的隧道的安全狀態的不同預警顏色顯不O
3.根據權利要求1或2所述用樹年輪表示的隧道監控量測量預警方法，其特徵在於，所述警戒線同心圓用具有警戒色彩的虛線進行顯示。
全文摘要
本發明涉及公路隧道監控量測預警技術領域，具體公開了一種用樹年輪表示的隧道監控量測量預警方法，通過採集隧道同一斷面上不同測量點的監測數據進行分析，並繪製不斷增加的具有區別不同預警狀態的同心圓環，形成樹年輪式監測圖來反映監測數據的特徵和變化情況，從而可通過樹年輪式監測圖上具有區別不同預警狀態的同心圓環的疏密程度和顏色的變化，方便了解監測數據和隧道安全狀態的變化情況，不僅能夠方便直觀的查看測量點當前的安全狀態和歷史記錄，還可以使多個測量點按照各自的坐標位置顯示在同一個圖形上，能夠全面反映監測過程中隧道施工的安全狀態並能進行及時的安全預警操作，可以廣泛應用於信息化施工過程中。
文檔編號E21F17/18GK103147800SQ20131011084
公開日2013年6月12日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者葉英, 楊新銳 申請人:北京市市政工程研究院