中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
一、引言
隧道的開采、施工和使用過程中，隧道圍巖變形是圍巖應(yīng)力分布、整體力學(xué)形態(tài)變化和穩(wěn)定狀態(tài)最直接和可靠的反映，圍巖凈空位移的測量是隧道施工過程中一個重要環(huán)節(jié)，是判斷圍巖穩(wěn)定性和指導(dǎo)施工的重要依據(jù)。對隧道圍巖變形進(jìn)行及時的監(jiān)測和分析預(yù)報成為隧道施工中保證施工安全、防止事故發(fā)生、合理確定隧道支護(hù)的十分重要的工作。
傳統(tǒng)的隧道圍巖位移量測方法主要有兩種：一種是在施工過程中布置測量斷面，間隔一定的時間由人工使用各種機(jī)械式或機(jī)械－電子式收斂計量測；另一種是借助隧道斷面儀定時定點量測待測斷面。兩者的不足之處在于：
（1）不能實時監(jiān)測：即不能隨時監(jiān)測待測斷面的變形情況，因而不能及時反映施工過程中隧道圍巖的異常變化。
（2）對施工干擾大：由于變形量測中或者需要拉尺，或者需要架設(shè)斷面儀，所以對施工作業(yè)，尤其是運輸作業(yè)干擾很大。
（3）量測工作危險：在人員不易接近的地方，為了獲取量測數(shù)據(jù)，人員不得不頻繁接近危險空間，因而對人員與儀器的安全威脅較大。
（4）量測費用高：因同一斷面要多次反復(fù)量測，加之量測過程繁瑣，用人多，耗時長，導(dǎo)致量測費用較高。
（5）量測數(shù)據(jù)不可靠：造成量測數(shù)據(jù)不可靠的原因主要是量電子和機(jī)械儀表的測量精度不夠和處理測量數(shù)據(jù)時造成的誤差。
由于以上五個主要缺點局限了傳統(tǒng)的隧道監(jiān)測技術(shù)，本系統(tǒng)采用PIC32處理器構(gòu)建鐵路隧道監(jiān)測系統(tǒng)，具有集成度高、處理速度快、實時監(jiān)測等優(yōu)勢。PIC32處理器工作頻率高達(dá)80MHZ，具有32位處理寬度、32K RAM、并帶有10位、500ksps A/D等性能，能夠減少產(chǎn)品的外圍器件，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)成本。
二、整體方案設(shè)計
用激光器光束、CCD進(jìn)行鐵路隧道施工中圍巖位移監(jiān)測原理示意圖2-1。由四部分組成：半導(dǎo)體激光光源及光束變換傳輸、CCD傳感器、數(shù)據(jù)采集采集處理傳輸模塊、支架（固定CCD）光傳感器與激光光源相對位置，包括微調(diào)節(jié)架等）。
整個系統(tǒng)設(shè)計采用PIC32MX460F512L為核心處理器，整個系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)通信。
