一、引言

隧道的開采、施工和使用過程中，隧道圍岩變（biàn）形（xíng）是圍岩應力分布、整體力學形態變化和穩定狀態最直接和可靠的反映，圍岩淨空位移的（de）測量是隧（suì）道施工過程中一個重要（yào）環節（jiē），是判斷圍岩穩定性（xìng）和指導施工的重要依據。對隧道（dào）圍（wéi）岩變形進行及時的監測和分析（xī）預報成為（wéi）隧道施工中保證施工安全、防止事故（gù）發（fā）生、合理確定（dìng）隧道支護的十分重要（yào）的工作。

傳統的隧（suì）道圍岩位移（yí）量測方法主要有兩種：一種是在施工過程中布置測量斷麵，間隔一定的時（shí）間由人工使用各種機（jī）械式（shì）或機械－電子式收斂（liǎn）計量測（cè）；另一種是借助隧道斷麵儀定時定點量測待測斷麵。兩者的不（bú）足之處在於：

（1）不能實時監測：即不（bú）能隨時監測待測斷麵的變形情況，因而不能及（jí）時反映施工過程中隧道圍岩的異常變化。

（2）對施工幹擾大：由於變形量測中或者需要拉尺，或者需要架設斷麵（miàn）儀（yí），所以對施工作業（yè），尤其是運輸作業幹（gàn）擾很大。

（3）量測工（gōng）作危險（xiǎn）：在人員不（bú）易接近的地方，為了獲取量測數據，人（rén）員不得不頻繁接近危險空間，因而對人員（yuán）與儀器的安全威脅較大。

（4）量（liàng）測費用（yòng）高：因同（tóng）一斷麵要多次反複（fù）量測，加之量測過程繁瑣，用人多，耗時長，導致量測費用較高。

（5）量測數據不可靠：造成量測數據不可靠的原因（yīn）主要（yào）是量電（diàn）子和機械儀表的測量精度不夠和處理（lǐ）測量數據時造成的誤差。

由於以上五個主要缺點局限了傳統的隧道監測技術（shù），本係統采用PIC32處理器構建鐵路隧道監測（cè）係統，具有集成度高、處理（lǐ）速度快、實時監測等優勢。PIC32處理器工作頻率高達80MHZ，具有32位處理寬度、32K RAM、並帶有10位、500ksps A/D等性能，能夠減少產品的外圍器件，增強（qiáng）係（xì）統穩定性，降低係統（tǒng）成本。

二、整（zhěng）體方案設計（jì）

用激光器光束、CCD進行鐵路隧道（dào）施（shī）工中圍岩位移監測原理示（shì）意圖2-1。由四（sì）部分組成：半導（dǎo）體激光光源及光束變換傳輸、CCD傳感器、數據采集采集處理傳輸模塊（kuài）、支架（固定CCD）光傳（chuán）感器與激光光源相（xiàng）對位置，包（bāo）括微調節架等）。

整個係（xì）統（tǒng）設計采用PIC32MX460F512L為核心處理器，整個係統分為數據采集、數（shù）據顯示、數據存（cún）儲、數據通信。