隧道在线安全监测 系统解决方案
信息来源：湖南三智盈科测控技术有限公司 发布时间：2024-04-19 阅读：482
一，系统特点
- 智能化：对监测数据进行安全评分，监测结果简单明了，可同时查看多个监测项的安全状况。
- 信息化：实现海量监测数据科学管理，相关人员可以通过不同级别权限登陆以太网或者利用手机获取现场结构安全监测数据及安全评估信息；
- 标准化：产品安装、线缆铺设、系统集成等实现标准化，高效节约；
- 实时性：实现24小时不间断连续观测，能够对隧道进行一个长期、稳定的结构监测数据采集；
- 预见性：通过传感器得到丰富的数据，了解隧道变化趋势，通过系统和专家团队的分析，可以得出结构的实际状态以及未来的可能发展变化趋势，了解隧道的安全状况；
- 稳定性：系统硬件设备质量可靠，电子元器件选用工业级标准，同时后台配置专业维护团队，从硬件方面保证系统的稳定性。
二，系统实现功能
- 24小时实时监测：对隧道变形、沉降、收敛、钢支撑应力、衬砌应力等24小时监测，随时掌握隧道结构的安全状态。
- 报表随时查看：监测结果实时发布，用户可在云平台随时查看监测报表。
- 及时预警：数据异常时，系统会触发相应报警机制，第一时间以短信、电话等形式通知用户。
- 结构趋势分析：通过对隧道的定量安全评价和监测指标数据安全度分析，可实现结构稳定性趋势分析。
- 提供参考依据：监测数据长期稳定储存于平台中，为今后同类工程设计、施工提供类比依据。
- 三，系统设计
- 系统设计思路
- 充分考虑施工监测和运营监测的共享，进行统一设计和统一管理。
- 保证监测系统的可靠性，对长期处于户外的设备进行防水、防潮、防尘处理，保证设备正常运行。
- 对拟定隧道的结构进行深入分析，针对其变形破坏的具体模式建立最适宜的监测模型，优化布设变形监测点；
- 建立集监测、预警预报与决策于一体的地质灾害体自动化监测预警系统，并对隧道实施全天候连续自动化监测与预警预报。
- 保证系统具有良好的稳定性、安全性和可靠性，功能完善、操作简单、使用方便、易于维护；
- 各监测物理量应尽量设置在同一监测断面或相近的监测断面内，以便于在监测资料分析时进行相关性分析及相互验证；
- 系统采用合理实用的配置，尽可能减少工程造价，经济技术指标达到或超过国际先进水平；
- 系统设计充分考虑隧道的实际状况，便于日后的系统扩展升级。
- 系统基本组网方式
隧道在线监测系统采用云平台总体设计数据采集模型，现场按模型分项实施的架构模式。其中所有子系统的数据直接通过有线、无线、以太网（TCP/IP 协议）等数据传输形式上传至云平台数据库，云平台也可以通过相同的数据传输链路控制相应的子系统。测区分系统承担不同的监测功能，每个分系统下面集联各测点设备（采集仪或传感器），可适用于目前所有类型隧道及自然山体等监控。
-
- 隧道监测内容
隧道在线安全监测系统主要包括变形、沉降、收敛、钢支撑应力、衬砌应力等内容。具体监测内容及监测方法如下：
（1）应力应变监测
| 序号 |
监测内容 |
监测方法 |
测点布设 |
备注 |
| 1 |
钢支撑应力监测 |
钢表面型应变计 |
钢支撑表面 |
|
| 2 |
衬砌应力监测 |
埋入型应变计 |
衬砌混凝土内 |
|
（2）收敛监测
| 序号 |
监测内容 |
监测方法 |
测点布设 |
备注 |
| 1 |
隧道内表面收敛 |
激光测距仪 |
隧道内表面关键位置 |
|
| 2 |
拱顶沉降 |
激光测距仪 |
代表性地带 |
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（3）地表沉降及深层位移监测
| 序号 |
监测内容 |
监测方法 |
测点布设 |
备注 |
| 1 |
隧道上方地表沉降 |
智能沉降仪 |
隧道上方地表关键位置 |
|
| 2 |
深层位移 |
固定式测斜仪 |
关键建筑物附近 |
|
（4）土压力监测
| 序号 |
监测内容 |
监测方法 |
测点布设 |
备注 |
| 1 |
岩土对衬砌的压力 |
土压力盒 |
衬砌与岩土之间 |
|
（5）孔隙水压力及地下水位监测
| 序号 |
监测内容 |
监测方法 |
测点布设 |
备注 |
| 1 |
围护桩外侧水压情况 |
渗压计/智能水位计 |
围护桩外侧关键部位 |
|
| 2 |
地下水位 |
渗压计/智能水位计 |
隧道周边 |
|
（6）锚杆内力监测
| 序号 |
监测内容 |
监测方法 |
测点布设 |
备注 |
| 1 |
锚杆受力情况 |
钢筋（锚杆）压力计 |
锚杆孔内 |
|
-
- 布点原则
根据地质资料及勘探资料为依据，现有地区行业标准为原则，因地制宜，选取重点危险区域及已出现损坏断面为必测监测断面，并选择不同的传感器，每个监测项目对应测点布置如下表：
| 序号 |
监测项目 |
测点布置 |
备注 |
| 1 |
地表沉降 |
沉降点布置在地表沉降有可能对周边有较大影响的区域 |
基点布置在稳定区域，测点数量根据需要 |
| 2 |
隧道内部收敛
拱顶沉降 |
拱顶至底部，腰部之间 |
每个断面不少于 2个测点 |
| 3 |
钢支撑应力 |
拱顶、拱脚、拱腰、边墙仰拱等位置 |
每个断面布置10个左右 |
| 4 |
衬砌应力 |
布置在衬砌混凝土内部，水平和垂直两个方向 |
一个端面在顶部和腰部均匀布置，至少10个以上 |
| 5 |
岩土对衬砌的压力 |
拱顶、拱脚、拱腰、边墙仰拱等位置 |
每个断面布置10个左右 |
| 6 |
围护桩外侧水压情况 |
拱顶、拱脚、拱腰钻孔埋设 |
每个断面布置3个左右 |
| 7 |
地下水位 |
拱脚钻孔，放水位管，布设传感器 |
每个断面布置1个 |
| 8 |
锚杆受力情况 |
锚杆孔内 |
根据地质情况布置，原则上每岩层布置一个传感器 |
- 系统建设必要性
- 监控监测的目的
为了掌握围岩在开挖过程中的动态信息和支护结构的稳定状态，提供有关隧道施工全面、系统的信息资料，为评价和修改支护参数，力学分析及二次衬砌时提供信息依据，确保施工安全和支护结构的稳定。在施工中，监控量测是施工过程中必须的程序。对围岩支护系统的稳定状态进行监测，确保施工安全，指导施工程序，便利施工管理的重要手段。
-
- 传统检测技术手段约束
传统的隧道安全检测主要时在现场布置一定传感器或仪表后，通过人工定时读取数据，汇总得到隧道的安全状态，不能及时准确的对隧道状况进行预测，而且要观测人员在现场昼夜值守，造成人力资源的巨大浪费，值守人员的生命安全得不到保障。隧道在线安全监测系统能对变形、沉降、收敛、钢支撑应力、衬砌应力等进行连续监测，及时捕捉危险发生前的特征信息，做出预警预报，更加准确、有效预判灾情发生，对安全施工具有重要意义。
