浙江数智交院：全智云隧道结构智能监测预警系统（23页）.pdf

1、“全智云”隧道结构智能监测预警系统（隧道运营期结构安全智能监测预警与智能评价关键技术）123技术背景主要创新成果工程应用及展望深部岩石高地应力，可能存在的岩爆、大变形问题（达2000米以上）海底岩石隧道问题（水深100米以上）海底水下建筑问题（如港珠澳沉管隧道）江底盾构隧道（钱江通道）城市土层下超过50m的深基坑问题（上海苏州河深隧工程基坑近60m深）超级隧道工程运营结构安全问题日渐突出锦屏二级电站2号引水洞（最大埋深2525米）英吉利海峡隧道（最大水深172米）港珠澳大桥沉管隧道滇中引水项目（基坑深度77.3米）钱江隧道（获菲迪克2016年工程项目杰出奖）1技术背景技术背景l 近代技术的发展

2、解决了地下工程的难题，涌现各类超级隧道工程1技术背景技术背景 隧道工程方面，目前各类已运营隧道总里程近5万公里。早期隧道工法均以矿山法隧道为主。近二十年来，在盾构隧道方面迎来了突飞猛进的大发展，成为仅次于矿山法的第二大隧道施工工法，目前已运管盾构隧道包括数千公里的地铁盾构隧道、百余座水下和城市盾构隧道(公路、市政、铁路)、若干水工隧洞(引水、排水)等。l 盾构隧道建设大发展城市地铁盾构隧道6.06.2m断面积：约30m2超大断面盾构隧道14.515.2m乃至更大例如钱江隧道外径例如钱江隧道外径15m、瓯江北口铁路隧道、瓯江北口铁路隧道14.5m例如庆春路隧道外径例如庆春路隧道外径11.3m例如

3、例如杭州杭州地铁外径一般为地铁外径一般为6.2m大断面盾构隧道10.011.5m1盾构管片错台横断面收敛邻近施工击穿隧道盾构管片掉块混凝土碳化钢筋锈蚀纵向不均匀沉降渗漏水盾构管片开裂较常见病害其他病害l 盾构隧道运营期结构病害较多 盾构隧道运营期早期主要结构病害包括渗漏水、结构损伤、结构形变等。随着时间推移，也将面临衬砌材质劣化的耐久性问题。漏水涌泥上海地铁盾构隧道8498处表观病害统计结果技术背景技术背景 现场全面的定期检测每年只能进行12次，不能及时发现隧道存在的安全隐患；人工检测工作量大，效率低，且常常以定性调研为主，主观性强，定量分析不足；对于有防火板、隔墙、烟道层等情形，往往不便于对

4、这些隐蔽部位的衬砌结构进行直接检测；检测过程往往影响交通通行（尤其是车行盾构隧道）。1技术技术背景背景 l 传统人工为主隧道检测的局限性 优点：速度快，效率高；机器检测、客观性强；比人工检测更安全。局限性：对于有防火板、隔墙、烟道层等情形（尤其是车行盾构隧道），无法直接检测；现场全面的定期检测每年只能进行12次，不能及时发现隧道存在的安全隐患；盾构隧道衬砌表面有特殊曲率并伴有管片拼缝、各种管线、螺栓孔、支架、道床、混合光线、表面污渍等众多影响图像识别的干扰物，对图像病害处理要求高。1技术技术背景背景 l 新型快速化检测方式的优点和局限性 优点：可实时在线监测，及时发现结构响应异常，并进行智能化

5、自动预警；监测过程完全自动化，且可自动生成分析报告，效率高；随着监测数据的不断积累，可综合评估和预测隧道结构长期性能，指导预防性养护决策和大中修计划制定；有利于提高隧道运维管养的智能化水平。局限性：一般对典型重要区段进行监测，无法做到全覆盖；需做好对监测系统的定期维护工作。1技术技术背景背景 l 隧道结构安全智能在线监测的优点和局限性数据采集系统示例数据采集系统示例传感器示例传感器示例传感器示例传感器示例软件示例软件示例1技术技术背景背景l 隧道结构安全智能监测案例 国外隧道结构安全智能监测系统从上世纪80年代开始使用，最近二十余年隧道结构安全智能监测系统在我国应用日益增多。水下盾构隧道安全监

6、测案例较多 盾构隧道多为软土隧道，其运营期安全风险较高。（尤其是水下隧道和城市核心区隧道等）。复杂环境山岭隧道结构安全监测日渐突出 山岭隧道多为岩石隧道，其运营期安全风险相对较低。多在地质环境非常复杂的山岭隧道或近接交叉隧道开展自动化智能监测，或在既有病害繁多的山岭隧道开展病害发展追踪监测。1技术背景技术背景l 隧道结构安全智能监测技术是未来重要发展方向一系列政策文件和标准规范对隧道结构安全自动化监测技术提出了要求隧道结构安全智能监测技术是隧道运维管养智能化的重要发展方向！1技术背景技术背景l 国内同类隧道智能监测系统的不足同济大学、西南交大、中科院武汉岩土所、北京交大、中交公规院、苏交科等均