隧道形變、沉降監(jiān)測，為出行安全加碼

隧道承載著城市間資源流動與經(jīng)濟往來的重要使命。截至2024年，全國公路隧道總里程已突破2.5萬公里，其中特長隧道占比超過15%。而這些深埋地下的工程結(jié)構(gòu)，在地質(zhì)條件復(fù)雜、地下水位波動、車輛荷載累積等多重因素作用下，出現(xiàn)形變與沉降等城市生命線安全問題已經(jīng)屢見不鮮。如何構(gòu)建起覆蓋隧道生命周期的數(shù)字化安全屏障?這將對隧道的安全管理提出新的考驗。

隧道形變、沉降監(jiān)測，為出行安全加碼(圖1)

一、城市生命線的隱形威脅

隧道結(jié)構(gòu)的形變與沉降本質(zhì)上是地質(zhì)環(huán)境與工程結(jié)構(gòu)相互作用的動態(tài)過程。形變的出現(xiàn)并不是突如其來的，一方面是指，在長期應(yīng)力作用下巖體內(nèi)部微裂隙持續(xù)擴展，或者是指地下水滲流作用導(dǎo)致有效應(yīng)力降低。

沉降問題則更具隱蔽性，其成因可能包括：地鐵施工引發(fā)的地層擾動、地下水位季節(jié)性波動、車輛動荷載的累積效應(yīng)。這種復(fù)合型沉降若未及時干預(yù)，將導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或者引發(fā)突水、塌方等災(zāi)難性后果，成為影響城市生命線安全的隱形威脅。

假如繼續(xù)依賴于人工巡檢與定期測量，依舊存在三大缺陷：

1.時空分辨率不足：人工巡檢周期自然是難以捕捉瞬時形變;

2.數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象：形變、沉降、滲水等監(jiān)測數(shù)據(jù)可能分散于各個部門，缺乏多源數(shù)據(jù)融合分析能力;

3.預(yù)警滯后性：人工巡檢或者上報的過程存在時間間隔，可能導(dǎo)致工作人員無法及時進行風(fēng)險處置。

隧道形變、沉降監(jiān)測，為出行安全加碼(圖2)

二、全域覆蓋與預(yù)警響應(yīng)

WITBEE?萬賓科技?隧道安全監(jiān)測系統(tǒng)的全域覆蓋，通過多層次感知體系實現(xiàn)對隧道結(jié)構(gòu)、環(huán)境及運行狀態(tài)的實時監(jiān)測。一方面，依托GNSS監(jiān)測一體機、智能結(jié)構(gòu)診斷器、傾角振動監(jiān)測儀、智能氣體監(jiān)測儀等設(shè)備，實時采集隧道襯砌變形、滲漏水、圍巖應(yīng)力、有害氣體濃度(如甲烷、一氧化碳)、溫濕度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，形成覆蓋隧道本體、附屬設(shè)施及周邊地質(zhì)環(huán)境的立體化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

例如，在長隧道或復(fù)雜地質(zhì)條件區(qū)域，通過在拱頂、邊墻、仰拱等關(guān)鍵位置布設(shè)傾角振動監(jiān)測儀等，實時收集結(jié)構(gòu)形變數(shù)據(jù)。另一方面，借助GNSS監(jiān)測一體機的地理信息系統(tǒng)等，構(gòu)建動態(tài)可視化的“數(shù)字隧道”，實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域的空間化、網(wǎng)格化管理。當(dāng)隧道內(nèi)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形速率超過限值、有害氣體濃度超標(biāo)時，也可以確保任何細(xì)微異常都被及時定位與預(yù)警。

隧道安全監(jiān)測系統(tǒng)為交通基礎(chǔ)設(shè)施管理的智慧化轉(zhuǎn)型提供了的自動化、智能化道路，為構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟的現(xiàn)代化綜合交通體系注入持久動能。

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