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隧道健康监测
解决方案
1背景概述
随着隧道工程的大规模建设，隧道工程的运营期结构状况的评估、 运营现状 以及工程服务寿命的预测已成为隧道工程建设需要解决的重大课题， 同时也是隧 道运营业主关心的一个重要议题。
盾构隧道因长期受地表水与地下水有害作用的影响，在施工和运营过程中， 渗漏水会使结构不均匀沉降，隧道产生弯曲，导致隧道接缝张开，从而进一步加 剧渗漏。隧道的渗漏水会影响结构的耐久性和设备的正常使用，危及行车安全， 同时水的流失使得孔隙水压力降低， 土中有效应力增加，从而土体被压密而引起 沉降。
某隧道的沉降观测表明，隧道在建成之后其沉降一直在持续发展， 累计沉降 最大值在上行线和下行线均超过《地铁隧道保护条例》 （1992）所规定的20mm总 位移量的标准，并且未见近期收敛稳定的趋势。 伴随沉降值的增大，隧道的纵向 不均匀沉降愈加显著，隧道全线也出现多处安全隐患。
隧道健康监测系统建立的目的是通过对隧道结构状况以及其他工作状况的 监测，为运营期结构状况的评估、运营现状以及工程服务寿命的预测提供大量监 测数据。为了实现这些功能，隧道健康监测系统需要对以下几个方面对隧道进行 监测：
隧道结构侵蚀监测；
隧道结构监测，包括：变形、收敛、内力、接缝监测；
地层监测，包括：土压力、水压力监测；
对隧道进行健康监测具有以下作用：
认识不同工况下，隧道结构、地层及相邻环境的变化及发展规律，以便 有针对性的改进施工工艺、调整施工参数；
建立预警制度，实现实时或准实时的整体结构检测，及时发现隧道监测 断面乃至整体可能存在的损伤和质量退化，保证结构安全；
为研究岩土性质、地下水条件、施工方法与隧道变形、水土压力及地表 沉降的关系积累数据，为改进设计提供依据；
预测隧道未来的工作状态，对发现的隧道异常进行初步分析，并提供经 济合理的维护建议；
可以合理的进行交通管理，保证人民生命财产安全，在出现事故隐患的
情况下，及时采取降低车流、疏散人员等措施。
隧道健康监测系统能够实现如下功能：
施工期和运营期实时监控、实时数据采集、存储、处理；
远程系统管理和控制；
自动生成报表、隧道状态变化曲线图等；
通过多项数据分析技术对结构变化进行初步分析和多级预警；
远程数据访问及主动信息发布；
与GIS系统和其它监控系统的无缝连接；
辅助决策与应急预案管理发布系统；
系统设备故障自诊断功能；
自由设定报警规则和阈值；
2隧道健康监测系统
系统应用了光纤传感技术、自动化数据采集和传输技术、统计分析技术、数 据库技术、网络技术等构建了一个智能化的系统，为相关管理人员提供最及时的 监测数据及现场信息。
根据隧道健康监测的要求，重点介绍以下两部分功能：
管片接缝张开量监测
管片接缝张开量监测可以在线提供当前各监测管片之间的间隙大小， 为进行 隧道截面收敛性分析提供基础数据， 并能够通过管片接缝张开量，预判可能发生 的危险事件。
隧道温度分布（火灾）监测
光纤分布式火灾监测系统，能将隧道内任意位置的实时温度显示出来， 并连 接到火灾报警信息网，做到预防为主。隧道内一旦发现所测量环境温