隧道工程：运营隧道检测监测实施的成果

1．隧道状态检测的测点布置原则

在进行隧道检测时，首先应根据隧道的结构特点和可能的破坏模式，确定结构的薄弱环节，以及在特殊地段隧道结构的受力或受力变化，同时要考虑监测点的优化，确定出状态检测的内容和重点。

隧道纵向测点应布置在：① 围岩变化较大处；② 水位较深处；③ 联络通道处；④ 施工条件发生较大变化处。为了全面掌握隧道情况，每隔一定距离应设监测断面。

横向测点应布置在：① 拱腰部位；② 拱顶处；③ 隧道底部。

2．隧道检测的步骤

为满足能够长期有效地为施工和运营提供可靠的数据保障，隧道的检测可分为两个阶段实施：① 在施工阶段，埋设传感器并读取数据，据此分析隧道在施工阶段的受力变化特征。②在隧道竣工后利用通信网络把传感器数据传至中心控制系统，通过计算和分析来确定隧道受力特点和安全性能。因此，主动监测系统的数据采集器也应满足两个阶段的需要，即在施工阶段采用人工读数，并预留通信接口，以便在运营阶段并入监测系统中，自动采集数据。(www.xing528.com)

3．隧道检测监测信息系统

隧道检测监测系统主要包括传感器系统、数据采集、通信传输设备及计算机监控中心，如图14-2-2所示。传感器监测的实时信号由采集装置送到监控中心，进行处理和分析，从而对结构物的状态进行评估。若出现异常，由监控中心发出预警信号，并由故障诊断模块分析查明异常原因，以便决策者对结构物的隐患及早预防和排除。该系统可实现对隧道健康状态的数字化管理。

图14-2-2　隧道结构状态检测系统组成

近年来，铁路隧道检测监测系统有了进一步发展，如：铁科院铁建所开发出了一套基于物联网技术的集隧道结构安全检测、状态实施监测、信息采集与通信、动态预警于一体的铁路隧道检测监测系统平台，包含验收检测、日常检测、周期检测、专项检测和重点监测，可对检测监测数据进行快速处理、病害智能识别、综合评价隧道状态并及时预报预警；同时，可调阅隧道历史状态对比分析变化趋势，为隧道病害有效整治措施的选取提供数据支撑。在传输技术上，由于铁路隧道内信号差，可利用ZigBee、LoRa、NB-IoT等无线网桥通信术，或利用衰减小、频带宽、抗干扰性强的全光网络技术建立基于物联网的铁路隧道综合监控系统，对铁路隧道进行在线监视，保障运输生产安全，减少维护管理工作量。在数据快速处理技术方面，传统方法依靠人工分析检测数据处理速度慢，易受人为主观影响，而且难以满足日益增长的铁路隧道检测监测需求；近年来运用AI（人工智能）算法对检测监测数据特征进行快速识别成为研究热点，一些学者和机构提出了一些新的图像识别算法，能有效避免干扰物的影响，识别速度和准确度不断提高。