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[方案&设计]隧道收敛监测新技术(附案例) [复制链接]

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离线toehold2021
 

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随着经济建设的快速发展,我国市政基础设施的建设也进入了迅猛发展期。隧道能够提升交通运输能力、改善运营条件,已经成为市政基础设施的重要组成部分。隧道往往修筑在地形复杂的关键区域,是市政工程的重要节点,更是安全风险的防御难点。市政隧道类型在西部地区主要表现为矿山法隧道,在东部地区则以盾构隧道为主,在长期的服役过程中经受外界各种环境因素的影响,会出现隧道结构的病害现象。隧道工程建造费用高、服役期长、结构安全影响因素多且不可拆除重建,因此对隧道的健康状况进行实时监测与评估极为重要。
当隧道开挖后,岩体原有的三向应力平衡被破坏,隧道围岩应力重分布,当应力超过围岩强度后,隧道周边围岩将首先发生变形或破坏,并逐渐扩展,进而影响隧道结构的应力状态发生改变,并产生不同程度的结构变形。
隧道穿越不良地质体时,围岩自身稳定性较差,易发生失稳破坏。表现形式多为围岩变形增大、应力重分布,进而引起隧道衬砌的变形和应力变化,降低衬砌结构及隧道整体的稳定性。
隧道周边存在施工扰动时,施工造成周围土层或土体的变形和应力场的改变,外加施工机械的挤压、振动,都会导致既有隧道结构的受力失衡,使隧道结构发生局部的水平位移、沉降、拉伸、压缩、剪切、弯曲、扭转等诸多形变,重则造成道床的沉降,隧道坍塌。
结构一旦产生形变、渗漏水、冰冻等现象会导致隧道衬砌冻胀开裂、疏松剥落,从而引起隧道衬砌结构的失稳破坏,降低隧道结构的安全可靠性,严重影响隧道的安全和正常运行。
因此,隧道结构的变形和应力是必要测项,变形监测又可分为结构沉降、收敛、裂缝,考虑到隧道运行中的车辆荷载或周边施工扰动,可对施工振动进行监测。针对市政隧道高程较低的情况,隧道低洼部位也可进行积水监测。
今天主要讲隧道结构的收敛监测,通常可以采用激光收敛计进行监测。当前同禾科技开发出一款新的监测技术——机器视觉智能测量仪,也可以对隧道的收敛进行监测。
具体安装要求如下:
(1)在隧道各个需要监测的断面上均匀布设靶标测线,一般设置五个测点,在拱顶、拱腰及拱脚处对称布设。
(2)在相对监测区域稳定处安装机器视觉智能测量仪,机器视觉智能测量仪安装位置应保证能够观测到所有靶标。
(3)当一台机器视觉测量仪无法观测到所有靶标时,应增设机器视觉智能测量仪。


应用案例
广西某高速隧道施工期监测项目
该隧道为高速施工期隧道,为了保证隧道施工过程中的稳定安全,评价隧道的稳定性能,实现动态施工的目的,采用机器视觉智能测量仪对隧道施工期的收敛情况进行自动化监测。
隧道每隔5m设置一个监测断面,每个断面对称设置拱顶、拱肩、边墙5个靶标测点,在左右两侧各布设一台机器视觉智能测量仪对靶标进行监测,拱顶靶标位于两台设备的重叠覆盖区域内。平台经过处理得到各边收敛数据,当数据发生异常时可通过现场和平台进行多渠道报警。

(监测视频截图)
多断面隧道收敛实时解算,实现AI智能预警