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看我們如何搭建水下隧道結構安全監測係統

來源：技術文章更新時間：2022-07-05 瀏覽：1710次

一、我國水下隧道發展曆程

中國工程院院士錢七虎認為(wei) ：“19世紀是橋的世紀，20世紀是高層建築的世紀，21世紀為(wei) 了節約能源、保護環境，人類要大量利用地下空間，因此，21世紀對人類來說是地下空間的世紀。"

放眼世界，1994年建成的英吉利海峽隧道，完成了英法兩(liang) 國“兩(liang) 個(ge) 多世紀的理想"；日本青函隧道修了20多年；俄羅斯人修白令海峽隧道的“百年夢想"至今還沒眉目；而已經擁有跨海大橋的中國，已將海底隧道——渤海海峽跨海通道（煙大海底隧道）納入國家“十四五"規劃。

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2004年，武漢長江隧道破土動工，2008年12月28日，武漢長江隧道通車運營，中華民族實現了“隧穿長江"的夢想，在長江57米深處，中國人成功攻克高水壓、強透水、超淺埋等水底盾構掘進難題。

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2014年，世界直徑最大的雙層盾構隧道——揚州瘦西湖隧道建成通車，實現了我國雙層盾構隧道修建技術的重大突破。同年，外徑15.0米、世界上已建成的直徑最大的盾構隧道之一—杭州錢江隧道通車運營，這也是在錢江強湧潮作用下修建水下隧道。

遇水架橋是千百年來人類的習(xi) 慣做法，隨著水下地質勘探技術、施工水平的提高，以及地麵交通壓力的不斷增長，水下交通隧道以其少拆遷、不影響航運和水域生態環境，不受天氣、大風、大霧影響，可以全天候運營，而且具有很強的抵抗災難災害和突發事件的能力等*優(you) 勢逐漸成為(wei) 當今跨越江河湖海的新選擇。

從(cong) 技術上看，眾(zhong) 多水下隧道的開通，也為(wei) 我國在這一領域提供了很好的技術支持，並開啟了從(cong) 大江邁向大海的新時代。

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2010年廈門翔安海底隧道建成通車，項目形成的“鑽爆法海底隧道修建技術"以“裏程碑式"的作用，已推廣應用到多座跨江越海工程；6年後，采用盾構法施工的地鐵海底隧道也在廈門盾構始發，而在相鄰省份的珠海，我國首條於(yu) 外海建設的沉管隧道——港珠澳大橋沉管隧道，是公路沉管工程。

二、安全監測在水下隧道中的應用

水下隧道(海底隧道)，所處地質條件、內(nei) 部環境比較複雜，若在施工期、運行期發生災害，均會(hui) 造成重大的經濟損失與(yu) 不良的社會(hui) 影響。國內(nei) 外調查研究表明，建成的隧道有相當比例存在襯砌裂縫和滲漏水等病害現象，威脅隧道內(nei) 行車安全、影響交通質量，縮短隧道的維護周期與(yu) 使用年限。

國外隧道結構安全監測技術研究起步較早，特別是日本、歐洲等公路隧道較為(wei) 發達的國家。在國內(nei) ，重要的水下隧道工程也建立了結構安全監測係統，比如南京玄武湖隧道、廈門翔安隧道、南京長江隧道、廣州洲頭咀隧道、揚州瘦西湖隧道等等。

通過建立隧道結構安全監測長係統，對工程建設期、運營期的結構、環境性狀作全過程的監測，以科學、準確地評估病害對結構承載能力、承載狀態的影響規律和影響程度，可以為(wei) 工程的維護、保養(yang) 、安全決(jue) 策及病害診治提供科學依據。

水下（海底）隧道健康監測係統配置

1.設計原則

監測特征斷麵應根據隧道地質條件及環境條件確定；監測的主要控製因素應根據受力特點確定；監測特征點及相應的監測項目可根據結構分析計算結果確定。

2.選型原則

性能穩定、質量可靠、耐用、技術參數符合國際、國內(nei) 規範要求，包括電纜、護管及其他附屬設施；監測設施設備的使用年限應盡可能與(yu) 隧道的設計使用年限一致。

3.主要監測特征包括（不限於(yu) ）

（1）工作條件監測

土壓力、水壓力、覆蓋層厚度、地層變形、腐蝕等。

（2）結構受力監測

混凝土應力、鋼筋應力、錨杆內(nei) 力、接觸麵壓力、路麵稱重監測等。

（3）結構變形監測

結構沉降變形、撓度、裂縫、收斂變形、振動變形等。

（4）結構材料監測

表麵碳化深度、混凝土強度變化、鋼筋腐蝕程度等。

（5）環境量監測

有毒有害氣體(ti) 、大氣顆粒物監測、能見度監測、視頻攝像監控。

4.係統配置

隧道健康監測係統由傳(chuan) 感層、傳(chuan) 輸層、數據處理層三部分組成，係統拓撲圖如下圖所示。

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基於(yu) 上述監測的眾(zhong) 多的監測特征量，對應的傳(chuan) 感器類型是多種多樣的，信號傳(chuan) 輸模式也不盡相同，包括模擬量與(yu) 數字量信號；其要求的采樣率也分為(wei) 靜態監測與(yu) 動態監測。

是否有一種raybet下载官方版能同時滿足上述的測量要求，同時保證性能穩定、數據可靠？答案是肯定的。

三、Campbell Scientific 數據采集與(yu) 處理係統

Campbell Scientific為(wei) 適應不同工況下的監測環境與(yu) 監測要求，研發的數據采集與(yu) 處理係統。新一代CR6、GRANITE數采係統，多功能萬(wan) 能端子可直接適配各類傳(chuan) 感器信號；內(nei) 置靜態/動態數據采集接口與(yu) VSPECT分析模塊；24位分辨率；獨立通道，1K數據采樣率；支持RS485，SDM，SDI-12，CPI，Ethernet多種通訊測試接口。包括：WIFI和RF多種可選版本；可實現隧道內(nei) 的無線遠程傳(chuan) 輸，解決(jue) 信號電纜、光纜布線等複雜性。

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