西南地区山岭隧道自动化变形监测技术的效益分析

为了更好地指导山岭隧道变形监测技术选用，提高监测效率并节约成本,从技术和经济效益2个方面对比分析人工监测和自动化监测，阐述各监测方式的技术性和经济性特征，总结不同应用条件下应优先选用的监测技术类型，并提出一套可行的变形监测技术选用程序。研究成果可为现阶段西南地区隧道工程变形监测技术类型选用提供参考。     

软岩隧道三维扫描变形监测技术的试验研究

为解决传统监测技术单点监测无法满足软岩隧道整体性变形监测的局限性,采用三维激光扫描技术进行软岩隧道整体性变形监测试验,从隧道结构的变形时间、变形空间分布及变形量进行整体分析。首先建立全站仪和三维激光扫描仪测量误差模型,分析三维扫描监测技术与传统隧道监测技术的特点,通过平面标靶和棱镜靶球精度试验得出平面标靶最佳入射角范围小于60°,棱镜靶球自动提取距离不大于45 m,作为测站设置和控制点布设的依据; 然后以渭武高速木寨岭隧道2号斜井工程为依托,开展软岩隧道三维扫描变形监测技术的试验研究。研究结果表明： 中台阶开挖支护前已发生较大变形,最大变形位置为左侧上台阶与中台阶交界处,空间分布呈左大右小,试验段最大累计变形达0.48 m,下台阶及时封闭成环及2层初期支护有利于变形控制。     

基于三维激光扫描技术的隧道预留变形量优化研究

目前隧道预留变形量的研究大多依赖于监控量测数据基于点的分析，很难得到隧道断面整体的变化情况。为解决传统监测技术单点监测无法满足隧道预留变形量调整的局限性，提出一种利用三维激光扫描技术基于全断面整体分析优化预留变形量的方法。以新安1号隧道为依托，发现试验段最大变形量7.5 cm小于设计预留变形量15 cm，结合质量保证率针对性地提出阶梯状设置预留变形量的优化方法。最终确定在试验段拱顶区域预留变形量设置为7 cm，其余区域预留变形量设置为5 cm。     

分布式光纤技术在隧道变形监测中的应用

目前,隧道的安全服役离不开安全监测和预警,分布式光纤技术为隧道的安全运营提供一种全新的技术保障手段。为解决隧道的差异性沉降监测难题,从实验室内光纤轴向拉伸监测变形和Z字形布线方式监测差异沉降的原理及其在某隧道内的应用效果2个方面,阐述分布式光纤监测技术在隧道工程中的应用。无论室内的等级光纤拉伸和还是Z字形布线方式,位移和应变的对应关系都呈现出良好的线性比例关系,为工程实际应用提供理论依据。从工程监测结果来看,分布式定点应变感测光缆能实现对管片接缝变形的准确定位和毫米级接缝宽度感知,Z字形光缆布设方式也能对隧道内管片差异沉降实现精准感知,充分体现分布式光纤监测技术在隧道结构健康监测中的鲜明优势。     

一种基于布里渊光时域反射的土质隧道分布式光纤传感应用技术

为了开发一种高密度实时监测技术,用于及时了解隧道开挖面前方地层的变形情况,在分布式光纤监测技术的已有成果基础上,采用模型设计、室内试验与应用工艺验证的方法,研究开发一种用于土质隧道围岩超前位移监测的方法,得出监测力学模型与监测方程,提出传感器的制作与标定、布设与安装,系统集成与实时监测的工艺技术。研究成果在工程实践应用中得到了验证,取得了初步的应用效果。     

一种基于布里渊光时域反射的土质隧道分布式光纤传感应用技术

为了开发一种高密度实时监测技术,用于及时了解隧道开挖面前方地层的变形情况,在分布式光纤监测技术的已有成果基础上,采用模型设计、室内试验与应用工艺验证的方法,研究开发一种用于土质隧道围岩超前位移监测的方法,得出监测力学模型与监测方程,提出传感器的制作与标定、布设与安装,系统集成与实时监测的工艺技术.研究成果在工程实践应用中得到了验证,取得了初步的应用效果.     

基于BOTDR的土质隧道深部围岩变形监测技术

为了解决土质隧道深部围岩变形实时连续监测的难题,在分布式光纤监测技术的基础上,采用模型设计、试验与应用工艺验证的方法,研究开发了一种用于测试土质隧道深部围岩变形的实时监测方法,得出了监测力学模型与监测方程,提出了传感器的制作、布设与安装方法以及系统集成与实时监测的工艺技术。对研究成果进行了工程实地应用验证,并取得了初步的应用效果。     

自动化监测技术在隧道施工安全预警中的应用

通过自动化实时监测技术对公路隧道施工过程中各监测区域的形变量数据实时监测,并结合施工现象和预警方法,对监测数据的变化、突变等进行识别,针对异常监测数据及时分析和安全预警,从而减少或避免工程灾害所带来的损失。以湖南益阳滨江路隧道为依托,采用自动化实时监测预警技术,对隧道现场施工区域的围岩、初衬、边坡以及周边建筑物的变形开展监控量测,辨识监测数据的异常变化及其发展趋势。从监测结果可知,基于该自动化监测预警方法对异常监测数据所对应的监测位置发出安全预警准确可靠,从而保障隧道施工安全。     

基于图像点云的多维度隧道初期支护大变形监测研究和应用

为获取隧道初期支护全方位的变形信息,解决传统监测方法中单点测量、变形监测点稀疏、无可视化效果、难以发现无监测点区域变形等不足,提出一种基于隧道初期支护计算机视觉图像点云的多维度变形监测方法,可实现隧道初期支护三维整体变形监测分析和二维拱顶沉降、周边收敛、典型截面全断面变形监测分析。应用结果表明:所提方法可全面、直观地获取隧道变形特征,是对传统监测方法的补充和完善,对隧道施工监测具有指导意义。变形监测结果可为研究隧道围岩变形规律和特征提供详实的数据资料。     

基于BOTDA的隧道变形监测技术研究

由于隧道工程所处环境的特殊性与复杂性,为保证安全运营,须对其进行长期变形监测,提出了一种将气吹敷设传感光纤法和真空灌浆固定传感光纤法相结合的光纤传感器铺设方法。该方法能在较短施工期内将分布式光纤传感器准确埋入混凝土内部,同时采用经典剪滞理论分析了该方法铺设的传感光纤感应结构应变的有效性,并结合工程应用介绍了基于分布式光纤传感系统的隧道变形监测技术的基本方法。     

基于多参量光纤传感技术的京雄城际隧道形位感测系统应用研究

京雄城际铁路机场隧道面临不均匀沉降以及地面异常入侵等风险,为了更加迅速、直观地了解隧道结构全生命周期的安全及健康状态,需要对其进行实时在线监测。将光纤传感技术应用于京雄城际隧道的结构健康监测工作中,先结合BIM技术对高铁隧道的分层沉降、衬砌环向应变、渗漏水、火灾、异常侵入、变形缝变形等多参量开展智能化、高精度监测技术研究;再结合相应评估指标与预警阈值构建基于多参量传感技术的高速铁路隧道形位感测管理平台展示系统。该系统集数据采集、监测预警、安全评估以及可视化展示于一体,能够实时反映隧道所处的安全状况,为高铁隧道安全运营提供有力保障,并为"智能京雄"工程提供强有利的技术支撑。     

复杂地质条件下土压平衡盾构近距离下穿既有隧道的施工和监测技术

以武汉地铁3号线王家墩北站-范湖站盾构区间为背景,研究在未进行加固承压水粉细砂层中近距离下穿既有隧道施工和量测技术,提出对既有线路隧道进行补充加固体系及相应的参数,同时提出土压平衡盾构在下穿位于软弱地层中的既有地铁线隧道的掘进参数体系和控制难点,采用既有线内沉降监测及隧道结构收敛监测技术对既有隧道进行变形和沉降监测,确保既有隧道的安全。     

基于MEMS传感器的隧道变形监测系统设计与试验研究

为了发挥微机电系统(MEMS)传感器的优势,实现对隧道断面变形的实时连续监测,提出一种基于MEMS传感器的隧道变形监测系统。在介绍系统基本监测原理的基础上,论述系统的总体结构设计、倾角传感器电路设计,以及隧道变形的计算方法和倾角传感器的倾角解算方法;并利用室内模型试验对所提出监测系统的准确性和稳定性进行试验测试。结果表明,提出的隧道变形监测系统可以对隧道变形进行有效监测,室内模型试验显示系统测量的误差在5%以下,具有较高的测量精度,满足隧道监测需求。     

基于全站仪的隧道自动化监测

近年来,越来越多的城市地下空间开发邻近既有地铁隧道、公路隧道,需要对既有隧道进行实时的自动化监测。全站仪是一种高效、高精度的三维测量设备,可较为方便的在狭长型分布的地下隧道内组建自动化监测系统。本文主要介绍了基于全站仪的隧道自动化监测技术,探讨了隧道沉降、收敛、水平位移监测的精度与可靠性。从多个工程实例来看,采用高精度的全站仪组建自动化监测系统具有良好的适用性,用于隧道的监测精度较高,可满足实时监测的需要。     

基于物联网的隧道洞口结冰动态监测技术研究

随着公路隧道运营里程的增加,隧道洞口结冰引起交通事故率增大的问题更加突出。为保障隧道行车安全,提升隧道运营安全管理水平,基于物联网技术对隧道洞口结冰动态监测技术进行研究,并建立隧道洞口结冰动态监测Web平台,通过DTU无线传输设备对洞口路面温度、空气湿度进行采集和综合数据分析,实现了对高速公路隧道洞口路段结冰的实时监测和预警,从而保障了高速公路交通运营安全。     

测量机器人隧道施工自动变形监测的实现

使用传统测量仪器对隧道施工过程中隧道结构体进行变形监测时,数据采集、数据处理和预报过程相互独立,很难及时反映隧道自身安全。为了解决这一问题,基于测量机器人的隧道自动变形监测进行了研究与实现,介绍了以测量机器人为变形监测仪器,通过光纤和网络技术,使用VB编程语言和GeoCOM接口技术,采用SQL Sever数据库,实现远程控制测量机器人进行监测数据的自动采集和存储,并由计算机自动进行数据分析处理、自动预警和报警,从而达到自动监测隧道变形的目的,为隧道施工提供安全保障。从整个系统的硬件组成、软件构成及设计开发、成果处理及输出等方面,分别进行了论述。提出的隧道施工自动变形监测思路和方法,对隧道信息化施工中自动变形监测具有积极的参考意义。     

大断面隧道下穿松散地层的沉降监测及控制分析

基于云南省甸头超大断面隧道工程需下穿上方既有公路的松散地层区域工程建设实例,为保障隧道施工安全和上方公路的正常运营,结合现场地形地貌和地质条件,采用全方位地表沉降监测技术,实时反馈动态施工过程对上方既有公路造成的影响,并以此为据调整施工过程的进度、工艺等,进而控制隧道上部围岩横向变形差及变形速率。通过对监测数据的对比分析,地表沉降变形影响区域约为隧洞两倍直径范围,主要受影响区域约为一倍直径范围内;地表沉降全过程曲线一般可划分为三个阶段;给出了影响沉降变形的主要因素及相应措施,案例的监测研究结果和施工过程控制技术可为同类工程提供借鉴和参考。     

佛山地铁2号线湾华～登州区间盾构隧道施工监测技术研究

地表沉降监测与控制是地铁隧道盾构施工中最关键的问题,以佛山市轨道交通2号线湾华~登州地铁区间盾构隧道施工监测技术为例,分析了监测的项目、方法、频率、报警值、控制标准、数据处理及反馈等技术,探讨了盾构施工过程地表沉降的影响因素及施工控制技术。对盾构施工过程中引起的地表沉降和管片结构变形进行了数值计算,研究结果可为其他相似工程提供一定的参考依据。     

边坡稳定性监测技术在晴兴高速公路上的应用

现场监测是预测边坡变化趋势的一种十分有效的方法.结合晴兴高速公路四官寨隧道进口右侧挖方边坡工程实例,介绍将监测技术应用于边坡稳定分析中的深层土体水平位移监测和坡体水平与竖向位移监测,并基于监测结果提出边坡稳定性建议及措施.     

不同桩基长度对隧道开挖地层变形影响试验研究

为了研究城市隧道沿线邻近既有桩基的情况下,不同桩基长度对隧道开挖导致地层变形规律,通过一个透明土物理模型试验并采用基于PIV技术的土体内部断层三维变形量测系统监测变形,得到了在不同桩基长度下,隧道施工过程中的地层变形规律。研究结果表明:随着桩基长度的增加,隧道开挖引起的隧道周围土体的变形区域先增大,然后减小,中长桩基的存在对隧道顶部土体竖向变形和水平变形均有遏制作用。