一、背景

在交通建設(shè)中，隧道的建設(shè)是比較危險(xiǎn)的部分。在隧道開挖過程中很容易出現(xiàn)隧道工作面坍塌、突泥、涌水等情況。尤其是二襯臺(tái)車與掌子面的這段距離，隧道未做加固支護(hù)，加上掌子面作業(yè)人員集中，容易出現(xiàn)重大事故。所以在隧道建設(shè)中，應(yīng)重視隧道安全步距的監(jiān)測。

圖1    隧道安全步距采集終端 MTS-BJ1150型

二、系統(tǒng)介紹

隧道施工過程中對(duì)隧道安全步距有著嚴(yán)格要求，通常情況下根據(jù)圍巖等級(jí)不同對(duì)步距的要求也不同，例如：仰拱距掌子面Ⅲ級(jí)圍巖不超過90m；Ⅳ級(jí)不超過50m，Ⅴ級(jí)及以上圍巖不大于40m或按設(shè)計(jì)要求； 二襯距掌子面距離Ⅰ、Ⅱ級(jí)圍巖不超過200m，Ⅲ級(jí)圍巖不超過120m，Ⅳ級(jí)圍巖不超過90m，Ⅴ級(jí)及以上圍巖不超過70米，本系統(tǒng)在二襯或仰拱位置安裝基于毫米波雷達(dá)的安全步距采集終端，通過采集終端實(shí)時(shí)將步距信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)通過模型算法計(jì)算步距長度，并根據(jù)圍巖類型進(jìn)行超標(biāo)預(yù)警。

三、隧道安全步距在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖2    隧道安全步距在線監(jiān)測系統(tǒng) —— 架構(gòu)圖

四、系統(tǒng)功能

在隧道二襯臺(tái)車上安裝明銳科技自主研發(fā)的隧道安全步距采集終端，24小時(shí)不間斷對(duì)臺(tái)車距掌子面距離進(jìn)行測距。并把測量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到平臺(tái)上，后經(jīng)平臺(tái)對(duì)比分析項(xiàng)目建設(shè)安全布局要求進(jìn)行多級(jí)預(yù)警信息發(fā)布。

圖2    隧道安全步距在線監(jiān)測系統(tǒng) —— 中交案例

五、系統(tǒng)特點(diǎn)

1、基礎(chǔ)信息：顯示隧道安全步距在線監(jiān)測基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)。

2、實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)：對(duì)隧道安全步距在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)展示。對(duì)隧道變形、受力、環(huán)境等全自動(dòng)化在線監(jiān)測，實(shí)時(shí)掌握隧道整體施工、運(yùn)行的安全狀態(tài)。

3、預(yù)警信息管理：對(duì)超過安全步距預(yù)警閾值的隧道進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警。數(shù)據(jù)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的等級(jí)報(bào)警機(jī)制，第一時(shí)間以短信，傳真，廣播等形式通知用戶。

圖3    隧道安全步距在線監(jiān)測系統(tǒng) —— 中交案例

4、應(yīng)急預(yù)案處理：從專家?guī)熘苯犹崛∠鄳?yīng)的處理辦法，及時(shí)采取人員介入、封鎖道路等辦法，將安全隱患消除在萌芽狀態(tài)。

5、數(shù)據(jù)綜合查詢：支持隧道安全步距在線監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合查詢。監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，為今后同類工程設(shè)計(jì)、施工提供類比依據(jù)。

6、統(tǒng)計(jì)報(bào)表：以圖表形式展現(xiàn)隧道安全步距在線監(jiān)測的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。