世界第一埋深高速公路隧道贯通,隧道自动化安全监测如何实现?? 6月6日,经过6年的艰苦施工,由蜀道集团所属,蜀道高速集团投资,四川路桥承建的,目前世界第一埋深高速公路隧道,峨汉高速关键控制性工程大峡谷隧道实现双洞贯通!至此,峨汉高速公路全线正式进入年底通车倒计时
大峡谷隧道位于凉山州甘洛县,全长共12.1km,属特长隧道,隧道最大埋深为1944m。大峡谷隧道洞口地势高、坡度大,地理位置特殊,地质结构复杂,自2017年初开工建设以来,在掘进过程中出现了不同程度的岩爆、大型溶洞、水平岩层掉块、高地温等地质和环境灾害,其中以岩爆现象最为突出,施工安全风险高,施工难度极大。
▲峨汉高速 面对溶洞、岩爆、水平层掉块、断层破碎带、高地温等多种不良地质现象影响,项目一线团队科学规划,多种措施齐并,引进多种专业隧道施工设备,合理排班,“5+2”“白+黑”不间断施工,确保实现安全、环保、质量、进度“齐步走”的目标任务,有效解决大峡谷隧道技术难度大、安全风险高、质量管控难、不良地质降效等难题。 在岩爆频发的情况下,主动作为、超前谋划,从设备、技术等方面入手,邀请中国工程院院士及多位业内知名专家赴现场进行指导,隧道施工严格执行“短进尺、弱扰动、强支护、快封闭、勤测量”原则,安全有序推进施工建设。
▲峨汉高速 自施工以来,项目一线团队先后开展“奋战一百天,打好收官战”抓安全、保质量、抢工期等主题劳动竞赛活动,将工程量细化分解,倒排工期,十天一节点、一月一总结,从人员、设备、材料等多方面精心组织、周密部署,不断调整优化施工方案,营造大干快上氛围,面对新冠肺炎疫情、自然灾害等冲击,项目一线团队坚决按照蜀道集团“任务不减、目标不变、标准不降”的总体要求,主动与属地防疫部门沟通协调,保障原材料进场,有效减少了疫情对生产的影响,确保按期实现贯通任务。
▲峨汉高速 截至目前,峨汉高速自开工累计完成投资203.31亿元,占概算总投资205.21亿元的99.1%。 峨汉高速公路起于峨眉山市经峨边彝族自治县、甘洛县止于汉源县,路线全长122.882km,概算投资205.21亿元,是目前四川省内在建高速中施工难度最大、每公里造价最高的山区高速公路之一,全线采用四车道高速公路标准建设,共设2个服务区,是四川省高速公路网规划(2014年—2030年)东西方向布局的8横中的“第6横线”,衔接成乐高速、乐雅高速、乐自高速、乐西高速及雅西高速。 项目建成后,峨眉山、黑竹沟、大峡谷、汉源湖等旅游风景区将串联成线,并显著改善峨边彝族自治县、甘洛县民族地区交通基础设施,提升通行质量,对促进民族地区经济社会发展、助推民族团结进步、实施乡村振兴战略具有重要意义。
近几十年来世界范围内频发由于设计、建设、监管、养护技术手段不足或由于多种因素的耦合作用等原因导致发生的隧道灾难性事故,这些投入运营的隧道是在没有任何被探知征兆的前提下坍塌的,这些灾难性事故给世界范围内不同的国家和人民造成了巨大的人员伤亡和财产损失。 在隧道运营过程中,需要对其病害特征进行长期监测,如隧道净空沉降监测,结构收敛监测,隧道衬砌应变监测,隧道衬砌裂缝监测等。运营隧道病害特征的监控量测工作具有重大的实际意义,科学合理的监控量测工作可以迅速准确的获取隧道的病害发展情况,通过对这些实测数据的分析,及时迅速的向建设方,运营管理方提供分析结果,确定隧道当前病害等级及危险程度,以便及时的对隧道进行维修加固,避免意外安全事故的发生。 01、隧道自动化安全监测解决方案 隧道监测采用无人值守的自动化监测方式,以“北斗+”、“物联网+”、“互联网+”等技术理论为支撑,建立隧道监测数据库和信息系统,及时掌握隧道地质环境动态变化规律,预测其发展变化趋势。 02、隧道自动化安全监测的优势 目前,我国隧道安全监测大多依然采用传统群防群测的人工监测方式,工作效率低,信息传输速度慢,恶劣的气候等条件下人身安全和设备安全难以得到保障。
将智能传感技术、物联网技术、云计算技术、大数据技术运用于隧道安全监测中,构建了一套实时监测、远程操控、自动传输、智能预警的隧道安全智能在线监测预警系统,实现隧道安全监测的信息化、自动化和可视化。 03、隧道自动化安全监测项目 根据隧道项目具体特点,一般监测项目主要包括:结构沉降监测、结构收敛监测、衬砌应变监测、裂缝发展监测。 裂缝发展监测 隧道衬砌受力导致的结构性裂缝的发展趋势是直观表现隧道结构安全的特征之一,若结构性裂缝持续发展可能对结构整体承载能力造成危害,危及结构安全,因此需对隧道典型裂缝进行监测。 衬砌应变监测 隧道上部山体一侧开挖形成深坑或平台上部不均匀开挖后,在隧道水平方向上的受力形成地形偏压,导致隧道衬砌结构受力不均,受力较大一侧发生衬砌应变,通过对偏压侧结构应变监测,可以直观地反映了荷载变化后的结构的变形情况,分析衬砌结构的安全性。
△ 衬砌应变测点布设位置 拱顶沉降及水平收敛监测 隧道所在山体开挖后,施工扰动、堆载、大量降雨下渗导致围岩压力增大等长期作用下,易导致隧道衬砌结构发生收敛变形,通过对结构收敛发展过程的监测,直观地反映了围岩—支护系统的受力变形情况,可以准确地判断隧道围岩—支护系统的稳定性。
△沉降及收敛测点布置 结构沉降监测 隧道顶部受开挖影响,存在大气降水下渗、上部荷载变化等因素,易导致不同断面存在不同程度的沉降,不均匀沉降持续发展下去,必然会对隧道的结构安全和正常营运造成威胁。 因此,有必要通过静力水准仪对隧道结构沉降进行监测,以确定隧道结构沉降的空间状态和时间特征,及时发现结构变化趋势,采取针对性处治措施,保证隧道结构安全。
△监测布点示意图 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,对隧道的安全管理已成为运营管理的首要任务。通过分析不同隧道特点及主要病害形式,依托物联网、BIM、大数据、云计算、人工智能等现代化技术手段,建立的隧道自动化监测系统,能够为合理配置隧道养护资源提供数据支撑,为降低隧道运维成本提供科学技术依据,有效的辅助管理者进行科学决策。
|