岩隧智控-岩溶隧道水压病害预警技术领跑者

简介

一、项目背景与意义 随着我国经济发展以及交通运输需求的不断增加，岩溶隧道成为了我国交通路线中十分重要的一部分。为了提高在多洞隙、多空间和多缝隙的岩溶地区施工隧道的稳定性，降低岩溶地质变变化对隧道建设和监测的影响，解决如何处理岩溶、降低岩溶隧道运营安全风险和后续的持续运营监测等问题，本团队精心策划并实施了“岩隧智控——岩溶隧道水压病害预警技术领跑者”，不仅填补了行业技术空白，更对提升岩溶隧道建设的安全性、维护效率及运营管理水平具有深远的意义，是推动交通基础设施建设高质量发展的关键技术突破。 二、项目简介与核心技术 本项目结合BIM、北斗导航系统、5G、AI、大数据等技术，通过运用理论计算、数值模拟、模型试验的方法，研发出了具有实时预警功能的岩溶隧道运营监测预警系统。其采用三级架构模式，包括现场监测设备、采集单元、中心系统和监控终端，现场监测传感器可监测隧道衬砌背后水压和监测隧底隆起变形。利用分布式结构，将采集现场的数据通过无线传输的方式，发送至采集仪主站，再由主站将数据发送至监控单元，由监控单元处理后，经 DTU 发送至远程服务器，从而实现监测预警。 三、项目创新点与特色 本项目对岩溶隧道的衬砌结构受力特征进行研究，提出了将水压力计引至隧道边沟与轨道板中间的位置，利用连通器原理来监测隧道边墙处的水压力的优化方案，还提出了可维护仰拱竖向位移测点布置方案；并对岩溶隧道防排水设计进行优化，创新性地设计出了中心排水沟设置在仰拱底部的防排水方式。 四、项目实施与成果 自项目启动以来，团队成员紧密合作，克服重重困难，完成了关键技术研发、市场调研、用户测试等一系列工作。目前，项目负责人已作为法人对企业进行工商注册，发表相关SCI论文1篇，申请发明专利2项，项目累计发表SCI/EI论文9篇，申请发明专利4项，与中铁二院等多家企业进行合作并取得多项成果，并在刘坪隧道、高家坪隧道和杨家坪隧道进行了成功应用，获得了用户的高度认可。这些成果不仅验证了项目的可行性和有效性，也为后续推广和商业化奠定了坚实基础。 五、未来展望与社会价值 未来，岩溶隧道监测预警系统将持续智能化升级，实现远程监控与多维度分析，确保隧道安全运营，同时推动绿色防排水技术发展，提升工程质量与环保性能。这不仅将深刻保障公众交通安全，促进科技进步与产业升级，还将在可持续发展道路上迈出坚实步伐，实现经济效益与社会效益的双赢。