為了交通的(de)(de)便捷(jie)和快捷(jie)，提高運(yun)輸效率和效益，在(zai)公路、鐵路、城(cheng)市(shi)交通的(de)(de)建(jian)設(she)中(zhong)出(chu)現(xian)了大量的(de)(de)隧(sui)道(dao)建(jian)設(she)，由于隧(sui)道(dao)大多建(jian)設(she)在(zai)城(cheng)市(shi)地下(xia)、山(shan)區、江河湖泊底部，地質狀況(kuang)復雜，任何(he)地質情況(kuang)的(de)(de)變化都會給遂道(dao)的(de)(de)安全(quan)帶(dai)來(lai)極大的(de)(de)危險(xian)，因此，無論是在(zai)隧(sui)道(dao)建(jian)設(she)的(de)(de)過程中(zhong)還是隧(sui)道(dao)運(yun)行使用的(de)(de)過程中(zhong)均(jun)應(ying)實(shi)施狀態健康監測。

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結構健康監測(ce)在隧道(dao)監測(ce)領域的(de)發展(zhan)目前明顯滯后(hou)于其(qi)他領域的(de)發展(zhan)，主要原(yuan)因有兩點：

1、隧道結構和(he)巖(yan)土工(gong)程條件(jian)的復雜(za)性和(he)監測上的難(nan)度(du)等因(yin)素造成的。隧道工(gong)程一般規模較大，屬(shu)于線狀工(gong)程，長達幾公(gong)里(li)到數(shu)十公(gong)里(li)，往往穿越許(xu)多不同(tong)的環境(jing)(jing)空域(yu)和(he)時域(yu)，工(gong)程條件(jian)常常比較復雜(za)，有時環境(jing)(jing)十分惡劣，因(yin)此要準(zhun)確、快速、長距離(li)、實時和(he)大范圍獲得結構體的變(bian)形數(shu)據和(he)變(bian)化規律(lv)并非(fei)易事(shi)。

2、缺少長(chang)距離和(he)大面(mian)積的(de)監(jian)測(ce)技術：隧道工程長(chang)達數公(gong)里到數十公(gong)里，對(dui)這(zhe)鐘長(chang)距離和(he)大面(mian)積的(de)監(jian)測(ce)對(dui)象(xiang)，傳統的(de)檢(jian)測(ce)和(he)監(jian)測(ce)技術和(he)方法(fa)一般(ban)無能為力(li)；

隨著光纖(xian)光柵傳(chuan)感(gan)(gan)技術的(de)不斷(duan)發展和應用(yong)，特別是(shi)智能光纖(xian)光柵傳(chuan)感(gan)(gan)技術的(de)不斷(duan)成熟，長距離，大面積(ji)的(de)實時在線健康監(jian)(jian)測已經完(wan)全可以再隧道的(de)健康監(jian)(jian)測中(zhong)大展宏圖。

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隧道監測示(shi)意圖

光(guang)(guang)纖光(guang)(guang)柵隧道監測的主要(yao)內容是：

隧道收斂變(bian)形監測

隧道地(di)表土體(ti)沉降(jiang)

隧(sui)道拱頂(ding)沉降、圍巖離層(ceng)監測

孔隙水壓力監(jian)測

圍巖壓(ya)力(li)及(ji)支護土(tu)壓(ya)力(li)監測

支護和襯砌內(nei)應(ying)力

表(biao)面(mian)應(ying)力及(ji)裂縫測量

錨(mao)桿或錨(mao)索受力

鋼支撐(cheng)內(nei)力(li)及外力(li)

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在隧道(dao)內應(ying)用的光纖光柵傳(chuan)感(gan)器(qi)包(bao)(bao)括：溫度傳(chuan)感(gan)器(qi)、應(ying)變傳(chuan)感(gan)器(qi)、位移傳(chuan)感(gan)器(qi)、壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器(qi)、傾斜傳(chuan)感(gan)器(qi)、土壓(ya)計、滲壓(ya)計、貓桿(gan)測力計等(deng)。光纖光柵傳(chuan)感(gan)健康監測系(xi)統(tong)包(bao)(bao)括傳(chuan)感(gan)器(qi)、數(shu)據采集、數(shu)據通訊、數(shu)據保存、數(shu)據處理、開放接口等(deng)單元組成。

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隧道(dao)管片預安裝埋入式傳感器和鋼筋(jin)計

隧道(dao)健康監(jian)測主要分兩個(ge)階(jie)段(duan)，一是施工階(jie)段(duan)，二(er)是運營階(jie)段(duan)

1、隧(sui)道(dao)(dao)(dao)施(shi)工階段：施(shi)工階段監測(ce)可(ke)以及時把握圍巖變化(hua)及支護系統的(de)力學狀(zhuang)態，預測(ce)工程(cheng)安全事故(gu)，及時修正(zheng)施(shi)工方案，將風險和損失降到最(zui)小。另外(wai)在施(shi)工期可(ke)將相(xiang)關傳感器(qi)及時植入隧(sui)道(dao)(dao)(dao)內部，構成(cheng)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)體內的(de)感知“神經”；再加上隧(sui)道(dao)(dao)(dao)成(cheng)型后(hou)安裝在隧(sui)道(dao)(dao)(dao)表(biao)面的(de)傳感器(qi)的(de)共同監測(ce)，由(you)此可(ke)以形成(cheng)一個真正(zheng)的(de)全面的(de)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)光纖光柵智能健康監測(ce)系統。

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隧道(dao)結(jie)構健康監測傳感器安裝(zhuang)

2、隧道(dao)主體成型后的階段：隧道(dao)主體成型后主要(yao)安裝表面傳感器，這些(xie)傳感器主要(yao)是(shi)光纖光柵表面應變計(ji)、裂縫(feng)位移計(ji)、溫度計(ji)。

隧道監測分類及使用傳感器的種類