一、背景

在交通建設中，隧道的建設是比較危險的部分。在隧道開挖過程中很容易出現隧道工作面坍塌、突泥、涌水等情況。尤其是二襯臺車與掌子面的這段距離，隧道未做加固支護，加上掌子面作業人員集中，容易出現重大事故。所以在隧道建設中，應重視隧道安全步距的監測。

圖1    隧道安全步距采集終端 MTS-BJ1150型

二、系統介紹

隧道施工過程中對隧道安全步距有著嚴格要求，通常情況下根據圍巖等級不同對步距的要求也不同，例如：仰拱距掌子面Ⅲ級圍巖不超過90m；Ⅳ級不超過50m，Ⅴ級及以上圍巖不大于40m或按設計要求； 二襯距掌子面距離Ⅰ、Ⅱ級圍巖不超過200m，Ⅲ級圍巖不超過120m，Ⅳ級圍巖不超過90m，Ⅴ級及以上圍巖不超過70米，本系統在二襯或仰拱位置安裝基于毫米波雷達的安全步距采集終端，通過采集終端實時將步距信息通過無線網絡發送至服務器的數據庫中，系統通過模型算法計算步距長度，并根據圍巖類型進行超標預警。

三、隧道安全步距在線監測系統架構圖

圖2    隧道安全步距在線監測系統 —— 架構圖

四、系統功能

在隧道二襯臺車上安裝明銳科技自主研發的隧道安全步距采集終端，24小時不間斷對臺車距掌子面距離進行測距。并把測量數據通過網絡發送到平臺上，后經平臺對比分析項目建設安全布局要求進行多級預警信息發布。

圖2    隧道安全步距在線監測系統 —— 中交案例

五、系統特點

1、基礎信息：顯示隧道安全步距在線監測基礎信息數據。

2、實時監測數據：對隧道安全步距在線監測數據進行實時展示。對隧道變形、受力、環境等全自動化在線監測，實時掌握隧道整體施工、運行的安全狀態。

3、預警信息管理：對超過安全步距預警閾值的隧道進行實時預警。數據異常時，系統會觸發相應的等級報警機制，第一時間以短信，傳真，廣播等形式通知用戶。

圖3    隧道安全步距在線監測系統 —— 中交案例

4、應急預案處理：從專家庫直接提取相應的處理辦法，及時采取人員介入、封鎖道路等辦法，將安全隱患消除在萌芽狀態。

5、數據綜合查詢：支持隧道安全步距在線監測數據綜合查詢。監測數據的存儲，為今后同類工程設計、施工提供類比依據。

6、統計報表：以圖表形式展現隧道安全步距在線監測的統計報表。