隧道智能檢測設備“上任”,地下交通環(huán)境探測效能提升

時間:2021-09-01

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導語:導讀:光纖傳感技術是基于光導纖維和光通訊技術發(fā)展而來。它通過光敏元件或光敏材料將電壓、聲波、電流、溫度等被測參量轉換為光纖傳輸的相應光學參量,傳遞給接收端方。

  技術、產業(yè)彼此融合、相互支撐,構建技術生態(tài)圈,形成新型產業(yè)模式。在“技術時代”背景下,智能檢測落地開花,廣泛用于多個行業(yè),地下工程建設也在其列。

  地下工程包括地鐵、隧道等,其易受火災、結構損傷退化、地質條件惡化、自然災害等影響,尤其是在建設階段,場站及區(qū)間隧道周邊基坑開挖等施工可能會引起隧道變形,隧道管片滲漏水、邊墻開裂、襯砌損壞、圍巖大變形等問題。

  因此檢測和控制施工期或現役營運隧道顯得尤為重要。定期檢測隧道以便及時發(fā)現和解決隧道隱患,確保列車安全運行。近日,檢測設備迎來新動向。由廣州地鐵集團牽頭北京城建勘測設計研究院自主研發(fā)的多位一體的移動測量設備應用于廣州地鐵十八號線檢測中,隧道檢測開啟智能化大門。

  傳統(tǒng)檢測隱患多

  長期以來,傳統(tǒng)隧道檢測多采用人工方式。檢測人員定期測量隧道結構形變、伸縮、沉降、裂縫、滲漏等參數。但該種方式耗時長、作業(yè)效率低、檢測數據不充分、不直觀,還可能存在漏檢漏報的隱患。

  除人工手段外,傳統(tǒng)隧道檢測基本采用常規(guī)的電信號傳輸、檢測。受環(huán)境等影響,電信號傳輸的壽命、精度有較大的局限性,長期維護性成本高。此外,電信號難以滿足城市建筑中的長距離、多點分布的測量要求。

  光纖技術另辟蹊徑

  光纖傳感技術的出現讓隧道檢測看到曙光。光纖傳感技術是基于光導纖維和光通訊技術發(fā)展而來。它通過光敏元件或光敏材料將電壓、聲波、電流、溫度等被測參量轉換為光纖傳輸的相應光學參量,傳遞給接收端方。

  相較于傳統(tǒng)的人工、電信號檢測,光纖傳感技術不僅安全可靠,還保證了傳輸準確率和效率,抗干擾性、穩(wěn)定性較高。不僅如此,光纖傳感技術的核心光纖傳感器具有傳輸信息多、傳輸距離遠、損耗低,有利于實現多參量、長距離、廣范圍、分布式無需用電,實時預警成為可能。

  萬物互聯 智能檢測設備上線

  萬物互聯時代,一大批數據化、智能化設備儀器涌現,為平凡時代帶來前行導航,喚醒技術生機,引導著人們不斷摸索前行。

  全斷面一體化隧道智能檢測裝備以電動驅動平臺為基礎,集軌道床表面檢查裝置、地鐵隧道高清相機裝置、移動三維激光掃描裝置、軌道扣件檢查裝置等多款儀器于一體,同步控制各部分協(xié)調下,鏈接各個傳感器,實現單元儀器間時空同步,快速提取隧道的三維特征和異常情況。

  同時,該設備還將BIM-GIS技術融合數據管理功能,實景三維數據管理平臺智能化處理掃描數據。該設備的互聯功能將各項檢測數據可視化關聯,不僅能實時掌握隧道內各項參數指標常,還能上傳數據、智能篩選、自動分析等,大幅提升隧道檢測、管理效率。

  據工作人員介紹,該檢測裝備最快檢測速度達10公里/小時,識別隧道結構病害率達95%以上,作業(yè)效率優(yōu)于光纖監(jiān)測數倍,大大節(jié)約了檢測的人力、時間成本。

  全斷面一體化隧道智能檢測裝備不僅有效提高了隧道的檢測效率、降低后期維護成本,還通過處理與分析測量數據,得到凈空收斂和沉降監(jiān)測數據,進而找到合理有效的隧道施工、建設方法。其設備一方面保證隧道的安全性,另一方面為隧道工程建設提供可靠的信息支持,促進了軌道交通測量檢測行業(yè)數字化轉型。

  值得注意的是由于地下工作環(huán)境惡劣,且沒有參照物輔助定位,隧道施工過程中只能依靠儀器定位。全站儀、三維激光掃描技術大顯身手。

  首先檢測人員采用全站儀分布式掃描隧道三維數據,該數據可以作為檢驗施工是否符合標準的重要依據。接著,工作人員根據現場環(huán)境,采用三維激光掃描儀高精度采集數據,獲取隧道全面數據信息。同時該儀器可檢測隧道的變形情況,并在隧道監(jiān)控測量儀中快速分析拱頂沉降、收斂狀態(tài)、超欠挖、軸線偏差等數據。通過對比隧道不同時期的斷面數據,及時準確發(fā)現隧道變形趨勢,為后續(xù)的設計參數變更、工法優(yōu)化、工序調整、施工進度安排、施工質量控制提供數據支持,保證施工安全與進度,同時規(guī)避了眾多不穩(wěn)定因素與病害,實現了多方位、全過程隧道工程質檢勘測。

  數字互聯時代,“連接”成為基礎能力。智能化日益成為數字時代分工體系的主流模式,檢測設備也不例外。從人工檢測到光纖技術再到智能設備,檢測設備歷經智能技術檢測從研發(fā)到成熟再到投入使用的全過程。數字時代科技融合產業(yè)發(fā)展的新模式正在加快形成。未來,數字技術、算法演推、全景采集等技術支持下,檢測行業(yè)也將迎來更多可能性。


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