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隧道工程智能化監測技術的現狀與發展前景分析

2025-09-02 09:03:25來源:中華建筑報網作者:孟萌責任編輯:xmt01

  隨著我國交通基礎設施建設向復雜地質區域延伸,隧道工程的安全監測需求持續提升。本文梳理隧道工程智能化監測技術的應用現狀,重點分析物聯網(IoT)、光纖傳感、BIM+監測等核心技術的應用場景與優勢,指出當前技術存在的數據融合不足、智能化程度待提升、成本控制難等問題,為隧道工程安全監測的技術升級提供參考。

  一、隧道工程智能化監測技術的應用現狀

  (一)核心技術的應用場景

  物聯網(IoT)監測系統部署振弦式傳感器等設備,可實時采集隧道圍巖位移、初支應力及溫濕度,優勢是部署靈活、覆蓋全斷面,超長隧道需增設中繼節點;光纖傳感監測技術因抗干擾、耐腐蝕、可分布式監測成核心,BOTDR技術可連續監測幾十公里且精度±0.1mm,點式傳感器用于關鍵斷面監測;BIM+監測技術關聯模型與實時數據建可視化平臺,數據接近閾值時自動顏色預警,應急響應縮至30分鐘內。

  (二)當前技術存在的主要問題

  當前面臨三方面瓶頸:一是數據融合能力不足,多數監測系統僅實現單一指標采集,如位移監測與滲漏水監測數據獨立存儲,難以綜合判斷隧道結構健康狀態;二是智能化分析程度低,現有系統多停留在“數據采集-閾值預警”層面,缺乏對監測數據的趨勢預測能力,無法提前預判潛在風險;三是成本控制難度大,光纖傳感、BIM平臺等核心設備與軟件的初期投入較高,單公里隧道智能化監測成本約150-200萬元,部分中小規模隧道項目難以承擔。

  二、隧道工程智能化監測技術的發展前景

  結合智慧交通與新基建發展趨勢,隧道工程智能化監測技術將向“更智能、更集成、更經濟”升級,重點突破四大方向:多技術深度融合構建一體化監測體系,未來推動物聯網、光纖傳感、InSAR等技術融合,施工期形成“地表-地下”立體監測網絡,運營期引入機器視覺技術聯動分析數據;AI賦能數據分析實現風險預測式監測,借助機器學習與深度學習算法建立預測模型;推進標準化與低成本化以擴大應用,行業加快制定技術標準,同時通過技術國產化降低成本;研發綠色監測技術契合雙碳目標,開發低能耗環保設備。

  三、結論與展望

  隧道工程智能化監測技術已從“自動化采集”向“智能化分析”轉型,物聯網、光纖傳感等技術的應用顯著提升了隧道安全管控能力,但數據融合、成本控制等問題仍需突破。未來隨著多技術融合、AI賦能與標準化建設的推進,該技術將實現“風險可預測、數據可共享、成本可控制”的目標。后續研究可進一步聚焦極端環境(如高寒、高海拔)下的監測技術適配性,推動智能化監測技術向更復雜場景延伸。(作者:孟萌 供職單位:中鐵十八局集團第一工程有限公司)

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