一、背景

在交通建设中，隧道的建设是比较危险的部分。在隧道开挖过程中很容易出现隧道工作面坍塌、突泥、涌水等情况。尤其是二衬台车与掌子面的这段距离，隧道未做加固支护，加上掌子面作业人员集中，容易出现重大事故。所以在隧道建设中，应重视隧道安全步距的监测。

图1    隧道安全步距采集终端 MTS-BJ1150型

二、系统介绍

隧道施工过程中对隧道安全步距有着严格要求，通常情况下根据围岩等级不同对步距的要求也不同，例如：仰拱距掌子面Ⅲ级围岩不超过90m；Ⅳ级不超过50m，Ⅴ级及以上围岩不大于40m或按设计要求； 二衬距掌子面距离Ⅰ、Ⅱ级围岩不超过200m，Ⅲ级围岩不超过120m，Ⅳ级围岩不超过90m，Ⅴ级及以上围岩不超过70米，本系统在二衬或仰拱位置安装基于毫米波雷达的安全步距采集终端，通过采集终端实时将步距信息通过无线网络发送至服务器的数据库中，系统通过模型算法计算步距长度，并根据围岩类型进行超标预警。

三、隧道安全步距在线监测系统架构图

图2    隧道安全步距在线监测系统 —— 架构图

四、系统功能

在隧道二衬台车上安装明锐科技自主研发的隧道安全步距采集终端，24小时不间断对台车距掌子面距离进行测距。并把测量数据通过网络发送到平台上，后经平台对比分析项目建设安全布局要求进行多级预警信息发布。

图2    隧道安全步距在线监测系统 —— 中交案例

五、系统特点

1、基础信息：显示隧道安全步距在线监测基础信息数据。

2、实时监测数据：对隧道安全步距在线监测数据进行实时展示。对隧道变形、受力、环境等全自动化在线监测，实时掌握隧道整体施工、运行的安全状态。

3、预警信息管理：对超过安全步距预警阈值的隧道进行实时预警。数据异常时，系统会触发相应的等级报警机制，第一时间以短信，传真，广播等形式通知用户。

图3    隧道安全步距在线监测系统 —— 中交案例

4、应急预案处理：从专家库直接提取相应的处理办法，及时采取人员介入、封锁道路等办法，将安全隐患消除在萌芽状态。

5、数据综合查询：支持隧道安全步距在线监测数据综合查询。监测数据的存储，为今后同类工程设计、施工提供类比依据。

6、统计报表：以图表形式展现隧道安全步距在线监测的统计报表。