沉管隧道监控解决方案

沉管隧道监控管理系统通过物联网、无线通信、大数据与云计算等前沿技术对沉管隧道健康进行全方位在线实时监测，实现沉管隧道监测的信息化、实时化、三维化、网络化，使相关人员可以快速及时的掌握沉管管节动态信息。

沉管隧道监控管理系统可以对沉管浮运、沉放、沉降过程进行监测分析，主要体现在:
1、浮运期间，对沉管端封门的受力及变形进行监测，可对浮运安装过程中管节端封门结构应力、变形情况进行评估，必要时进行施工预警，为管节浮运施工安全提供技术支撑。
2、沉管沉放后，对沉管在沉放后管节接头、管节艏艉等关键部位进行全面的监测，可实现施工期间沉管的差异沉降、接头张合量、剪力键受力、沉降趋势、线形变化和渗水安全状况等关键指标的实时评估，为沉管隧道施工过程的安全状态提供技术支撑，为必要的施工措施决策提供基础数据；
3、通过对沉管隧道沉降监测数据的分析及预测，为后续沉管对接、沉管段隧道后续结构浇筑及施工预抬量的调整提供可靠依据。
4、通过监控平台，提高监控数据处理分析效率，强化建设期及运维期沉管隧道安全管控。主要体现在建立沉管隧道监控云平台管理系统，实现数据实时网络传输，同时具备项目管理、设备配置、传感器配置、数据在线展示、在线预警等功能；数据处理与监控管理系统的融合，实现数据的在线统计，在线结果计算，图表分析，趋势分析，预警提示等功能；沉管隧道监控的BIM可视化展示，结合沉管隧道的BIM成果，形成静态或动态的三维结构构件图形，准确标注、醒目表示相关物理测量数值的直观位置和物理意义，方便监控人员分析监测状态和存在问题。

案例展示

1.项目简介

深中通道深中通道S09合同段项目西侧与泄洪区110m跨非通航桥西端相接（里程 K12+838），东侧通过沉管隧道最终接头（里程 K8+474）与S08合同段相接。本合同段主要工程内容：沉管隧道全线的基槽开挖及维护清淤；钢壳沉管E1～E22管节和最终接头的施工，包括预制场建设、沉管混凝土浇筑、沉管舾装、至桂山预制场浮运航道开挖及维护；基槽基础处理、垫层及垫层清淤、沉管浮运沉放、沉管回填。

图1  工程总体平面示意图

图2  工程总体纵断面示意图

大连湾海底隧道

大连湾海底隧道建设工程位于辽宁省大连市辽东半岛南岸，大连湾湾底地区,接大连市东港商务区与甘井子区钻石湾，隧道主线全长5098m，其中沉管段长3035m（13节直线管节、5节曲线管节）。隧道采用城市快速路标准、设计速度60km/h、双向六车道规模。管节结构横断面按照两孔一管廊设计，外包尺寸为宽33.4m×高9.7m，管节车道孔顶、底板厚度分别为1.35m和1.40m，中隔墙厚度为0.6m，外侧墙厚度为1.25m。车道孔单孔净宽12.65m，单孔净高6.95m。

图3  大连湾海底隧道建设工程沉管隧道平面图

图4  大连湾海底隧道沉管段标准横断面示意图（mm）

2.监测目的该平台着眼于将沉管隧道监测实现信息化，实时显示沉管健康状况，如温度、倾斜角度、加速度、管节张合量、差异变位等信息。通过对这些数据实时监测以及三级预警功能，能够及时发现和指导施工期及运维期现场中存在的问题，为业主、监理、设计和施工单位各方提供全过程的沉管信息。实现对沉管隧道建设、运营过程的高效率、高质量监测及管理；为沉管隧道管控提供全新的管理方式和理念；结合BIM可视化技术，从传统的事后把关转向事前控制、过程监管，达到了预防为主，全程管控的效果。

3.现场展示

图5  一体船监测数据汇集采集终端

图6  结合腔姿态变形监测

图7  浮运安装沉管姿态及端门监测数据采集终端

4.平台展示

图8  日常巡检记录

图10  报表过程线-单点图形

图12  灰模型预测结果

图13  端封门监测

图14  BIM可视化展示施工进度

图15  浮运安装一体船姿态监测

图16  监测信息与BIM可视化展示结合

5.平台优势与特点