山西地处黄土高原,有八山一水一分田之称。其地理环境决定了交通建设需逢山开路、遇水架桥,因此山西拥有极其庞大的隧道群。据数据显示,全省高速公路隧道总数已超过600座,总里程超过1000公里,约占全省高速公路总里程的9%。其中,超过5000米的特长隧道超过30条,包括西山隧道、雁门关隧道等。
根据实际情况来讲,山西的隧道大多都穿越太行山、吕梁山、太岳山等山脉。2026年5月刚贯通的黎霍高速太岳山隧道全长11.1千米,就需要穿越29条断层破碎带、2处大型褶皱,围岩软弱破碎,安全风险极高。面对这一运维压力,山西全省隧道运行监测实现了一张网联网管理,实现异常事件10秒内精准报警。
一、隧道内外排查最重要的指标
1.裂缝
位置与方向:了解裂缝发生在拱顶、边墙还是仰拱,以及裂缝是纵向、横向还是斜向分布。
几何尺寸:测量裂缝的长度、宽度。根据我国铁路工务相关标准,裂缝宽度分为毛裂纹≤0.3mm、小裂纹0.3～2mm、中裂缝2～20mm、大裂缝>20mm四个等级。
2.位移
位移位置:了解位移发生在拱顶、边墙、拱腰、仰拱等部位,以及整体变形或局部变形。
位移方向:测量位移的方向,包括水平位移、竖向位移、收敛变形。
3.渗漏水
渗漏位置:了解渗漏水发生在拱顶、边墙、施工缝、变形缝、衬砌裂缝等部位。
渗漏形式:滴水、流水、涌水等。
渗漏程度:测量渗漏范围及流量大小,并查看有无伴有衬砌劣化等现象。
4.沉降
沉降位置:了解沉降发生在拱顶、边墙、仰拱、路面或洞口等部位。
沉降量:测量沉降的累计值、沉降速率。
沉降特征:分析沉降均匀与否,有没有存在差异沉降。
二、智能裂缝传感器在裂缝巡查中的意义
无论是定期巡查还是抽样调查,归根结底都存在同一个盲区,那就是时空盲区。当巡检人员离开,隧道便处于监管盲区中。而裂缝的扩展随时可能出现,甚至在深夜的某个瞬间到达临界点。WITBEE®万宾科技®智能裂缝传感器EN100-C-FF从时间、空间上打破了局限。
单独一个点的部署可能限制传感器所能感知的范围,但针对长大隧道也可进行内外、多点部署,实现全域裂缝实时测量。即便是在凌晨两点仰拱出现了的0.01mm宽的裂缝,或是在温度应力下边墙的裂缝开始扩展,会被一一捕捉、上报。所以在边缘计算、AI算法等技术的支撑下,智能裂缝传感器不仅是在看裂缝,更是在算裂缝。当裂缝变化临近警戒值时,预警信息会同时被推送到指挥室的终端上。依靠人力所无法实现的,如今智能裂缝传感器做到了。但它并非完全取代人工,而是为他们服务,实现隧道智慧化运维。