DB32 T 4243-2022 水下隧道结构健康监测技术规程.pdf

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1、 ICS 03.120.20 CCS Z10/39 32 江苏省地方标准 DB32/T 4243 2022 水下隧道 结构健康 监测技术 规程 Technical specification of structure health monitoring for underwater tunnel 2022-03-23 发布 2022-09-01 实施 江苏省市 场监督 管 理局 江苏省 住房和 城乡建设 厅 发 布 DB32/T 4243 2022 I 目 次 前 言.II 1 总则.1 2 规范 性引 用文 件.1 3 术语 和符 号.1 4 基本 规定.3 5 结构 健康 监测 的内 容.

2、4 5.1 一 般规 定.4 5.2 监 测项 目与 数据 要求.5 5.3 监 测区 段、监测 断面 及测点.7 6 结构 健康 监测 系统 设计.8 6.1 一 般规 定与 总体 设计.8 6.2 传 感器 子系 统.9 6.3 数 据采 集与 传输 子系 统.9 6.4 数 据处 理与 控制 子系 统.10 6.5 数 据存 储与 管理 子雄.11 6.6 状 态评 估与 预警 子系 统.11 6.7 用 户界 面子 系统.12 7 施工 结构 健康 监测 系统 施工与 验收.13 7.1 一 般规 定.13 7.2 传 感器 安装.14 7.3 综 合布 线.16 7.4 采 集站 与

3、机 房安 装.18 7.5 软 件开 发、测试 与部 署.19 7.6 系 统调 试.20 7.7 系 统试 运行.20 7.8 系 统验 收.21 8 结构 健康 监测 系统 维护.24 8.1 一 般规 定.24 8.2 传 感器 子系 统.25 8.3 数 据采 集与 传输 子系 统.25 8.4 数 据处 理与 控制 子系 统.26 8.5 数 据存 储与 管理 子系 统.26 8.6 状 态评 估与 预警 子系 统.27 8.7 用 户界 面子 系统.27 附录 A（资 料性）水下隧 道结 构健 康监 测常 用传感 器.28 附录 B（资 料性）层次分 析法.31 DB32/T 42

4、43 2022 II 前 言 本规程 按照GB/T 1.1 2020 标准 化工 作导则 第1 部分：标准化 文件 的结构 和起草 规则 的规 定起草。本规程 由 江 苏省 住房 和城 乡建设 厅 提 出。本规程 由 江 苏省 住房 和城 乡建设 厅 归 口。本规程 起草 单位：苏 交科 集团股 份有 限公 司、南京 大学、南方 科技 大学、南 京交通 运营 管理 集 团 有限公司、南 京市 公共 工程 建设中 心、扬州 市隧 道管 理处。本规程 主要 起草 人：黄俊、张巍、张 忠宇、陈 喜坤、邵理 阳、沈阳、丁 鸿志、鄂俊 宇、闫立 胜、房倩、黄 大维、牛 晓凯、李 建春、董飞。DB32/T

5、 4243 2022 1 水 下隧道 结构健康 监测技 术规程 1 总则 1.0.1 为规 范结 构健 康监 测技术 在水 下隧 道中 的应 用，提 高水 下隧 道结 构维 护管理 水平，促 进 相 关技术的 提升，制 订本 规程。1.0.2 本规 程适 用于 盾构 法、堰 筑法、钻 爆法、顶 管 法及沉 管法 水下 隧道 的结 构健康 监测，其 他 类型隧道 可参 照执 行。1.0.3 水下 隧道 结构 健康 监测除 应符 合本 规程 外，应同时 符合 国家 现行 有关 标准的 规定。2 规范性 引用 文件 下列文 件中 的内 容通 过文 中的规 范性 引用 而构 成本 文件必 不可 少的

6、条款。其 中，注日 期的 引用 文件，仅该日 期对 应的 版本 适用 于本文 件；不注 日期 的引 用文件，其 最新 版本（包 括所有 的修 改单）适 用 于 本文件。GB 50982 建筑 与桥 梁结 构 监测技 术规 范 GB 50911 城市 轨道 交通 工 程监测 技术 规范 GB 50497 建筑 基坑 工程 监 测技术 标准 GB 50311 综合 布线 系统 工 程设计 规范 GB 50312 综合 布线 系统 工 程验收 规范 GB50446 盾 构法 隧道 施工 及验收 规范 GB 50300 建筑 工程 施工 质 量验收 统一 标准 GB/T 14412 机 械振 动与 冲

7、 击 加 速度 计的 机械 安装 GB/T 15532 计 算机 软件 测 试规范 GB/T 9386 计算 机软 件测 试文档 编制 规范 GB 50205 钢结 构工 程施 工 质量验 收标 准 GB 50303 建筑 电气 工程 施 工质量 验收 规范 GB 50343 建筑 物电 子信 息 系统防 雷技 术规 范 JT/T 1037 公路 桥梁 结构 安全监 测 系 统技 术规 程 JTG H12 公 路隧 道养 护技 术规范 CJJ/T 289 城市 轨道 交通 隧道结 构养 护技 术标 准 JTGF 80/1 公路 工程 质量 检验评 定标 准 CECS 333 结构 健康 监测

8、系 统设计 标准 T/CECS 652 结 构健 康监 测 系统运 行维 护与 管理 标准 T/CECS 529 大 跨度 桥梁 结 构健康 监测 系统 预警 阈值 标准 DB32/T 2880 光纤 传 感式 桥隧结 构健 康监 测系 统设 计、施 工及 维护 规范 3 术语和 符号 下列术 语和 符号 适用 于本 文件。3.1 水下隧 道Tunnel Underwater DB32/T 4243 2022 2 下穿河 流、湖泊、海 湾或 海峡 等 水域 的隧 道。3.2 结构健 康监 测Structural Health Monitoring 利用现 场的、无损 的方式 采集结 构与环 境

9、信 息，分 析结构 反应的 各种 特征，获取结 构因环 境因 素、损伤或 退化 而造 成的 改变。3.3 结构健 康监 测系 统Structural Health Monitoring System 一种集 传感、数据 采集与 传输、结构状 态参 数与损 伤识别、性能 评价 与预测 技术为 一体的 自动 化、信息化 监测 系统，主 要由 传感器 及采 集仪 器设 备等 硬件系 统和 数据 分析 及结 构分析 等软 件系 统 构 成，通过对结 构进 行连 续性（包 括实时 或不 同频 度）测 试，实现对 结构 当前 及未 来服 役状况 与潜 在风 险的 分析和评价。3.4 风险 源Risk So

10、urce 可能导 致事 故发 生的 直接 因素。3.5 风险Risk 采用山 石或 其它 材质 制作 的仿山 石，配置 组合 成山 峦和山 间局 部形 态。某一 事故发 生的 可能 性 和 严重程度 的组 合。3.6 结构安 全风 险分 析Structural Safety Risk Analysis 对风险 源可 能导 致的 事故 进行分 析，找出 可能 致害 物、事 故原 因等。3.7 隧道病 害Tunnel Disease 隧道在 运行 过程 中由 于外 力、材 料劣 化等 造成 的影 响隧道 使用 功能 的损 伤及 劣化状 态。3.8 测点Measuring Point 布置传 感器

11、的点 位。3.9 监测断 面Monitoring Section 对应隧 道某 一桩 号，进行 测点布 置的 隧道 断面。3.10 监测区 段Monitoring Area 由多个 监测 断面 组成，具 有一定 代表 性，能够 集中 反映隧 道结 构或 环境 变化 的连续 监测 范围。3.11 采集 站Measuring Unit 构成假 山有 特定 形态 和功 能作用 的石 峰、石 壁等 石 体。将不 同被 测参 量的 数 据采集 设备、数据 传输设备集 中安 放的 装置。3.12 温度补 偿Temperature Compensation 岩体壁 面裂 隙和 凹槽。采 取有效 措施 以抵

12、消或 减弱 温度变 化对 被测 物理 量特 性造成 的影 响。3.13 监测频 率Monitoring Frequency 分开的 对立 岩体 形成 隘口 和隘路 地形，也可 构成 各自 独立的 主次 峰、壁 体。单 位 时间内 的监 测 次 数。DB32/T 4243 2022 3 3.14 预警阈 值Precaution Value 叠置假 山的 各类 山石 块和 用建筑 材料 加工 出的 仿山 石块。对隧 道运 营环 境、结 构构件 可能 出现 的 不同程度 异常 或危 险，所设 定各监 测点 设备 的监 测参 数警戒 值。3.15 结构安 全预 警Early-warning of St

13、ructural Safety 料石表 面的 浅细 裂痕 和凹 凸面棱。结构 荷载 作用、响 应或评 价指 标超 过预 警阈 值时，结 构健 康监 测系统按 预定 方式 自动 发出 警告的 行为。3.16 结构安 全状 态评 价Structure Health State Evaluation 塑石表 面呈 现出 的平 滑和 粗糙感。通 过监 测数 据分 析水下 隧道 结构 当前 的工 作状态，并 与相应的临界状态 进行 比较 分析，评 价其安 全程 度。判断矩 阵相 对一 致性 指标；监测指 标数 值；0 竣工状 态 水 下隧 道 某 监测 项目理 论设 计值；运行状 态 下 水下 隧道 同

14、一 监测项 目的 第 次实测 值；运行状 态下 水下 隧道 同一 监测项 目的 实测 总数；监测指 标在 区域 范围 内的 最小值；监测指 标在 区域 范围 内的 最大值。4 基本规 定 4.1 水下 隧道 工程 在设 计 阶段应 提出 结构 健康 监测 技术要 求，相关 设施 宜与 隧道施 工同 期实 施。4.2 结构 健康 监测 应满 足 在全寿 命周 期 内 掌握 水下 隧道 结 构安 全 状 态的 要求。4.3 结构健 康监 测内容 应 结合结 构安全 风险 分析进 行确定，主要 包括 监测项 目、监 测区段、监 测断 面及测点 等。4.4 结构 健康 监测 应充 分 利用隧 道施 工

15、期 间既 有的 监测设 备和 监测 数据。4.5 结构 健康 监测 宜按 照 图 4.0.5 所 示流 程开 展工 作。DB32/T 4243 2022 4 确定监测内容结构安全风险分析结构健康监测系统设计结构健康监测系统实施与验收系统排查 是否满足使用要求资料收集数据分析与预警修复、升级或改造否是 图 4.0.5 结构健康监测工作流 程 4.6 结构健 康监 测系统 应 具有采 集、传 输、存储、数据处 理、预 警与 安全状 态评估 等功能，应 包含 以下子系 统：1 传感器 子系 统。2 数据采 集与 传输 子系 统。3 数据处 理 与 控制 子系 统。4 数据存 储与 管理 子系 统。5

16、 状态评 估与 预警 子系 统。6 用户界 面子 系统。4.7 结构健 康监 测系统 的 硬件 和 软件应 遵循 稳定可 靠、经 济适用、技 术先进、操作 方便、便于 维护 更换及扩 展 升 级的 基本 原则。4.8 结构 健康 监测 系统 的 硬件 不 得侵 入水 下 隧 道建 筑限界。4.9 正常 维护 或更换 监 测 设备时，结 构健 康监 测应 保证数 据采 集的 一致 性和 数据使 用的 连续 性。4.10 隧道 出现 影响 结构 安全的 病害 时，相应 位置 应补充 结构 健康 监测 测点。4.11 当隧 道外 部环 境出 现骤变 时，应增 加监 测频 次，必 要时 应增 加监 测

17、项 目。5 结构健 康监 测的 内容 5.1 一般规 定 5.1.1 结构健 康监 测应 采用 现有 监测技 术，并积 极采 用新 方法、新技 术。5.1.2 水下隧 道工程 应基 于项目 建设条 件、工 程施 工过程 资料及 隧道运 行期 特点，从外部 环境、内 部环境及 结构 自身 确定 结构 安全风 险源。5.1.3 隧道建 设期 资料 主要 包括 以下内 容：1 隧道设 计图 纸。DB32/T 4243 2022 5 2 隧道工 程地 质与 水文 地质 勘察报 告。3 场地地 震安 全性 评价 报告。4 水文分 析计 算报 告。5 施工日 志。6 施工期 监测 报告。5.1.4 隧道运

18、 行期 资料 主要 包括 以下内 容：1 隧道交 工/竣 工验 收的 相关 资料。2 隧道养 护维 修资 料。3 运行期 监测 报告。4 运行安 全事 故等 相关 资料。5.2 监测项 目与 数据 要求 5.2.1 隧道开 展了运 行期 结构安 全风险 评估时，结 构健康 监测项 目应由 可接 受风险 的工况 进行确 定；未开展 运行 期结 构安 全风 险评估 时，结构 健康 监测 项目宜 参照 图4.2.1 与表4.2.1 所示 内容 进行 确 定。定量或定性分析梳理结构安全风险源与风险清单发生概率危害大小监测成本、技术成熟度等待处理的紧迫性前期准备主要判定指标其他判定指标是否接受监测项目非

19、监测项目 图 5.2.1 监测项目 确定流程 表 5.2.1 结构健康监测风险源 与监测项目 类别 风险源 风险源 描述 监测项 目 外部环 境风险 工程地 质条 件突 变 地层软 硬不 均、软土 地区 加固 与非 加 固分界、断 层破碎带等 不均匀 沉降、接 缝伸 缩、错台、断 面 收敛、螺栓 应力、混 凝土 裂缝、渗 漏水、土 水压 力 等 上覆土 压力（围岩 压力）极 大或 极小 抛石、深槽、回 淤或 冲刷 较大 位置 上方存 在重 要设 施 上方存 在道 路、堤 岸、铁路、文物 等需 要保护 的建（构）筑物 近接施 工 近接基 坑开 挖及 降水 作业、平 行或 交 叉隧道 工程 意外事

20、 件 施工期 间的 安全 事故、沉 船、地质 钻 孔 DB32/T 4243 2022 6 类别 风险源 风险源 描述 监测项 目 内部环 境风险 温差效 应 温度变 化带 来材 料热 胀冷 缩 温度、混凝 土应 力 行车振 动 行车振 动 振动、混凝 土裂 缝 杂散电 流 杂散电 流 杂散电 流、钢筋 锈蚀 空气湿 度 湿度较 大区 域材 料老 化速 度快 湿度、钢筋 锈蚀、混 凝土 碳化 等 意外事 件 行车碰 撞、火灾 等 混凝土 裂缝 等 结构自 身风险 结构刚 度突 变 隧道明 暗分 界处、施 工方 法变 化处、匝道汇 入断 面、附属用 房共 建节 段、联络 通道、叠层 段与普 通段

21、 衔接区域等 位置 不均匀 沉降 施工误 差较 大 盾构始 发接 收段、转 弯半 径较 小处、成品误 差较 大 处 错台、接缝 伸缩、渗 漏水、混 凝土 裂 缝等 施工质 量问 题 施工质 量引 起的 结构 问题 错台、渗漏 水、混凝 土裂 缝等 5.2.2 监测项 目应考 虑水 下隧道 施工方 法的差 异，综合工 作条件、结构 受力、结构 变形及 结构材 料 耐久性等 工程 特点，并 参考 表 5.2.2 进 行确 定。表 5.2.2 水下隧道结构健康监测 项目 类别 施工方 法 工作条 件监 测项 目 结构受力 监 测项 目 结构变形 监 测项 目 结构材料 耐 久性 监测项目 其他监 测

22、项 目 盾构法 土压力 水压力 温度 振动加 速度 混凝土 应力 钢筋应 力 螺栓应 力 管片接 触压力 不均匀 沉降 接缝伸 缩 错台 扭转 断面收 敛 裂缝宽 度 管片倾 斜与 偏转 钢筋腐蚀 渗漏水 等 堰筑法 土压力 水压力 温度 振动加 速度 混凝土 应力 钢筋应 力 不均匀 沉降 接缝伸 缩 错台 扭转 裂缝宽 度 钢筋腐蚀 混凝土 碳化 渗漏水 等 钻爆法 土压力（围 岩与 初衬接触压 力）初衬与 二衬 接触 压力 水压力 围岩温 度 振动加 速度 混凝土 应力 钢筋应 力 锚杆轴 力 不均匀 沉降 接缝伸 缩 错台 扭转 断面收 敛 裂缝宽 度 钢筋腐蚀 混凝土 碳化 渗漏水

23、等 顶管法 土压力 水压力 温度 振动加 速度 混凝土 应力 钢筋应 力 不均匀 沉降 接缝伸 缩 错台 扭转 裂缝宽 度 钢筋腐蚀 混凝土 碳化 渗漏水 等 沉管法 土压力 水压力 温度 振动加 速度 混凝土 应力 钢筋应 力 限位装 置内 力 不均匀 沉降 接缝伸 缩 错台 扭转 裂缝宽 度 钢筋腐蚀 混凝土 碳化 渗漏水 等 5.2.3 水下隧 道遇到 下列 情况时，应复 核已有 监测 项目对 相关指 标的反 映情 况，必 要时应 增加监 测 项目和测 点：1 隧道结 构出 现病 害。2 隧道内 出现 安全 事故。3 周边存 在对 隧道 有影 响的 在建、已建 工程。4 周边发生 重 大

24、自 然灾 害。DB32/T 4243 2022 7 5 其他对 隧道 结构 产生 影响 的突发 事件。5.2.4 采用自 动化实 时监 测方法 不能充 分掌握 结构 安全情 况时，应补充 其他 如人工 巡检、机器人 巡 检等方法。5.2.5 水下隧 道隐 蔽狭 小空 间内 的接缝 变形（张 开、错台）、渗 漏水 宜采 用智 能机 器人进 行监 测。5.2.6 监测项 目的 数据 精度 和采 样频率 应不 低于 表 5.2.6 的规定。表 5.2.6 监测项目的数据 精度和采样频率要求 监测项 目 精度要 求 采样频 率 监测项 目 精度要 求 采样频 率 土压力 0.01MPa 1 次/h 螺

25、栓应 力 0.01MPa 1 次/h 水压力 0.01MPa 1 次/h 接触压 力 0.01MPa 1 次/h 整体沉 降 0.1mm 1 次/h 裂缝宽 度 0.01mm 1 次/h 不均匀 沉降 0.1mm 1 次/h 错台 0.1mm 1 次/h 接缝伸 缩 0.1mm 1 次/h 锚杆轴 力 0.01MPa 1 次/h 混凝土 应力 1 0 1 次/h 扭转 0.5 1 次/h 钢筋应 力 0.01MPa 1 次/h 振动加 速度 0.1g 100Hz 5.2.7 同一区 段进 行变 形、受力、温度 监测 时，数据 采集 宜同步。5.2.8 水下隧 道发 生以 下事 件时，应提 高健

26、 康监 测系 统采 样频率。1 汛期、低温。2 保护区 内施 工作 业。3 重大自 然灾 害。4 隧道内 安全 事故。5.2.9 结构健 康监 测应 采取 措施 减少温 度等 环境 因素 对传 感器的 影响。5.3 监测区 段、监测 断面 及测 点 5.3.1 监测区 段、监测 断面 与测 点应具 有代 表性，便 于结 构健康 监测 系统 的施 工与 后期维 护。5.3.2 监测区 段应 布置 在下 列位 置：1 隧道建 设范 围地 层起 伏较 大与地 质发 生突 变处。2 隧道穿 越断 层及 地质 构造 发育处。3 隧道与 周边 建（构）筑物 交叉处。4 隧道结 构刚 度突 变处。5 发生危

27、 及隧 道结 构安 全的 事故处。6 采用不 同施 工方 法修 建的 水下隧 道尚 应考 虑 表 5.3.2 所列监 测区段。表 5.3.2 不同 施工方法的 水下隧道监测区段 施工方 法 监测区段 盾构法 1 埋深 小于1 倍 洞径 或大 于3 倍洞 径 的区段。2 冲刷 或淤 积对 覆盖 层厚 度可 能产 生 影响的 区段。3 水深 大于25m 的区 段。堰筑法 1 可能 会出 现沉 船或 抛锚 的通 航区段。2 冲刷 或淤 积对 覆盖 层厚 度可 能产 生 影响的 区段。3 水深 大于10m 的区段。DB32/T 4243 2022 8 钻爆法 1 地质 条件 为V 级及VI 级围 岩区

28、段。2 埋深 小于1 倍 开挖 跨度 的IV 级 围岩 区段。3 水深 大于30m 的区段。沉管法 1 可能 会出 现沉 船或 抛锚 的通 航区段。2 冲刷 或淤 积对 覆盖 层厚 度可 能产 生 影响的 区段。3 水深 大于20m 的区段。顶管法 1 水深 大于15m 的区段。2 冲刷 或淤 积对 覆盖 层厚 度可 能产 生 影响的 区段。5.3.3 监测断 面的布 置应 反映隧 道横向 或纵向 的力 学特征 和监测 项目的 特点，并便 于结构 健康监 测 系统的施 工和 维护。5.3.4 测点的 位置和 数量 宜根据 监测项 目特点，结 合水下 隧道结 构类型、外 部环境、设计 要求、施

29、工过程及 结构 计算 成果 等综 合确定，并 应符 合下 列规 定：1 反映监 测对 象的 实际 状态 及变化 趋势。2 布置在 便于 传感 器安 装、测读、维护 和更 换的 位置。3 便于数 据采 集，利于 缩短 信号的 传输 距离。4 结合结 构的 对称 性，减少 测点布 置数 量。5.3.5 工作条 件监 测测 点布 置应 满足以 下要 求：1 土水压 力监测 宜 选择 断面 顶部、腰部、底 部进 行测 点布置。2 地震动 监测 应根 据设 防烈 度、抗震 设防 类别、结构 重 要性、结 构类 型 和 地形 地 质条件 进行 测点布置。3 车道板 振动 测点 宜布 置 在 车道板 中间

30、及牛腿（支座 或纵梁）处。5.3.6 结构受 力监 测测 点布 置应 满足以 下要 求：1 混凝土、钢 筋应 力 测 点应 优先布 置在 衬砌 受力 计算 内力包 络图 最值 出现 的位 置，且 应在衬砌内侧和外 侧对 称 布 置。2 螺栓应 力 监 测测 点的 布置 不应降 低螺 栓自 身的 性能，且应选 取同 一环 受力 较大 的螺栓 进 行 监 测。5.3.7 结构变 形监 测测 点布 置应 符合以 下要 求：1 布置不 均匀 沉降 测点 的接 缝宜同 时布 置接 缝伸 缩测 点。2 不均匀 沉降 采用 液位 式静 力水准 仪测 量时，测点 之 间 的高 差不 宜大 于 50mm；当隧道

31、 坡度 较 大时，可 在中 间测 点附近 增设 转点，转 点与 测点 的 高 差应保 持不 变，且不 得 跨 缝布置。3 宽度超 过 0.1mm 的混凝土 裂缝应 布置 裂缝 测点，传 感器应 垂直 于裂缝 开裂 方 向布置。4 采用盾 构法 施工 的水 下隧 道，管 片接 缝伸 缩监 测应 同时布 置环 缝和 纵缝 测点。5.3.8 混凝土 碳化 监测 和钢 筋锈 蚀监测 测点 宜布 置在 隧道 纵断面 最低 处。6 结构健 康监 测系 统设 计 6.1 一般规 定与 总体 设计 6.1.1 结构健 康监测 系统 应具备 结构安 全管理 所需 的功能，各组 成部分 的设 计内容 应包含 且不

32、限 于 表6.1.1 所规 定内 容。DB32/T 4243 2022 9 表 6.1.1 主要 设计内容 组成部 分 设计内 容 传感器 子系 统 传感器 选型、编 号、参数、布设 方式、安装 步骤、保 护措 施 等 数据采 集与 传输 子系 统 采集传 输设 备 选 型、参数、采 集通 道 配置，现场 采集 站布置、综合 布线，硬件 保 护措 施 等 数据处 理 与 控制 子系 统 处理与 控制 设备 选型、参数，数据 前 处理、后处 理，数据 转换 算法 等 数据存 储与 管理 子系 统 数据的 存储、查询 及 数据 库管 理 等 状态评 估与 预警 子系 统 损伤识 别、预警 体系、结

33、 构安全 状态 评估等 用户界面 子 系统 用户界 面主 框架、实时 数据 显示 与报 警、数据 查询 与统 计、报告 生成、用 户管理、系统 帮助 等 6.1.2 结构健 康监 测系 统所 采用 的产品 应安 全可 靠、性能 稳定、工艺 成熟。6.1.3 结构健 康监 测系 统硬 件应 满足精 度、参数、稳 定性 等要求，并 具有 良好 的可 维护性。6.1.4 结构健 康监测 系统 软件应 与硬件 相匹配，且 具有兼 容性、可扩展 性、易维护 性和良 好的用 户 使用性能。6.1.5 结构健 康监 测系 统应 采用 不间断 电源。6.2 传感器 子系 统 6.2.1 传感器 宜采 用同 一

34、类 型，传感器 类型 建议 参考 表 6.2.1 选 择。表 6.2.1 传感器 类型选择 监测项 目 传感器 名称 常用类 型 围岩温 度、衬砌 温度、螺 栓温 度 等 温度计 铜电阻 式、钢弦 式、热敏 电阻 式、铂 电阻式、光 纤光栅式 裂缝宽 度、接缝 伸缩、错 台等 测缝计 电位器 式、电容 式、钢弦 式、光电 式、电感 式、差动变压 器式、光 纤光 栅式、差 动电 阻 式 整体沉 降、不均 匀沉 降等 静力水 准仪 电容式、差 动变 压器 式、光电 式、钢 弦式、电感 式、磁致伸 缩式、压 阻式 地震加 速度、振 动加 速度 等 加速度 计 压电式、压 阻式、电 容式 管片倾 斜与

35、 偏转、断 面收 敛、断面 扭 转等 倾斜仪 伺服加 速度 计 式、微 机械 电子 式、钢 弦式 水压力 等 渗压计 钢弦式、差 动电 阻式、光 纤光 栅式 土压力、围 岩压 力 等 土压力 计 钢弦式、差 动电 阻式、光 纤光 栅式 混凝土 碳化、钢筋 腐蚀 等 阳极梯 特制 钢筋应 力、混凝 土应 力等 应变计 差动电 阻式、钢 弦式、光 纤光 栅式 6.2.2 传感器 应综合 量程、线性 度、灵 敏度、分辨 率、重 复性、漂移、供电 方式、寿命与 环境适 应 性等进行 选型。常 见传 感器 及其主 要参 数见 附 录A。6.2.3 传感器 应考 虑后 期更 换的 可行性，埋 入式 传感

36、器应 考虑冗 余度。6.2.4 传感器 应采取 防水、防腐、防振、防静 电、防尘等 保护措 施，安 装或 埋设后 应及时 获取初 始 读数。6.2.5 传感器 应根 据监 测项 目、监测区 段、监测 断面、传 感器类 型等 进行 统一 编号。6.2.6 传感器 支架 应采 取防 腐措 施，其 几何 尺寸、强 度与 刚度应 满足 传感 器的 工作 要求。6.3 数据采 集与 传输 子系 统 6.3.1 数据采 集方案 应结 合监测 数据特 点与数 据分 析要求 进行制 订，并 保证 数据采 集与传 输线子 系 统具有较 高的 信噪 比、不失 真。6.3.2 数据采 集与传 输子 系统应 具备实

37、时自诊 断功 能，能 够识别 传感器 失效、信号 异常、子系统 功 能失效或 系统 故障。6.3.3 数据采 集与 传输 设备 应基 于接口 匹配 性、环境 适应 性、稳 定性、耐 久性 等要 求进行 选型。6.3.4 数据采 集与 传输 设备 应选 用兼容 性、耐久 性和 环境 适 应性好 的产 品，并应 易于 维 护、便 于更 换，且采取 防水、防 尘、防损 坏等保 护措 施。DB32/T 4243 2022 10 6.3.5 数据采 集设 备布 置环 境的 温度、湿度、静 电、磁场 和振动 等应 满足 设备 运行 要求。6.3.6 数据采 集站布 置应 根据传 感器 分 布情况、信 号传

38、输 距离、数据时 间同 步、易 维护等 要求确 定，宜与隧 道通 信、监控 等机 电设备 协同 布置。6.3.7 数据传 输路由 与综 合布线 应基于 隧道现 场情 况、传 感器与 数据采 集站 布置方 案及信 号传输 距 离进行设 计，宜利 用机 电工 程已有 桥架 和预 留孔 洞走 线，并 远离 强电 等噪 声源。6.3.8 数据传 输应坚 持因 地制宜 的原则，并综 合考 虑数据 传输距 离、现 场地 形条件、结构 特征、网 络覆盖状 况和 已有 的通 信设 施等因 素，灵活 选取 合适 的数据 传输 方式，并 符合 以下要 求：1 有抗干 扰要 求的 线缆 线路 与大功 率无 线电 发

39、射 源、高 压输电 线和 微波 无线 电信 号传输 通道 的 距离宜符 合现 行国 家标 准 综合布 线系 统工 程设 计规 范GB 50311 的相 关要 求，并应 按设 计要 求采 取 抗干扰措 施。2 有强电 磁场 干扰 时，应采 取有效 的电 磁屏 蔽措 施。3 线路布 置和 维护 困难 时，可采用 无线 传输 方式。4 根据工 程实 际需 要，可选 择一种 或多 种传 输方 式进 行组合 使用。6.3.9 数据采 集系 统应 具备 数据 备份机 制，满足 以下 要求：1 数据采 集子 站应 至少 保存 最近 7d 的 监测 数据 做备 份。2 采集子 站数 据存 储介 质应 满足连

40、续观 测需 要。6.3.10 数据采 集与 传输 软件 开发 应符合 下列 规定：1 实现数 据实 时采 集、自动 存储、缓存 管理、即 时反 馈和自 动传 输等 功能。2 与数据 库系 统和 数据 分析 软件稳 定、可靠 地通 信，可本地 或远 程调 整设 备配 置。3 接受并 处理 数据 采集 参数 的调整 指令，并 记录 和备 份处理 过程。4 考虑数 据传 输的 一致 性、完整性、可 靠性 和安 全性，并满 足系 统开 放性 和可 扩展性 要求。6.4 数据处 理与 控制 子系 统 6.4.1 数据处 理应 实现 数据 前处 理和数 据后 处理 功能，并 参考 图 6.4.1 所 示流

41、 程开 展工作。DB32/T 4243 2022 11 数据后处理数据前处理异常分析处理数据预处理计算目标监测量统计分析异常数据判断 仪器维修建议异常数据处理数字滤波小波滤波位移应变沉降重采样.数据压缩 特征参数计算特征值信息 长期趋势信息关系信息 方差分析特征提取数据挖掘中心 数据库去趋势项 图 6.4.1 数据处理 流程 6.4.2 统计分 析应包 括最 大值、最小值、平均 值、均方根 值、累 计值等 统计 值；应 给出以 日、月、年为统计 间隔 的统 计值。6.4.3 由于监 测系 统自 身异 常引 起的异 常数 据应 予以 剔除。6.4.4 数据处 理软件 应具 备数据 备份、清除和

42、故障 恢复等 功能，其中，故障 恢复功 能应兼 具手工 操 作控制功 能，其他 功能 应自 动调用。6.4.5 数据的 时间 应采 用公 历，最低精 度为 秒。6.5 数据存 储与 管理 子雄 6.5.1 数据存 储与 管理 子系 统应 实现快 速显 示、高效 存储、生成 报告 和数 据归 档等 功能。6.5.2 原始监 测数据 应定 期存储、备份 存档，后处 理数据 宜保持 不少于 三个 月的在 线存储；经统 计 分析的数 据应 专项 存储，每 季度或 每年 数据 分析 后宜 存储某 一段 或某 几段 典型 数据。6.5.3 数据库 应模 块化 架构，并 对 水下隧 道结 构信 息、监测 系

43、 统信息 和监 测数 据进 行分 类存储 和管 理。6.5.4 服务器 宜采 用工 作组 服务 器。6.5.5 监测数 据宜 采用 云计 算技 术进行 存储 或管 理。6.6 状态评 估与 预警 子系 统 6.6.1 状态评 估应 给出 隧道 整体、监测 区域 或断 面、结构 构件的 安全 状态 评估 和必 要的养 护建 议。6.6.2 状态评 估应评 估结 构性能 下降的 程度和 速率，分析 其退化 规律，预测 结构的 远期性 能状态，并对结构 的使 用寿 命做 出预 测。6.6.3 状态评 估方法 宜采 用模糊 层次综 合分析 法，对于评 价指标 的重要 性判 别应组 织业内 权威专 家

44、进行讨论，相 关工 作可 参考 附录 B。6.6.4 状态评 估采 用其 他方 法，如 基于可 靠度 理论 评价、基 于 遗传算 法评 价及 人工 神经 网络等 评价 时，应进行 专题 研究，确 保评 价结论 的可 靠性。DB32/T 42432022 12 6.6.5 评估报 告应 包括 水下 隧道 及健康 监测 系统 的基 本信 息、监 测项 目、分析 方法 和评估 结果 等。6.6.6 预警模 块应 具备 下列 功能：1 发布、调整 和解 除预 警信 息。2 实时、自动 和明 显的 预警 方式。6.6.7 结构健 康监测 系统 预警应 分为单 指标预 警和 综合指 标预警，单指 标预 警

45、应准 确反映 测点被 测 物理量或 其变 化速 率是 否超 过限值，综 合指 标预 警应 准 确反映 隧道 整体 或组 成构 件的安 全度 是否 超 过 限 值。6.6.8 单指标 预警 宜包 括五 个级 别，并 按 表 6.6.8 的 规定 确定。表 6.6.8 单指标 预警 预警级 别 级别描 述 控制行 为 阈值取 值 颜色标 识 I 特别严 重 红色预 警 控制值 红色RGB(255,0,0)II 严重 橙色预 警 3/4 控 制值 橙色RGB(255,125,0）III 较重 黄色预 警 1/2 控 制值 黄色RGB(255,255,0)IV 一般 蓝色预 警 1/4 控 制值 蓝色

46、RBG(0,0,255)正常 无 无 绿色RGB(0,255,0)6.6.9 综合指 标预警 应根 据分析 对象合 理确定 计算 方法，给出可 靠合理 的安 全度预 警指标，宜包 括 五个级别，并 按 表6.6.9 的 规定进 行确 定。表 6.6.9 多指标 综合分析预警 预警级 别 级别描 述 颜色标 识 隧道状 态 状态评 分 I 极端受 损 红色RGB(255,0,0)红色预 警 1.01.8 II 严重受 损 橙色RGB(255,125,0)橙色预 警 1.82.6 III 重度受 损 黄色RGB(255,255,0)黄色预 警 2.63.4 IV 轻微受 损 蓝色RGB(0,0,2

47、55)蓝色预 警 3.44.2 健康 绿色RGB(0,255,0)无预警 4.25.0 注：状 态评 分由 差到 好分数 判定为 15。6.6.10 预警控 制值 的确 定应 符合 下列要 求：1 综合设 计容 许值、理 论计 算值、数值 分析 值、监测 数据值、成 熟经 验等 进行 设置，有条件的可参照模 型结 构加 载试 验结 果确定。2 满足隧 道结 构及 周边 环境 的安全 控制 要求。3 满足设计、运行 养护 等相关 要求，并 根据 监测 数据 适时修 正。4 满足国 家现 行标 准的 其他 相关要 求。6.6.11 土压力、水 压力 预警 阈值 可 采用设 计阶 段结 构计 算设

48、定的最 大土 压力、水 压力 作 为预警 控制 值。6.6.12 预警方 式应 满足 以下 要求：1 结 构 安 全 预警 信 息 应由 专门 的 发 布 机构 或 被 授权 机构 根 据 隧 道安 全 隐 患的 发展 态 势 和 应急 处置进展，向 相关 部门 及时 发布、调整 或解 除预 警信 息。2 结构安 全预 警方 式应 明显 和多样 化，可包 括指 示灯、声音、网 络、可变 情报 板、路 侧广 播等。3 结构安 全预 警信 息应 形成 日志，内容 应包 括预 警事 件 概况、始末 时间、警 示事 项、预警 级别 等。6.7 用户界 面子 系统 DB32/T 4243 2022 13

49、 6.7.1 用户界 面子 系统 应与 数据 库无缝 衔接，保 证数 据交 换高效。6.7.2 用户界 面子 系统 宜选 择 Brower/Server 模 式。6.7.3 用户界 面子系 统应 采用加 密、分 级授权 等网 络安全 措施，具备通 过互 联网远 程安全 登录、查 阅系统监 测数 据和 报告 的功 能。6.7.4 用户界 面应实 时在 线显示 监测数 据、数 据采 集与传 输工作 状态、数据 处理与 控制工 作状态、数据存储 与管 理情 况、安全 评估 及 预警 结果 等信 息，用户界 面应 开放 兼容、美 观友好、操 作便 利。6.7.5 用户界 面应 能对 各子 系统 功能参

50、 数进 行在 线设 置和 修改。6.7.6 6.7.7 用户界 面应 有链 接、存储、调用 或显 示各 类分 析结 果、报 告的 窗口。6.7.8 用户界 面应 具备 将预 警信 息传送 给隧 道相 关管 理与 养护单 位的 通道。7 施工结 构健 康监 测系 统施 工与验 收 7.1 一般规 定 7.1.1 结构健 康监 测系 统的 施工 单位应 建立 项目 组织 机构、安全管 理制 度、施工 质量 控 制和检 验制 度。7.1.2 结构健 康监 测系 统施 工前 应做好 下列 准备 工作：1 组织相 关人 员深 入现 场调 查，掌 握现 场情 况。2 组织相 关人 员对 设计 文件 进行审