DB13 T 6224-2025 城市轨道交通隧道结构智能监测技术要求.pdf
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1、 ICS 93.100 CCS P 65 13 河北省地方标准 DB 13/T 62242025 城市轨道交通隧道结构智能监测技术要求 Technical requirement for intelligent monitoring of urban rail transit tunnel structure 2025-12-16 发布2026-01-16 实施河北省市场监督管理局发 布 DB 13/T 62242025 I 前言 本文件按照GB/T 1.12020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。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利
2、的责任。本文件由河北省住房和城乡建设厅提出并归口。本文件起草单位:石家庄铁道大学、石家庄市衡昔高速公路建设管理有限公司、河北省市场监督管理局技术评价中心、河北冀科工程项目管理有限公司、石家庄市交通投资开发有限公司、中铁隧道集团三处有限公司、北京市政建设集团有限责任公司、石家庄市轨道交通集团有限责任公司、石家庄市公路桥梁建设集团有限公司第二分公司。本文件主要起草人:吴立朋、郭建明、白雪飞、柳进峰、张二辉、王永刚、胡指南、刘志春、李彪、娄金佩、张全秀、张建超、王文正、翟江、韩伟歌、张志伟、张立欣、焦剑、梁肖然、徐飞、何红员、贾世迎、于华宾、姚舜元、郑江辉、牛跃辉、林雪冰、刘康、管海宁、马识途、高军
3、伟、崔向兵、周洪宁、高渊、王义超、管忠正、齐昊淼、宋玉泽、马晓冬、刘春来、赵鹏。DB 13/T 62242025 1 城市轨道交通隧道结构智能监测技术要求 1 范围 本文件规定了城市轨道交通隧道结构智能监测工作中的总体要求、监测系统、监测内容、监测方法、监测过程、监测成果等方面的技术要求。本文件适用于城市轨道交通隧道结构运营期的智能监测。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/T 31168 信息安全技术 云计算服务安全能力要
4、求 GB/T 35274 数据安全技术 大数据服务安全能力要求 GB/T 36344 信息技术 数据质量评价指标 GB/T 36625.4 智慧城市 数据融合 第4部分:开放共享要求 GB/T 50308 城市轨道交通工程测量规范 GB 50911 城市轨道交通工程监测技术规范 GB/T 39559.3 城市轨道交通设施运营监测技术规范 第3部分:隧道 GB/T 45224 智慧城市 城市交通基础设施智能监测技术要求 JGJ 8 建筑变形测量规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。监测 monitoring 采用仪器量测、现场巡查或远程视频监控等手段和方法,长期、连续地采集和收集反映
5、城市轨道交通隧道结构及其周边环境对象的安全状态、变化特征及其发展趋势的信息,并进行分析、反馈的活动。来源:GB 50911-2013,2.1.1,有修改 常规监测 routine monitoring 为全面掌握运营隧道结构的变化情况,在隧道运营期开展的隧道结构监测工作。来源:GB/T 39559.3-2020,3.2,有修改 特殊监测 special monitoring 为掌握隧道结构病害段及隧道结构受保护区工程影响段的变化情况,在一定周期内开展的隧道结构监测工作。来源:GB/T 39559.3-2020,3.3,有修改 隧道结构智能监测 intelligent monitoring fo
6、r tunnel structure 集成物联网、大数据、人工智能等技术,实时获取隧道服役环境、外部作用、结构响应与结构变化数据,实现城市轨道交通隧道结构安全状态识别或预警的过程。4 总体要求 DB 13/T 62242025 2 城市轨道交通隧道在有下列情形时宜开展结构智能监测:a)周边环境发生变化,对结构安全有可能造成影响的;b)隧道结构出现异常,存在结构安全风险的;c)存在不便于人工监测情况或人工手段无法满足监测频率要求的;d)隧道结构常态化安全监测;e)其他需要开展结构智能监测的。智能监测系统的构建应遵循“先进、适用、稳定、安全、经济”的原则,兼顾扩展性、兼容性与便利性,确保系统稳定工
7、作。新建隧道的智能监测系统应与隧道土建、机电工程同步设计、实施、验收;在役隧道的智能监测系统应结合养护管理需求独立设计、实施、验收。城市轨道交通隧道结构运营期监测宜为长期实时监测,在正常维护和更换条件下,监测系统硬件、软件的更换与升级应保障监测数据的延续性和完好性。开展智能监测工作前,应编制监测方案。监测方案的内容应符合 GB/T 39559.3 第 6.1.2 条和GB/T 45224 第 5.7 条的规定。城市轨道交通隧道结构智能监测的内容宜包括环境类、外部作用类、结构响应类和结构变化类等,监测选项可分为应选监测项和宜选监测项,具体由管理部门、设计单位与监测单位共同确定。城市轨道交通隧道出
8、现可能影响结构安全的病害时,相应位置应补充结构监测点。城市轨道交通隧道结构智能监测宜采取自动化监测方法,必要时增加人工测量方式比对。城市轨道交通隧道结构智能监测系统宜具备与外部系统互联互通、数据共享、实时展示监测结果等功能。城市轨道交通隧道结构完成智能监测后应形成报告。5 监测系统 智能监测系统宜采用智能传感、北斗定位、GIS、BIM、云计算、人工智能、大数据等技术,具备智能分析和预测功能。智能监测系统应包含感知层、网络层、数据层、应用层和展示层,组成关系见图 1 所示。图1 智能监测系统组成 DB 13/T 62242025 3 智能监测系统各层功能要求如下:a)感知层应能准确、稳定获取监测
9、项目的数值,传感器选型应基于监测内容、监测点布设、数据分析和应用的要求,并应考虑设备安装、维护、更换的可行性和便捷性;且应符合 GB/T 45224 第 7.1.3 条和第 7.1.4 条的规定;b)网络层应将监测数据可靠传送至监测平台,可采用有线网络、无线网络或两者相结合的方式,宜采用 5G 通信技术,并应符合 GB/T 45224 第 7.3.1 条、第 7.3.2 条、第 7.3.3 条和第 7.3.4 条的规定;c)数据层应能实现对隧道结构监测数据的整体规划管理,形成全寿命周期数据中心,满足各种存储和交换需求。数据质量评价应符合 GB/T 36344 的相关规定,数据共享应符合 GB/
10、T 36625.4 的相关规定;d)应用层应能根据隧道结构智能监测管理需求,通过建立数学模型将抽象的业务规则及逻辑具象化、程序化,实现数据处理与控制、海量数据综合管理、数据分析、智能决策支持等具体业务功能。可采用的人工智能分析技术包括但不限于计算机视觉、自编码器、深度学习、聚类算法、高斯混合模型、孤立森林、支持向量机、随机森林、梯度提升树、卷积神经网络、人工神经网络、高斯过程回归、时间序列分析、数字孪生等;e)展示层应能将各种数据按需求向用户展示,并且接受用户输入与控制。一方面从数据层获得信息并显示给用户,另一方面将信息需求推送给应用层进行处理。系统宜支持多种交互终端,包括 PC 客户端、监控
11、大屏、智能手机、笔记本电脑、平板电脑等。6 监测内容 隧道运营期间应开展常规监测,当隧道技术状况评价等级为 4 类或 5 类,或受保护区施工作业影响的,还应开展特殊监测。常规监测项目与监测点布设应符合表 1 的规定。表1 常规监测项目与监测点布设 内容 监测项目 监测点布设 环境与外部作用 温度 不少于 1 个监测断面,每个断面不少于 1 个监测点 湿度 不少于 1 个监测断面,每个断面不少于 1 个监测点 降雨量 不少于 1 个监测点 火灾 不少于 1 个监测断面,断面间距不大于 500 m,每个断面不少于 1 个监测点 地震动 不少于 1 个监测断面,每个断面不少于 1 个监测点 隧道主体
12、结构响应与变化 竖向位移 明(盖)挖法和矿山法隧道:监测点每 10 m50 m 布设 1 个,曲线半径小于 400 m 时 5 m20 m 布设 1 个,变形缝两侧应布设监测点;盾构法隧道:监测点每 5 环40 环(或 5 m50 m)布设 1 个;盾构区间隧道第一环、最后一环及联络通道位置应布设监测断面 水平位移 监测点根据需要布置,宜与竖向位移监测断面一致 净空收敛 明(盖)挖法和矿山法隧道:监测断面每 50 m100 m 布设 1 个,曲线半径小于 400 m 时每 10 m40 m 布设 1 个,进出洞处各布设 1 个,每个断面应布设水平和竖向两条测线;盾构法隧道:监测断面每 5 环4
13、0 环(或 5 m50 m)布设 1 个;宜与竖向位移监测断面一致,每个断面应布设水平和竖向两条测线 道床竖向位移 监测断面每 10 m20 m 布设 1 个,道床两侧至少各布设 1 个监测点 接缝变形 接缝处,两侧各布设 1 组 联络通道、风井、泵站和迂回风道等附属结构响应与变化 竖向位移 监测点应在联络通道中部布设 1 个,联络通道和区间隧道连接处两侧各布设 1 个,风井、泵站和迂回风道等附属结构最少布设 1 个 净空收敛 监测断面在联络通道两端各布设 1 个,每个断面应布设水平和竖向两条测线 注:带“”的内容为应测项目,带“”的内容为宜测项目。DB 13/T 62242025 4 特殊监
14、测项目与监测点布设应符合表 2 的规定。表2 特殊监测项目与监测点布设 内容 监测项目 监测点布设 环境与外部作用 地表沉降 监测断面每 5 m10 m 布设 1 个,垂直于隧道结构外边线两侧各 50 m范围内布设 岩土体深层水平位移 与变形监测断面一致,隧道影响范围内岩土层 环境与外部作用 岩土体分层竖向位移 与变形监测断面一致,隧道影响范围内岩土层 地下水位 监测断面每 15 m25 m 布设 1 个,各地下水层布设 爆破振动 不少于 1 个监测断面,断面间距不大于 500 m 地震动 不少于 1 个监测断面,断面间距不大于 500 m 车辆撞击 不少于 1 个监测断面,断面间距不大于 5
15、00 m 火灾 不少于 1 个监测断面,断面间距不大于 500 m 隧道主体结构响应与变化 竖向位移 监测断面每 2 m20 m 布设 1 个,每个断面布设 1 个2 个监测点 水平位移 宜与竖向位移监测断面一致 净空收敛 监测断面每 2 m20 m 布设 1 个,每个断面应布设水平和竖向两条测线,并宜与竖向位移监测断面一致 道床竖向位移 监测断面每 5 m10 m 布设 1 个,道床两侧至少各布设 1 个监测点 衬砌(管片、洞身)表面应力(应变)与净空收敛监测断面相同,每个断面不少于 3 个测点,布设在拱顶(隧顶)、拱腰(侧墙)、墙脚且结构受力较大的位置 裂缝宽度 有代表性的病害所在断面,布
16、设在裂缝最宽处 接缝变形 监测断面在施工影响的变形缝处布设,每处变形缝两侧各布设 1 组 隧底脱空 有代表性的病害所在断面 隧底错台 有代表性的病害所在断面 隧底隆沉 有代表性的病害所在断面,测孔布设在隆沉最大处及两侧,测点在介质分层处或等间距布设 振动 不少于 1 个监测断面,每个断面不少于 1 个监测点 衬砌破损 有代表性的病害所在断面 钢筋锈蚀 有代表性的病害所在断面 渗漏水 有代表性的病害所在断面 联络通道、风井、泵站和迂回风道等附属结构响应与变化 竖向位移 联络通道中部布设 1 个,联络通道和区间隧道连接处两侧各布设 1 个,风井、泵站和迂回风道等附属结构最少布设 1 个 净空收敛
17、监测断面在联络通道两端各布设 1 个 裂缝宽度 有代表性的病害所在断面,布设在裂缝最宽处 混凝土破损 有代表性的病害所在断面 渗漏水 有代表性的病害所在断面 注:带“”的内容为应测项目,带“”的内容为宜测项目。DB 13/T 62242025 5 采集内容 监测数据采集项、度量单位可根据监测要求参考表3进行设置。表3 监测数据采集项与度量单位 监测类别 监测内容 数据采集项 数据单位 环境与荷载类 温度 温度 湿度 相对湿度 百分比(%)降雨量 降雨量 mm 环境与荷载类 地表沉降 沉降量 mm 岩土体深层水平位移 位移值 mm 岩土体分层竖向位移 位移值 mm 地下水位 水位 cm 爆破振动
18、 振动速度、主振频率 振动速度:cm/s 主振频率:Hz 地震动 竖向振动加速度、横向振动加速度、纵向振动加速度、主振频率 振动加速度:cm/s2 主振频率:Hz 车辆撞击 竖向振动加速度、横向振动加速度、纵向振动加速度、主振频率 振动加速度:cm/s2 主振频率:Hz 火灾 烟尘浓度 m-1 结构响应与变化类 竖向位移 竖向位移 m 水平位移 水平位移 m 净空收敛 水平收敛、竖向收敛 mm 道床竖向位移 竖向位移 mm 应变 应变值/应力 应力值 MPa 裂缝宽度 张开量 mm 接缝变形 位移值 mm 隧底脱空 脱空位置、面积 面积:cm2 隧底错台 位移值 mm 隧底隆沉 位移值 mm
19、振动 竖向振动加速度、横向振动加速度、纵向振动加速度、主振频率 振动加速度:cm/s2 主振频率:Hz 衬砌破损 破损位置、破损面积、破损深度 破损面积:cm2 破损深度:mm 钢筋锈蚀 混凝土电阻率、腐蚀电位、腐蚀电流密度 混凝土电阻率:kcm 腐蚀电位:mV 渗漏水 渗水量、渗漏面积 渗水量:L/min 渗漏面积:cm2 DB 13/T 62242025 6 监测频率应符合表 4 的规定。表4 监测频率 监测类型 隧道结构监测频率 周边环境监测频率 常规监测 运营第一年不应低于 1 次/6 月,第二年不应低于 1 次/年,第二年之后不应低于1 次/3 年 宜与隧道结构监测频率相同 特殊监测
20、 技术状况评价等级为 3 类 1 次/月 1 次/月 技术状况评价等级为 4 类 1 次/周 1 次/周 技术状况评价等级为 5 类 1 次/天 1 次/天 保护区施工期间 宜 1 次/天,不应低于 1 次/周 1 次/周 注:技术状况评价等级根据GB/T 39559.3确定。当遇到下列情况之一时,应提高监测频率:a)监测数据变化速率持续增大;b)发生报警或突发结构病害等情况;c)地表、建(构)筑物等周边环境因不均匀沉降产生破损;d)暴雨、长时间连续降雨或隧道内因漏水导致洞内积水;e)在过河隧道段,上部存在挖沙、疏浚河道。监测数据采集项的采样频率,对振动加速度应不低于 100 Hz,对烟尘浓度
21、应不低于 1 次/分钟,对其他项应不低于 1 次/小时。7 监测方法 隧道结构监测方法见表 5,相关技术要求应符合 GB/T 50308、GB 50911 和 JGJ 8 的规定。表5 隧道结构监测方法 监测项目 监测方式 监测仪器 温度 自动化 温度传感器 人工 温度计 湿度 自动化 相对湿度传感器 人工 湿度计 降雨量 自动化 雨量传感器 人工 雨量计 地表沉降 自动化 雷达挠度监测仪 岩土体深层水平位移 自动化 固定式测斜仪、柔性测斜仪 人工 滑动式测斜仪 岩土体分层竖向位移 自动化 振弦式多点位移计、光纤光栅分层沉降仪 人工 电磁式沉降仪 地下水位 自动化 水位计 爆破振动 自动化 爆
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