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遂大高速五指峰隧道自动化结构健康监测工程剖析

项目概况

遂川至大余高速公路穿越赣南复杂山地地形,沿线地质条件复杂,断层、破碎带分布广泛。五指峰隧道作为全线重点控制工程,围岩条件多变,长期受行车荷载、温湿度交变、山体渗流水、岩土蠕变多重因素耦合作用,衬砌开裂、渗漏水、围岩收敛、结构变形等风险长期存在。

传统管理模式依靠定期人工巡检,隧道内部部分区域巡检可达性差、病害发现滞后,难以实现 24 小时不间断风险感知。项目部署隧道结构自动化在线健康监测系统,搭配 5G 无线传输、云端分析平台,构建山区隧道全天候安全预警体系,是江西省山区高速公路隧道智能运维典型落地案例。

监测系统实施方案

在五指峰隧道进口关键断面布设多类型感知终端,覆盖衬砌应变、结构收敛、裂缝发展、环境温湿度、围岩水压核心指标;采集终端实时获取结构响应数据,本地预处理后通过 5G 无线网络传输至云服务器。

系统搭载时序数据分析模块,持续追踪结构变形趋势,区分环境温度扰动与结构性危险变形;设置多级预警阈值,一旦监测指标超出安全区间,自动推送预警信息至运维管理端。监测数据长期归档,形成隧道全生命周期结构健康档案,支撑养护决策。

项目同步融合远程专家会诊机制,依托监测连续数据,联合高校团队开展结构状态研判,实现从 “事后病害处置” 向 “事前风险预警” 转型。

落地应用成效深度剖析

实现全天候不间断风险感知,消除人工巡检盲区

不受昼夜、暴雨、大雾天气限制,持续捕捉衬砌微小变形、裂缝扩展、渗压变化;弥补人工定期巡检 “间断式、局部观测” 短板,及时捕捉缓慢演化的隐蔽结构性病害。

提前预判结构隐患,规避重大安全事故

系统依托长期连续数据识别变形发展趋势,能够提前感知围岩蠕变、衬砌受力异常,为病害处置预留充足窗口期,避免病害持续恶化引发衬砌剥落、涌水等险情,保障高速公路通行安全。

优化养护模式,大幅降低长期运维成本

改变 “定期全面检测、盲目处置” 传统模式,依靠监测数据精准定位风险区段,实现预测性、靶向养护,减少不必要的大面积维修;降低高频次隧道封闭检测带来的交通管制损失。

形成山区复杂地质隧道数字化运维数据库

持续积累赣南湿热山区隧道长期服役数据,掌握围岩 — 衬砌结构耦合演化规律,为后续江西同类山区隧道设计、加固、监测方案优化提供实测数据支撑。

适配新材料加固 + 智能监测一体化发展方向

后续隧道局部病害加固可采用 UHPC、ECC 高性能修复材料,同步预埋感知模块,形成 “加固补强 + 长效监测” 一体化方案,持续跟踪修复区域长期工作状态。

行业启示

江西山区高速路网持续加密,大量隧道、桥梁处于复杂岩土环境。五指峰隧道监测工程充分证明:自动化结构健康监测是山区交通基础设施韧性提升的关键手段。未来行业发展方向将持续推进多源传感融合,可引入科固材SPM智能压电主动探伤技术,识别衬砌内部隐蔽脱空、微裂缝,搭配表层长期监测系统,构建 “重点部位深度诊断 + 全域常态化值守” 分层监测体系,持续提升江西交通基建智慧安全管控水平。