近日，鐵四院成功中標(biāo)甬舟鐵路金塘海底隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測項目，為世界最長海底高速鐵路隧道建設(shè)運維保駕護航。

由鐵四院設(shè)計的甬舟鐵路位于浙江省東部沿海地區(qū)，全長76.401公里，設(shè)計時速250公里。作為國家中長期鐵路網(wǎng)中的重大項目，甬舟鐵路將結(jié)束舟山不通鐵路的歷史，使得寧波與舟山的交流將更緊密，為沿線地區(qū)打通了一條便捷的鐵路通道。

金塘海底隧道為全線關(guān)鍵控制性工程，總長16.18公里，其中盾構(gòu)段長11.21公里，最大水壓0.85兆帕，是目前世界最長海底高速鐵路隧道。隧道采用單洞雙線斷面形式，管片結(jié)構(gòu)外徑14米，由兩臺盾構(gòu)機分別從寧波側(cè)和舟山側(cè)相向施工、海底地中對接。

金塘海底隧道所處海域地質(zhì)條件復(fù)雜，具有長距離硬巖、黏土、粉砂等多種地層，隧道上方為金塘水道，海運繁忙;受潮汐、臺風(fēng)影響，海浪高且急。隧道施工具有“高強度、高水壓、高精度、高風(fēng)險”，以及“巖土差異大、開挖直徑大、對接難度大”“不良地質(zhì)復(fù)雜、水下地貌復(fù)雜”等“四高”“三大”“兩復(fù)雜”的特點，隧道結(jié)構(gòu)安全將直接影響?zhàn)坭F路的暢通運營。

針對金塘海底隧道結(jié)構(gòu)及環(huán)境特點，鐵四院依托在水下隧道領(lǐng)域的技術(shù)積累和工程優(yōu)勢，基于前期水下隧道健康監(jiān)測與安全評價科研課題和金塘海底隧道專題研究成果，對施工期及運營期監(jiān)測需求進行了詳盡分析，確定了隧道監(jiān)測項目、內(nèi)容及位置，通過應(yīng)用智能傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)安全評估等綜合技術(shù)，建立集自動化監(jiān)測、數(shù)據(jù)存儲與管理、結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評估及預(yù)警于一體的健康監(jiān)測系統(tǒng)，對隧道結(jié)構(gòu)在施工期和運營期的環(huán)境、結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)進行實時、連續(xù)監(jiān)測，對隧道結(jié)構(gòu)狀況進行評估，指導(dǎo)隧道的施工及運維工作。

隧道海域段運營期活動示意圖

同時，針對盾構(gòu)隧道施工中可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)破損、開裂、嚴重錯臺等缺陷管片的“該測未測”問題，鐵四院自主研發(fā)了“非預(yù)埋式管片結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)與內(nèi)力反演軟件”，通過采用精密測量技術(shù)準(zhǔn)確測量施工前后管片弧長或弦長的變化，基于結(jié)構(gòu)環(huán)向變形與凈空收斂相結(jié)合反分析管片實際受力狀態(tài)，為結(jié)構(gòu)加固提供依據(jù)。

隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測管理平臺

依托水下隧道技術(shù)國地聯(lián)合中心隧道大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)，鐵四院不斷推進水下隧道智能設(shè)計、智能建造、智能運維技術(shù)發(fā)展。此次中標(biāo)，拓展了鐵四院水下隧道業(yè)務(wù)范圍，將進一步推動我國水下隧道智能運維技術(shù)的發(fā)展。