城市隧道結構健康監(jiān)測技術規(guī)范（征求意見稿）

DB21/TXXXX-2024備案號JXXXX-XXXXTechnicalSpecificationforHealthMonitoringofUrbanTunnelStructuresDB21/TXXXX-2024備案號JXXXX-2024本規(guī)程根據(jù)遼寧省住房和城鄉(xiāng)建設廳《關于印發(fā)2023年遼寧省工程建設訂項目立項計劃的通知》（遼住建科[2023]6號）廣泛征求有關單位的意見，經(jīng)過反復討論、修改，制定參編單位：大連理工大學土木建筑設計研究院I 2 3 4 6 9 11.3隧道結構健康監(jiān)測是指在《城市隧道養(yǎng)護技術規(guī)范》（DB50/T1093-2021）、《城2GB50343建筑物電子信息系統(tǒng)防雷GB/T39559.3-2020城市軌道交通設施運營CJJ221-2015城市地下道路工JTG2182-2020公路工程質量檢驗評定標準第二冊機電JTG/T5122-2021公路纜索結構體系隧道DB43/T2449公路隧道監(jiān)控DB50∕T1093-2021城市隧道養(yǎng)護技術規(guī)范DB/T29-208-2011天津市隧道結構健康T/CECS765-2020結構健康監(jiān)測系統(tǒng)施工及驗收T/CECS529-2018大跨度隧道結構健康監(jiān)測系統(tǒng)預警閾T/CECS652-2019結構健康監(jiān)測系統(tǒng)運行維護及管3監(jiān)測數(shù)據(jù)的特征指標達到或超過超限閾值時，系統(tǒng)自動發(fā)出相應級44.1隧道結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的建設過程，涵蓋了4.2隧道結構健康監(jiān)測應綜合考慮環(huán)境和結構特應硬件設備，實施有針對性的監(jiān)測措施，以確保隧道結構的安全性和置的合理性，以最大限度地反映隧道結構的響應與變化特征4.4在傳感器的選型過程中，須考慮其準確性、穩(wěn)定性以及使用壽命這三預埋在結構內部的傳感器而言，其設計使用壽命應確保不性。針對關鍵監(jiān)測參數(shù)的傳感器，應遵循此原則以確保4.5在隧道結構健康監(jiān)測系統(tǒng)正式實施之前，須組織現(xiàn)場踏勘活動。依據(jù)4.6在系統(tǒng)驗收前，務必確認傳感器的安裝位置是否恰當且穩(wěn)固，以防外確保傳感器所采集的數(shù)值準確無誤，并與后臺記錄的數(shù)據(jù)保持高度一4.7新建隧道的結構健康監(jiān)測系統(tǒng)應與機電工程同步設計、與施工監(jiān)4.8在隧道結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的運行維護過程中，針對現(xiàn)場設備，需定期檢必須立即對隧道的運行狀態(tài)進行全面的分析判斷；系統(tǒng)軟件應定期進行專業(yè)的維4.9隧道結構健康監(jiān)測系統(tǒng)應充分考慮與現(xiàn)有隧5構健康監(jiān)測系統(tǒng)選型集成與軟件開發(fā)部署設計65.1.1系統(tǒng)的設計必須做到安全可靠，其中包括監(jiān)測數(shù)據(jù)、分析方法以及系統(tǒng)軟硬件。5.1.3應采用先進的硬件設備、網(wǎng)絡平臺以及開發(fā)技術，保證系統(tǒng)具有一定的超前性。5.1.4監(jiān)測內容及測點選擇應根據(jù)結構的形式、重要性、既有病害及風險、外部環(huán)境與荷載5.1.6監(jiān)測內容、測點選擇、設備選型、數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)處理與管理及軟件開發(fā)應滿5.1.7監(jiān)測內容包括環(huán)境、作用、結構響應及結構變化，應根據(jù)隧道所處環(huán)境、所受作用以5.1.8結構安全評估及預警應結合人工巡檢、定期檢測、特殊檢測等檢測結果進行結構綜合7e）所選測點布置位置應對結構參數(shù)的變化有較高5.2.3.1短距離隧道宜僅實施視頻監(jiān)控（法現(xiàn)澆隧道荷載與▲▲▲▲★★★★????▲▲▲▲●●●●●●●●▲▲▲▲結構整★★★★8★★★★★★★★★★★★▲▲▲▲▲▲▲▲結構局▲▲▲▲★★★★注：?表示必選監(jiān)測項；★標志應選監(jiān)測項；▲表示宜選監(jiān)測96.1.1監(jiān)測方法包括感知方法和數(shù)據(jù)采集方法，應與隧道環(huán)境、作用、結構響應、結構變化6.1.3監(jiān)測數(shù)據(jù)采樣頻率應滿足數(shù)據(jù)分析和應6.1.4在滿足隧道結構健康監(jiān)測需求的前提下，應按照節(jié)約、便利、精簡的原則，有針對性6.1.5監(jiān)測設備工作環(huán)境適應能力應滿足其所在隧道的環(huán)境條件，可按需配置溫濕度控制和6.1.6現(xiàn)場不具備市電供電條件時，可適當選擇低功耗采集6.1.7監(jiān)測方法包括但不限于本指南所列傳感器與數(shù)據(jù)采集6.2.1環(huán)境溫度監(jiān)測設備包括熱電偶、熱電阻、光纖溫度傳感器等，環(huán)境濕度監(jiān)測設6.2.2風荷載監(jiān)測設備包括超聲波風速儀、機械式風速儀、皮托管等。風速風向式風速儀或二維超聲風速儀，有風攻角監(jiān)測需求的建議采用16.2.3地震動及車輛碰撞宜采用力平衡式加速度傳感器、強震儀、磁電式加速度傳感器、壓6.2.4地表沉降、結構整體不均勻沉降及二次襯砌底板豎向位移可選用微波雷達撓度儀等非接觸式測量設備開展位移監(jiān)測，并對設備采取相應的安全保護6.2.5隧道結構縱向變形宜采用拉線式位移傳感器、磁致伸縮位移傳感器、激光位移傳感器±0.1%FS±0.01%FS2000mm(根據(jù)伸縮縫設計量程和支座大小6.2.6應變監(jiān)測宜米用光纖亞變傳感器、振弦式應變傳感器、電阻亞變傳感器，動亞變監(jiān)測6.2.7裂縫監(jiān)測宜采用自動監(jiān)測、人工觀測或相互結合的方式。自動監(jiān)測設備包括振弦式裂±0.01mmb）數(shù)據(jù)采集模塊應集成連續(xù)采集、觸發(fā)采集及定時采集等多種功能，以滿足不同場景1c）數(shù)據(jù)采集軟件應內置數(shù)據(jù)自動采集與緩存管理機制，確保數(shù)據(jù)的完整性與e）為提升數(shù)據(jù)采集效率與連續(xù)性，數(shù)據(jù)采集模塊應實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步采集，并具備斷點f）數(shù)據(jù)采集模塊在設計時需充分考慮長期穩(wěn)定工作的需求，以確保系統(tǒng)的長期可靠運g）數(shù)據(jù)傳輸模塊應具備高效、可靠的數(shù)據(jù)接收、交換與傳輸能力，確保數(shù)據(jù)傳輸過程i）數(shù)據(jù)傳輸模塊的線路布局應符合設備安裝的相關規(guī)范，并需采取必要的防護措施，j）針對特殊突發(fā)情況，應制定詳細的數(shù)據(jù)傳輸應急預案，以確保數(shù)據(jù)傳輸過程的連續(xù)a）在進行數(shù)據(jù)采集與傳輸時，統(tǒng)一采用RJ45輸出網(wǎng)絡接口；b）若存在非RJ45輸出網(wǎng)絡接口的設備，應配置適當?shù)霓D換器，將其接口轉換c）采集傳輸設備應依托以太網(wǎng)總線進行數(shù)據(jù)的整a）應根據(jù)傳感器種類、數(shù)量、信號特征、采樣頻率及對信號的預處理等要求，確定數(shù)），d）采集設備應具備實時采集、自動存儲、自動傳輸功能，并保證現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的真實1f）不同種類的傳感器數(shù)據(jù)采集，應采用統(tǒng)一的軟件架構，提供一致的用戶操作界面、規(guī)范的代碼、統(tǒng)一的參數(shù)配置，以提高軟件模塊g）不同物理信號的采集模塊，應配備相應的信號轉換設備，實現(xiàn)統(tǒng)一組網(wǎng)方式h）應提供統(tǒng)一參數(shù)配置界面，可以對所有采集軟件進行遠程參數(shù)配置；i）宜采用多線程技術編制采集軟件，以提高采集軟件的并發(fā)性，確保高頻采集；j）采集軟件應可記錄軟件和設備運行狀態(tài)，并可定時將設備和軟件運行狀態(tài)寫入狀態(tài)k）宜采用二進制數(shù)據(jù)格式文件存儲高頻采樣數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)存儲的完整性；宜采用標準數(shù)據(jù)庫格式存儲低頻采樣數(shù)據(jù)，提高采集軟件的①動態(tài)監(jiān)測變量的數(shù)據(jù)采集時鐘同步誤差小于②靜態(tài)監(jiān)測變量的數(shù)據(jù)采集時鐘同步誤差小于c）數(shù)據(jù)采集應采取抗干擾措施：串模干擾抑制、共模干擾抑制以及防雷接地技術和屏a）數(shù)據(jù)傳輸方式的選擇應考慮建設成本、系統(tǒng)穩(wěn)定性及可靠性等因素，宜優(yōu)先選擇穩(wěn)d）系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡采集器、網(wǎng)絡轉換器、1系統(tǒng)試運行及驗收系統(tǒng)試運行試運行工作總結硬件設備采購與測試設備、材料等采購施工組織設計系統(tǒng)實施準備工作人員培訓設備、材料驗貨預留預埋設施檢查和完善硬件系統(tǒng)測試、標校設備進場軟件開發(fā)與測試數(shù)據(jù)采集與傳輸軟件開發(fā)、測試硬件設備安裝調試系統(tǒng)交工驗收!軟件系統(tǒng)部署數(shù)據(jù)處理和軟件管理開發(fā)、測試維護期服務系統(tǒng)維護及服務軟硬件聯(lián)合調試測試缺陷責任期終止初始基準數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實施完畢軟件系統(tǒng)集成測試系統(tǒng)竣工驗收7.1.1系統(tǒng)現(xiàn)場實施工序宜分為硬件設備采購與測試、軟件開發(fā)與測試、軟硬件安裝與聯(lián)合系統(tǒng)試運行及驗收系統(tǒng)試運行試運行工作總結硬件設備采購與測試設備、材料等采購施工組織設計系統(tǒng)實施準備工作人員培訓設備、材料驗貨預留預埋設施檢查和完善硬件系統(tǒng)測試、標校設備進場軟件開發(fā)與測試數(shù)據(jù)采集與傳輸軟件開發(fā)、測試硬件設備安裝調試系統(tǒng)交工驗收!軟件系統(tǒng)部署數(shù)據(jù)處理和軟件管理開發(fā)、測試維護期服務系統(tǒng)維護及服務軟硬件聯(lián)合調試測試缺陷責任期終止初始基準數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實施完畢軟件系統(tǒng)集成測試系統(tǒng)竣工驗收軟硬件安裝與聯(lián)合調試7.1.3監(jiān)測系統(tǒng)應制定安全保護措施，可按照《信息安全技術網(wǎng)絡安全等級保護基本要求》（GB/T22239）進行系統(tǒng)定級、備7.1.4監(jiān)測系統(tǒng)實施現(xiàn)場應根據(jù)《公路隧道養(yǎng)護技術規(guī)范》設置養(yǎng)護檢修通7.2.2系統(tǒng)采用的材料、設備應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定，并附出廠檢驗合格證。7.2.3隧道監(jiān)測系統(tǒng)的供電、通信、數(shù)據(jù)中心、預留預埋、開孔開洞，應同步納入施工圖設計文件。建設單位應協(xié)調確定監(jiān)測系統(tǒng)與其他工程的工12）技術準備包括工程資料收集、現(xiàn)場踏勘、施工組織設計、技術交底3）資源準備包括項目部組建、監(jiān)測設備采購與進場報驗、供電、通信、數(shù)留預埋、開孔開洞等協(xié)調，施工工具、機械準備3）施工技術方案包括傳感器、數(shù)據(jù)采集與傳輸設備、光電纜線路、數(shù)據(jù)5）現(xiàn)場施工應制定專項的安全施工方案，在開工前做好安全培訓，對施1）傳感器、數(shù)據(jù)采集與傳輸設備的安裝位置應滿足設計要3）對于主體結構施工過程中的預安裝傳感器，實施單位應對其進行核查，對預安裝傳4）光電纜線應與隧道其他纜線保持必要的距離，并采取必要的屏蔽措5）光纜接續(xù)時應盡量減少接續(xù)損耗，每道工序完成6）供電、接地、防雷的建設應滿足設計及相關規(guī)范要求，當電壓波7）系統(tǒng)現(xiàn)場傳感器、數(shù)據(jù)采集設備安裝到位后應采集初始值，監(jiān)測系統(tǒng)完工1鋅制品或與傳感器配套的其他防銹制品；安裝過程中不得猛烈敲打、強拉或拋扔傳感9）布設傳感器的截面應全隧道統(tǒng)一編號，并設置標志牌，標志牌內容應包含截面布設傳感器的類型、型號、數(shù)量、編號及對應采集設備的編號及通道4）傳感器的外部接線應整齊、美觀，導線應絕緣良好、無損壞，標識應清晰，固定接5）支架焊接不應有漏焊、欠焊、裂紋和咬邊等缺陷；在鋼筋混應避開鋼筋進行鉆孔；各支架之間的距離應均勻，宜為1.5m~36）線管不得有變形和裂縫，其內部應清潔干燥、無毛刺，管口應有保護措7.2.8結合隧道所在環(huán)境，確定系統(tǒng)供電模式，優(yōu)先采用市電供應。對無市電供應或市電接軟件系統(tǒng)部署軟硬件聯(lián)合調試基準數(shù)據(jù)采集、人員培訓系統(tǒng)實施完畢系統(tǒng)試運行試運行工作總結軟件系統(tǒng)部署軟硬件聯(lián)合調試基準數(shù)據(jù)采集、人員培訓系統(tǒng)實施完畢系統(tǒng)試運行試運行工作總結系統(tǒng)交工驗收系統(tǒng)維護及服務數(shù)據(jù)采集與傳輸軟件開發(fā)、測試數(shù)據(jù)處理和軟件管理開發(fā)、測試用戶界面軟件開發(fā)、測試軟件系統(tǒng)集成測試2）軟件設計應基于開放性、人性化要求，人機交互友好，操作便捷流a）應能接收并解析隧道現(xiàn)場采集的原始數(shù)據(jù)，并具備數(shù)據(jù)預處理、特征值提取以b）應能夠自定義設置、修改各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的配置參數(shù)、處理頻率、輸出數(shù)據(jù)格式c）應根據(jù)監(jiān)測類別設置對應的處理算法，將處理前的原始數(shù)據(jù)換算成反映隧道環(huán)d）宜采用讀寫分離、分布式存儲、時間序列數(shù)據(jù)庫等技術提升數(shù)據(jù)存取效率和穩(wěn)1a）宜采用視覺友好的數(shù)據(jù)看板，界面應能清晰直觀反映數(shù)據(jù)變化，且符合用戶特e）應具備超限管理提醒功能，提醒方式可采用顏色f）宜具備傳感器設備狀態(tài)自診斷功能，能夠顯示設備運行狀用軟件，功能包含實時數(shù)據(jù)查看、統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢、超限管理消息推送、車輛荷載h）應具備用戶角色管理、權限控制功能，能夠更1）各單條隧道系統(tǒng)軟件平臺的架構及功能盡量保持一致，4）多方協(xié)同開發(fā)的軟件模塊，需使用軟件代碼版本控制工具；7）軟件開發(fā)時選用的技術路線應包括安全性、可靠性和技術先進性，邊2）軟件測試前應編寫測試方案和測試用例，測試流程和內容應符合《計算機軟件測試3）軟件測試完成后由測評單位出具《軟件測試報告》，報告應詳細描述每個測試用例2最終測試通過率應不低于測試用例總數(shù)的95%，軟件功能完好率應2）軟件現(xiàn)場部署前，服務器、工作站、工控機等硬件安裝完畢并接電穩(wěn)定運行，數(shù)據(jù)3）操作系統(tǒng)、應用組件、數(shù)據(jù)庫等應用支撐軟件的安裝4）軟件安裝和調試分步進行，軟件部署完成后現(xiàn)場、數(shù)據(jù)中心同步功能確認。7.4.1數(shù)據(jù)采集與傳輸軟件部署完成后與隧道現(xiàn)場感知設施進行數(shù)據(jù)采集校驗，確保數(shù)據(jù)輸7.4.2數(shù)據(jù)處理與管理軟件部署完成后，應確保數(shù)據(jù)接收、處理和存儲等功能滿足設計文件7.4.3軟硬件聯(lián)合調試完成后，用戶界面軟件各項功能正常，監(jiān)測數(shù)據(jù)展示準確，界面數(shù)據(jù)值、數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)單位應與設計文件和傳感器輸7.4.4各軟件節(jié)點與外場傳感器之間的時間同步誤差、網(wǎng)絡延遲誤差、信號噪聲量等滿足設p——故障測點數(shù)量；ti——第i個故障測點故障時間，單位為天（d28.1.1系統(tǒng)調試應由機電、結構和軟件專業(yè)技術人員組成調試小組，根據(jù)設計文件和產(chǎn)品技2）系統(tǒng)調試應進行單項調試和聯(lián)合調試，并出具調試報3）系統(tǒng)驗證使用的計量儀表和檢測器具應在規(guī)定的使用期內且檢定5）查驗接地系統(tǒng)和接地電阻符合設計要求；當無設計要6）斷開不同接地系統(tǒng)的公共連接點后，不同接地系統(tǒng)7）查驗引入電源是否符合設計或設備電源要求，包括電源種類、電壓、負載a）電源設備的帶電部分與金屬外殼之間的絕緣電阻應滿足產(chǎn)品設計要求，當無設計d）不間斷電源宜進行自行切換性能試驗，切換時間和切換電壓值應符合b）當設計要求多種采集策略時，應針對每種采集策略分別測試2d）各傳感器的測量數(shù)據(jù)不應超過傳感器測量范圍和設計文件規(guī)定的測4）試運行期間隧道結構安全監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性應滿足下列要求：a）在監(jiān)測點與人工測試點相同或鄰近條件下，系統(tǒng)自動采集數(shù)據(jù)與相應時間人2）對可采用參考計量儀器進行驗證的被測參量，系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)與同時同條件人工比測3）系統(tǒng)安裝完成后，可采用車輛實施加載試驗對系4）在相同截面處，隧道定期觀測位移與監(jiān)測系統(tǒng)位移測試的變化趨勢應吻合。1）分項工程內設備安裝完成，符合設計文件和本規(guī)范的規(guī)定2竣工驗收按期舉行確有困難的，經(jīng)工程驗收主持單位同意，可適當a）監(jiān)測數(shù)據(jù)必須有效傳輸至隧道管理部門監(jiān)控中心，統(tǒng)一2n）系統(tǒng)審批資料：本規(guī)范規(guī)定的在軟件實施過程中形成的文檔；2）只有在其使用的原材料、半成品、成品及施工工藝符合基本要求的規(guī)定，且無檢驗批得分=(∑[檢查項目得分X權值])/(∑檢查項目權值)檢驗評分值=檢驗批得分-外分項工程得分=(∑[檢驗批評分X權值])進行分部工程和單位工程評分時，采用加權平均值計算法確定相應的評分分部(單位)工程評分值=(∑[分項(分部)工程評分X權值])/(∑分項(分按照分項工程、分部工程、單位工程順序，逐級計算工程b)根據(jù)分項工程評分，對各分部工程算出一個算術平均分；2工程質量評定等級分為合格與不合格，應按分項，分部，單位工②涉及結構安全和使用功能的重要實測項目為關鍵項目(在文中以“△”標識)，其合b）評定為不合格的分項工程，經(jīng)加固、補強或返工、調測，滿足設計要重新評定其質量等級，但計算分部工程評分3）所采用的儀器設備、原材料、半成品和制成品，均應符合有關產(chǎn)品標準、規(guī)范或合同的要求，并應具有符合國家認可標準要求的質量檢查機構出具的檢驗合格證和出廠合格連接牢固、可靠，并不得影響隧道的結構安全和29.1.1隧道管理部門應安排專職人員對隧道結構安全監(jiān)測系統(tǒng)進行日常維護管理，日常維護9.1.2隧道管理部門宜聘請專業(yè)公司對隧道結構安全監(jiān)測系統(tǒng)進行定期維護管理，定期維護9.1.4養(yǎng)護人員應根據(jù)系統(tǒng)不同特點及養(yǎng)護質量要求，制定不同周期作業(yè)計劃，并報系統(tǒng)管9.1.5宜定期組織系統(tǒng)養(yǎng)護技術培訓、技術9.1.6系統(tǒng)維護內容應包括現(xiàn)場采集傳輸硬件設備維護、配套網(wǎng)絡維護、機房硬件設備與環(huán)9.1.7系統(tǒng)日常運行和維護管理，應實時監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)，保證系統(tǒng)各類運行指標符合設9.1.8系統(tǒng)維護前應采取數(shù)據(jù)保護措施，如數(shù)據(jù)備份；數(shù)據(jù)備份、存儲和管理應根據(jù)相關業(yè)9.1.9應詳細、準確填寫《系統(tǒng)維護記錄》：維護原因、維護內容、維護前9.1.10系統(tǒng)維護人員都應熟悉并嚴格遵守和執(zhí)行信息安全保密相關規(guī)9.1.11監(jiān)控中心機房環(huán)境宜符合國家相關標準