杜澤快 劉洪亮

摘 要：根據(jù)引大濟(jì)湟工程引水隧洞的工程特點(diǎn)，在充分考慮安全監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，并方便監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)組建的前提下，永久監(jiān)測(cè)儀器選用了新型光纖光柵傳感器，以適應(yīng)信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸需要。在隧洞內(nèi)鉆孔埋設(shè)儀器對(duì)主體土建施工影響很大，因此將施工期監(jiān)測(cè)和永久監(jiān)測(cè)分開考慮，施工期監(jiān)測(cè)根據(jù)開挖揭露的地質(zhì)缺陷隨機(jī)布置，以表面安裝設(shè)施為主，盡量不影響主體土建施工;永久監(jiān)測(cè)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及地質(zhì)條件按斷面法布置，以鉆孔埋設(shè)儀器為主，待隧洞貫通后再集中進(jìn)行埋設(shè)，盡量不占用土建直線工期。監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)在通水前一次性建成，主要采集設(shè)備全部設(shè)在隧洞外，以確保系統(tǒng)能長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：引水隧洞;安全監(jiān)測(cè);設(shè)計(jì);引大濟(jì)湟工程

中圖分類號(hào)：TV698.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.05.023

Abstract：According to the engineering characteristics of the water diversion tunnel of Datong-to-Huangshui Water Diversion Project and taking full account of the development status of safety monitoring technology and facilitating the establishment of automatic monitoring system， a new type of fiber Bragg grating sensor was selected as permanent monitoring instrumentation to meet the needs of long-distance signal transmission. Drilling and installing instrumentation in the tunnel had great impacts on the main civil construction. Therefore， the monitoring during the construction and permanent operation periods were treated separately. The monitoring during the construction period was randomly arranged according to the geological defects exposed by the excavations and the surface monitoring facilities were mainly used to minimize the impacts on the main construction. Permanent monitoring was arranged mainly by boring and installing instrumentation the cross-sections according to the structural design and geological conditions. After the tunnel transfixion， the permanent instruments would be installed in a short time， so as not to occupy the civil construction period. The automatic monitoring system would be built at one time before that the water flows through the tunnel and the main acquisition equipment would be all set up outside the tunnel to ensure that the system could run reliably for a long time.

Key words： water diversion tunnel; safety monitoring; design; Datong-to-Huangshui Water Diversion Project

1 工程概況

引大濟(jì)湟工程是一項(xiàng)引大通河水穿越大坂山進(jìn)入湟水河上游的跨流域調(diào)水工程，主要任務(wù)是向西寧市和北川工業(yè)區(qū)的生活、工業(yè)供水，同時(shí)兼顧河道基流補(bǔ)水和發(fā)電。引大濟(jì)湟工程的長(zhǎng)距離引水隧洞是該工程的重要組成部分，它從大通河右岸壩前進(jìn)洞，以全隧洞方式穿越大坂山，到達(dá)湟水河上游寶庫(kù)河的納拉。該引水隧洞建筑物等級(jí)為2級(jí)，設(shè)計(jì)流量為35 m3/s，洞徑5.6～6.1 m，洞線全長(zhǎng)24.3 km，最大埋深約1 100 m，中間不設(shè)施工支洞，除進(jìn)口3 km和出口1.2 km采用鉆爆成洞外，其余洞段均采用掘進(jìn)機(jī)（TBM）施工。引水隧洞工程線路長(zhǎng)、埋深大、地下水位高，且沿途穿越多條大斷層[1]，是決定該工程建設(shè)成敗的關(guān)鍵項(xiàng)目，為保證隧洞在施工與運(yùn)行期的安全穩(wěn)定，并便于日常運(yùn)行管理，應(yīng)對(duì)其關(guān)鍵部位布置各類觀測(cè)設(shè)施，進(jìn)行長(zhǎng)期和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

2 安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的技術(shù)難點(diǎn)

根據(jù)引大濟(jì)湟工程引水隧洞的總體布置、沿線地質(zhì)條件和開挖施工特點(diǎn)，其安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在如下技術(shù)難點(diǎn)。

（1）傳統(tǒng)儀器選型受限。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)儀器主要有差阻式和振弦式兩種，受儀器測(cè)量原理所限，其信號(hào)有效傳輸距離一般不超過(guò)2 000 m[2]，而該隧洞線路長(zhǎng)度為24.3 km，遠(yuǎn)大于儀器信號(hào)有效傳輸距離，因此傳統(tǒng)儀器無(wú)法滿足引水隧洞的監(jiān)測(cè)需要。

（2）洞內(nèi)供電條件較差。該隧洞為長(zhǎng)距離無(wú)壓輸水隧洞，若將監(jiān)測(cè)儀器的數(shù)據(jù)采集設(shè)備設(shè)在洞內(nèi)，需為設(shè)備提供穩(wěn)定的工作電源。而隧洞內(nèi)的采集設(shè)備布置分散，為保證所有設(shè)備都能接入電源，需從隧洞進(jìn)、出口向洞內(nèi)長(zhǎng)距離高壓供電，供電難度和設(shè)備投資較大。另外，在隧洞正常輸水運(yùn)行工況下，洞內(nèi)環(huán)境濕度接近100%，難以保證供電設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

（3）儀器埋設(shè)及時(shí)性差。該隧洞主體部分采用TBM施工，TBM總長(zhǎng)近百米，開挖時(shí)機(jī)頭部位連續(xù)掘進(jìn)、后配套連續(xù)襯砌、出渣系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)[3]，除非TBM停機(jī)留出專門的監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)時(shí)間，否則監(jiān)測(cè)儀器無(wú)法及時(shí)安裝，也就無(wú)法觀測(cè)到圍巖的完整變形過(guò)程。而隧洞開挖任務(wù)重、工期緊、難度大，土建施工不可能因監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)的需要而停工，使得監(jiān)測(cè)儀器不可能及時(shí)埋設(shè)安裝。

（4）儀器埋設(shè)對(duì)結(jié)構(gòu)破壞性大。在隧洞圍巖內(nèi)埋設(shè)儀器時(shí)，往往需先在設(shè)計(jì)位置鉆取安裝孔，TBM洞段的圍巖全部為管片履蓋，不具備圍巖表面鉆孔的施工條件，監(jiān)測(cè)儀器只能打穿管片才能安裝。當(dāng)某一監(jiān)測(cè)斷面布置儀器數(shù)量較多時(shí)，導(dǎo)致同一圈管片上多處開孔，將嚴(yán)重影響管片的結(jié)構(gòu)完整性和整體受力安全。

3 安全監(jiān)測(cè)布置設(shè)計(jì)

3.1 安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)原則

針對(duì)引大濟(jì)湟工程引水隧洞的施工方法、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和監(jiān)測(cè)技術(shù)難點(diǎn)，參照國(guó)家有關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范，確定引水隧洞安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。

（1）儀器選型在滿足測(cè)量精度的前提下，力求做到可靠、耐久、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，并適應(yīng)信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸需要，以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。

（2）監(jiān)測(cè)斷面盡量布置在引水隧洞沿線有代表性的部位，能反映不同地質(zhì)洞段在施工期和運(yùn)用期的工作狀況。

（3）將施工期監(jiān)測(cè)和永久監(jiān)測(cè)分開考慮，施工期監(jiān)測(cè)以臨時(shí)性表面埋設(shè)測(cè)點(diǎn)為主，永久監(jiān)測(cè)儀器以圍巖內(nèi)鉆孔埋設(shè)儀器為主。永久監(jiān)測(cè)儀器待隧洞貫通后再集中埋設(shè)，以適應(yīng)TBM連續(xù)施工的特點(diǎn)。

（4）永久監(jiān)測(cè)項(xiàng)目以圍巖變形和滲壓監(jiān)測(cè)為主，以襯砌應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)為輔，儀器布置力求少而精，以盡量減少儀器埋設(shè)對(duì)管片造成的破壞。

（5）隧洞完工前對(duì)主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，以滿足引大濟(jì)湟工程的長(zhǎng)期運(yùn)行管理需要。

（6）對(duì)所測(cè)資料及時(shí)進(jìn)行整理、分析和評(píng)價(jià)，以對(duì)工程存在的不安全因素及時(shí)發(fā)現(xiàn)、報(bào)警，并采取相應(yīng)處理措施。

（7）除用儀器、儀表進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，還必須按國(guó)家規(guī)范要求定期對(duì)各建筑物進(jìn)行人工巡視檢查。

3.2 主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目選擇

（1）施工期安全監(jiān)測(cè)。施工期安全監(jiān)測(cè)是服務(wù)于施工安全或服務(wù)于施工過(guò)程控制（如確定支護(hù)方案、選擇二襯時(shí)機(jī)、測(cè)量圍巖地應(yīng)力、確定灌漿壓力等）而開展的臨時(shí)性監(jiān)測(cè)。該隧洞選定的施工期監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有圍巖表面變形、管片表面變形、管片表面應(yīng)變、軟巖段圍巖變形、高埋深段圍巖地應(yīng)力、高地下水段圍巖滲壓、施工期巡視檢查等。

（2）永久安全監(jiān)測(cè)。永久安全監(jiān)測(cè)是服務(wù)于工程正常運(yùn)行，為保障建筑物結(jié)構(gòu)安全或運(yùn)行安全而開展的持續(xù)性監(jiān)測(cè)。該隧洞選定的永久監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有圍巖深部變形、襯砌或管片外圍水壓力、支護(hù)錨桿應(yīng)力、襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變、進(jìn)出口水位流量、進(jìn)水口水質(zhì)、運(yùn)行期巡視檢查等[4]。

3.3 施工期監(jiān)測(cè)設(shè)施布置

施工期監(jiān)測(cè)以方便快捷的臨時(shí)性監(jiān)測(cè)手段為主，通常在開挖面或襯砌表面埋點(diǎn)開展監(jiān)測(cè)，盡量穿插在土建施工間隙埋設(shè)測(cè)點(diǎn)，從而不干擾隧洞開挖襯砌施工的連續(xù)性[5]。施工期監(jiān)測(cè)設(shè)施根據(jù)開挖揭露的地質(zhì)缺陷布設(shè)，其位置具有不確定性和隨機(jī)性。該工程主要施工期監(jiān)測(cè)設(shè)施布置如下。

（1）圍巖表面變形監(jiān)測(cè)。在隧洞進(jìn)、出口段鉆爆施工過(guò)程中，對(duì)Ⅱ、Ⅲ類圍巖每隔100～200 m布設(shè)1個(gè)收斂監(jiān)測(cè)斷面，Ⅳ、Ⅴ類圍巖每隔50～100 m布設(shè)1個(gè)收斂監(jiān)測(cè)斷面，特別破碎帶加密布設(shè)斷面。每個(gè)斷面設(shè)置5個(gè)收斂測(cè)點(diǎn)（見圖1），收斂測(cè)點(diǎn)直接固定在洞壁巖石上，以監(jiān)測(cè)開挖卸荷后圍巖表面松弛變形情況。

（2）管片表面變形監(jiān)測(cè)。在隧洞TBM段掘進(jìn)過(guò)程中，對(duì)Ⅱ、Ⅲ類圍巖每隔200～300 m布設(shè)1個(gè)收斂監(jiān)測(cè)斷面，Ⅳ、Ⅴ類圍巖每隔100 m左右布設(shè)1個(gè)收斂監(jiān)測(cè)斷面，破碎帶和軟巖段加密布設(shè)斷面。每個(gè)斷面設(shè)置6個(gè)收斂測(cè)點(diǎn)（避開頂部通風(fēng)管），收斂測(cè)點(diǎn)固定在管片內(nèi)表面上，以監(jiān)測(cè)圍巖變形對(duì)管片的擠壓作用情況（見圖2）。

（3）管片表面應(yīng)變監(jiān)測(cè)。TBM段經(jīng)過(guò)破碎帶和軟巖帶時(shí)，圍巖對(duì)管片的擠壓作用較大。為監(jiān)測(cè)圍巖擠壓引起的管片應(yīng)變及變化情況，選擇在代表性部位布置3個(gè)管片應(yīng)變監(jiān)測(cè)斷面。每個(gè)斷面布設(shè)3支表面應(yīng)變計(jì)，用環(huán)氧樹脂牢固粘貼在管片內(nèi)表面（見圖3）。

（4）軟巖段圍巖變形監(jiān)測(cè)。軟巖段在TBM機(jī)掘進(jìn)成洞后，圍巖在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)持續(xù)變形，由于成洞后圍巖馬上被管片覆蓋，因此現(xiàn)場(chǎng)難以對(duì)圍巖變形進(jìn)行直接監(jiān)測(cè)。經(jīng)過(guò)對(duì)TBM開挖和襯砌特點(diǎn)深入研究，發(fā)現(xiàn)可以利用管片上預(yù)留的灌漿孔，在施工期安裝位移計(jì)，對(duì)圍巖與管片間的相對(duì)位移開展監(jiān)測(cè)。為此，選擇在代表性軟巖段布置6個(gè)圍巖變形監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)斷面的頂拱和左右側(cè)利用灌漿孔各埋設(shè)1支位移計(jì)（見圖4）。

（5）高埋深段圍巖地應(yīng)力監(jiān)測(cè)。在高埋深洞段布置2個(gè)地應(yīng)力監(jiān)測(cè)孔，以觀測(cè)隧洞圍巖的地應(yīng)力水平。其中：一個(gè)位于TBM前段的埋深較大處（樁號(hào)17+140），目的是提前了解巖石地應(yīng)力水平，為后續(xù)確定支護(hù)方式和支護(hù)時(shí)機(jī)提供參考依據(jù);另一個(gè)位于隧洞埋深最大處（樁號(hào)14+000），目的是掌握最大埋深處的巖石地應(yīng)力。地應(yīng)力監(jiān)測(cè)采用孔壁應(yīng)變解除法，利用特制空心包體孔壁應(yīng)變計(jì)組進(jìn)行觀測(cè)。

（6）高地下水段圍巖滲壓監(jiān)測(cè)。在地下水豐富或圍巖滲壓較高的洞段，利用管片灌漿孔在圍巖表面布設(shè)7支滲壓計(jì)，用以監(jiān)測(cè)圍巖地下水和滲壓變化情況。

（7）施工期巡視檢查。施工期巡視檢查主要依靠人工目視觀察，輔以量尺、放大鏡、照相機(jī)等便攜工具開展。在施工期對(duì)鉆爆段主要檢查圍巖表面有無(wú)坍塌、掉塊、開裂、冒頂、集中滲水等現(xiàn)象，襯砌混凝土表面有無(wú)破損、開裂、滲水、冒白漿等現(xiàn)象。

3.4 永久監(jiān)測(cè)儀器布置

永久安全監(jiān)測(cè)是為保障結(jié)構(gòu)安全或運(yùn)行安全而開展的安全監(jiān)測(cè)，通常需要在圍巖或襯砌混凝土內(nèi)埋設(shè)各類儀器，并在運(yùn)行期進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)。為了不干擾隧洞開挖和襯砌施工的連續(xù)性，不占用主體土建工程的直線工期，隧洞內(nèi)的永久監(jiān)測(cè)儀器均安排在隧洞貫通至試驗(yàn)性通水的時(shí)段集中進(jìn)行埋設(shè)安裝。

（1）監(jiān)測(cè)斷面的選擇。隧洞內(nèi)的永久監(jiān)測(cè)儀器均按斷面法進(jìn)行集中布置，即：根據(jù)引水隧洞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及沿線地質(zhì)條件，選擇在圍巖穩(wěn)定性較差、洞室埋深較大、斷層破碎帶、軟巖帶等典型不利洞段布置監(jiān)測(cè)斷面[6]，每個(gè)斷面上集中布置監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行較全面的監(jiān)測(cè)。該隧洞共選定了10個(gè)監(jiān)測(cè)斷面（按水流方向，依次編號(hào)為1#～10#），其中：進(jìn)口和出口鉆爆段共3個(gè)，位置分別為樁號(hào)0+950、1+610、23+920;TBM施工段共7個(gè)，位置分別為樁號(hào)4+715、6+550、8+310、10+750、12+530、15+860、16+810。

（2）永久監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與儀器布置。除10#監(jiān)測(cè)斷面距出口較近且較早施工，而采用了點(diǎn)式（法布里空腔）光纖儀器外，其他各永久監(jiān)測(cè)斷面均采用了光纖光柵式傳感器，以適應(yīng)儀器信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸?shù)男枰猍7]。該隧洞內(nèi)永久監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和儀器布置如下（見圖5、圖6）：①圍巖深部變形監(jiān)測(cè)。根據(jù)隧洞內(nèi)圍巖地質(zhì)條件，在每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面處變形不利側(cè)各布設(shè)了3套光纖多點(diǎn)位移計(jì)。②外圍水壓力監(jiān)測(cè)。在每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的襯砌或管片外側(cè)各埋設(shè)了1支光纖滲壓計(jì)。③錨桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)。在進(jìn)口鉆爆段2#監(jiān)測(cè)斷面和出口鉆爆段10#監(jiān)測(cè)斷面上各選擇5根代表性錨桿，每根錨桿上布設(shè)了1支錨桿應(yīng)力計(jì)。④襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)。在進(jìn)口鉆爆段2#監(jiān)測(cè)斷面和出口鉆爆段10#監(jiān)測(cè)斷面上，各布設(shè)5支鋼筋計(jì)、3支應(yīng)變計(jì)、1支無(wú)應(yīng)力計(jì)和1支溫度計(jì)（用于消除光纖儀器溫度影響）。⑤水位監(jiān)測(cè)。在各監(jiān)測(cè)斷面的隧洞內(nèi)壁表面各布設(shè)1支光纖水位計(jì)。⑥流量監(jiān)測(cè)。在隧洞進(jìn)口樁號(hào)0+020和出口樁號(hào)24+140附近各布置一套8聲路超聲波流量計(jì)[8]，用于運(yùn)行期引水流量的在線觀測(cè)，并作為進(jìn)水閘控制開度的依據(jù)。⑦進(jìn)水口水質(zhì)監(jiān)測(cè)。在隧洞進(jìn)水口前布置1個(gè)水質(zhì)分析監(jiān)測(cè)點(diǎn)，定時(shí)、定期取水樣進(jìn)行水質(zhì)分析。⑧運(yùn)行期巡視檢查。引水隧洞在工程運(yùn)用期不具備定期巡視檢查條件，應(yīng)盡可能利用輸水間歇期進(jìn)行專門檢查。巡視檢查主要依靠人工目視觀察，輔以量尺、放大鏡、照相機(jī)等便攜工具開展。主要檢查襯砌或管片表面有無(wú)破損、開裂、錯(cuò)臺(tái)、垮塌、滲水、冒白漿等異?，F(xiàn)象。

4 監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

引水隧洞安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)采用分布式智能化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分為兩個(gè)監(jiān)控層次：第一層監(jiān)控是將分布于引水隧洞各監(jiān)測(cè)斷面的傳感器引入相應(yīng)的測(cè)控裝置（MCU）內(nèi)，由各測(cè)控裝置進(jìn)行第一級(jí)監(jiān)控;第二層監(jiān)控是將各測(cè)控裝置全部接入監(jiān)控管理站內(nèi)的監(jiān)控主機(jī)，由監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行第二級(jí)監(jiān)控。該隧洞僅將永久監(jiān)測(cè)儀器接入監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)，各測(cè)控裝置分別設(shè)在隧洞進(jìn)、出口現(xiàn)地監(jiān)測(cè)房?jī)?nèi)，監(jiān)控管理站的監(jiān)控主機(jī)設(shè)在隧洞進(jìn)口啟閉機(jī)室內(nèi)。根據(jù)引水隧洞內(nèi)各監(jiān)測(cè)斷面的位置、測(cè)點(diǎn)布置及儀器類型，該系統(tǒng)共配置了各類測(cè)控裝置6臺(tái)（儀器類型不同，配備MCU類型也不同）。該工程監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)具體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[9]（見圖7）如下。

（1）1#～9#監(jiān)測(cè)斷面處的儀器通過(guò)光纜直接接入隧洞進(jìn)口啟閉機(jī)室內(nèi)的3臺(tái)MCU（2臺(tái)16通道光纖解調(diào)儀和1臺(tái)8通道光纖解調(diào)儀）內(nèi)，其測(cè)量數(shù)據(jù)再由光纖MCU就近上傳至監(jiān)控主機(jī)。

（2）10#監(jiān)測(cè)斷面處的儀器通過(guò)光纜接入隧洞出口監(jiān)測(cè)房?jī)?nèi)的1臺(tái)DMI（16通道測(cè)控裝置）內(nèi)，其測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換后通過(guò)當(dāng)?shù)氐囊苿?dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（C網(wǎng)或G網(wǎng)）發(fā)送至隧洞進(jìn)口監(jiān)測(cè)室內(nèi)的接收裝置內(nèi)，再經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后上傳到監(jiān)控主機(jī)。

（3）隧洞進(jìn)口流量計(jì)用電纜接入監(jiān)控管理站內(nèi)的流量計(jì)主機(jī)，采集的數(shù)據(jù)再直接傳入監(jiān)控主機(jī)。

（4）隧洞出口流量計(jì)用電纜接入出口監(jiān)測(cè)房?jī)?nèi)的流量計(jì)主機(jī)，采集的數(shù)據(jù)再通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸后接入監(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)控主機(jī)。

4.2 自動(dòng)化系統(tǒng)功能要求

監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集功能和信號(hào)越限報(bào)警功能，其運(yùn)行方式可采用應(yīng)答式、自報(bào)式及其他特殊方式。數(shù)據(jù)采集方式可采用常規(guī)巡測(cè)、檢查巡測(cè)、定時(shí)巡測(cè)、常規(guī)選測(cè)、檢查選測(cè)、人工測(cè)量等。設(shè)在監(jiān)控管理站內(nèi)的監(jiān)控主機(jī)具有監(jiān)視操作、輸入/輸出、顯示打印、報(bào)告測(cè)值狀態(tài)、調(diào)用歷史數(shù)據(jù)、評(píng)估運(yùn)行狀態(tài)等功能;采用的軟件具有在線監(jiān)控、離線分析、安全管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及輔助服務(wù)等作用。整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行管理包括系統(tǒng)調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)管理、過(guò)程信息文件處理（包括形成、進(jìn)庫(kù)、通信等）、調(diào)度各級(jí)顯示畫面及修改相應(yīng)的參數(shù)等、修改系統(tǒng)配置、系統(tǒng)測(cè)試、系統(tǒng)維護(hù)等。

自動(dòng)化系統(tǒng)具有防雷、抗干擾措施，保證系統(tǒng)在雷電感應(yīng)和電源波動(dòng)等情況下能正常工作。系統(tǒng)備有與便攜式監(jiān)測(cè)儀表的接口，能夠使用便攜式監(jiān)測(cè)儀表采集數(shù)據(jù)，并送入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)的測(cè)量精度應(yīng)滿足有關(guān)監(jiān)測(cè)規(guī)范中的各項(xiàng)要求[10]。

5 結(jié) 語(yǔ)

引大濟(jì)湟工程引水隧洞目前已全線貫通，除監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)尚未完全建成外，安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已全部安裝完畢。通過(guò)分析，可以得到以下經(jīng)驗(yàn)供類似工程參考：

（1）當(dāng)引水隧洞長(zhǎng)度較大（>2 km），且洞內(nèi)不具備觀測(cè)站布置條件時(shí)，可以采用新型光纖光柵式儀器，能有效克服傳統(tǒng)儀器電纜引線距離受限的缺點(diǎn)，還可以將光纜串聯(lián)牽引，從而大大減少傳輸線纜工程量。但因光纖光柵式儀器近年才發(fā)展起來(lái)，目前國(guó)內(nèi)工程實(shí)例不多，故儀器耐久性、穩(wěn)定性尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。

（2）當(dāng)引水隧洞采用TBM法連續(xù)施工時(shí)，可以將施工期監(jiān)測(cè)和永久監(jiān)測(cè)分開設(shè)置。施工期監(jiān)測(cè)以表面埋設(shè)測(cè)點(diǎn)為主，要求及時(shí)埋設(shè)、及時(shí)觀測(cè)，盡量觀測(cè)到待測(cè)項(xiàng)的主要變化過(guò)程。永久監(jiān)測(cè)以鉆孔埋設(shè)儀器為主，待隧洞全線貫通后再集中埋設(shè)，可以避免占用隧洞開挖施工的直線工期。

（3）引水隧洞采用光纖光柵儀器后，其信號(hào)傳輸介質(zhì)均為光纜，可以有效克服洞內(nèi)高溫、高濕的不利條件;自動(dòng)化系統(tǒng)主要設(shè)備均設(shè)在洞外觀測(cè)房?jī)?nèi)，可以提供優(yōu)良、恒定的運(yùn)行環(huán)境，從而能夠保證系統(tǒng)長(zhǎng)期、可靠運(yùn)行。

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【責(zé)任編輯 張華巖】