公路隧道施工变形监测综合预警体系的建立与效果评估

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2025.12.005

隧道建设（中英文） ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (12): 2240-2256.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.12.005

公路隧道施工变形监测综合预警体系的建立与效果评估

吴森阳^{1， 2}，李青霖^{1， 2， *}，李琳³，秦峰^{1， 2}，陈棚^{1， 2}

(1. 招商局重庆公路工程检测中心有限公司，重庆 400067； 2. 招商局交通科技（重庆）有限公司，重庆 400067； 3. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室，重庆 400044)

出版日期:2025-12-20 发布日期:2025-12-20
作者简介:吴森阳（1987—），男，重庆人，2016年毕业于重庆交通大学，建筑与土木工程专业，硕士，高级工程师，主要从事轨道交通、隧道施工监测等技术研究工作。E-mail： wusenyang@cmhk.com。*通信作者：李青霖， E-mail： 460148150@qq.com。

Establishment and Evaluation of a Comprehensive Early Warning System for Monitoring Highway Tunnel Deformation

WU Senyang^{1, 2}, LI Qinglin^{1, 2, *}, LI Lin³, QIN Feng^{1, 2}, CHEN Peng^{1, 2}

(1. China Merchants Chongqing Highway Engineering Testing Center Co., Ltd., Chongqing 400067, China; 2. China Merchants Communications Technology (Chongqing) Limited, Chongqing 400067, China; 3. State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control, Chongqing University, Chongqing 400044, China)

Online:2025-12-20 Published:2025-12-20

摘要/Abstract

摘要： 为克服现有公路隧道施工变形预警标准在信息反馈精度与控制效果上的局限，构建一种能够更科学反映围岩动态变形规律的综合预警体系。首先，通过深入对比分析公路隧道、地铁隧道及铁路隧道的现有预警标准，明确各自优缺点及适用性。在此基础上，基于大量现场监测数据的统计特征，将传统累计变形量的3区间控制标准优化为5区间控制标准，实现对隧道变形过程更精细化的分级描述，并有效提升信息反馈精度；同时，为解决变形速率控制标准固态化的问题，通过类比分析构建变形速率的5区间控制标准，建立与预留变形量相关的速率极限值经验计算方法，从而实现对变形速率控制标准的动态优化。最后，通过矩阵算法融合累计变形量与变形速率指标，形成一套综合预警体系。通过工程实例验证表明：该体系将首次预警时间提前至开挖后第21天，相较于围岩实际表观响应提前了5 d，相较于传统预警标准更是提前了15 d，显著提升了预警的时效性与准确性。

关键词: 公路隧道, 监控量测, 累计变形量, 变形速率, 预警体系

Abstract: Current deformation warning standards for highway tunnel construction suffer from limitations in information feedback accuracy and control effectiveness. To overcome these challenges, a comprehensive warning system designed to more accurately reflect the dynamic deformation patterns of the surrounding rock is established. First, an in-depth comparative analysis of existing warning standards for highway, metro, and railway tunnels is conducted, identifying their respective advantages, disadvantages, and applicability. Based on this analysis, the statistical characteristics derived from extensive onsite monitoring data are examined, optimizing the traditional "three-interval" control standard for cumulative deformation to a "five-interval" standard. This refinement enhances the classification of tunnel deformation processes and effectively improves the accuracy of information feedback. In addition, to address the problem of solidification of deformation rate control standards, a "five-interval" control standard for deformation rates is developed through analogy analysis, and an empirical calculation method for rate limit values related to reserved deformation is established, thereby enabling dynamic optimization of deformation rate control standards. Finally, a comprehensive early warning system is developed by integrating cumulative deformation and deformation rate indicators through matrix algorithms. Verification through engineering cases demonstrates that the system advances the first warning time to the 21st day post-excavation, which is 5 days earlier than the actual apparent response of the surrounding rock and 15 days earlier than traditional warning standards, substantially enhancing the timeliness and accuracy of the warning.

Key words: highway tunnel, monitoring and measurement, cumulative deformation, deformation rate, early warning system

吴森阳, 李青霖, 李琳, 秦峰, 陈棚. 公路隧道施工变形监测综合预警体系的建立与效果评估[J]. 隧道建设, 2025, 45(12): 2240-2256.

WU Senyang, LI Qinglin, LI Lin, QIN Feng, CHEN Peng. Establishment and Evaluation of a Comprehensive Early Warning System for Monitoring Highway Tunnel Deformation[J]. Tunnel Construction, 2025, 45(12): 2240-2256.

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[1]	冯守中, 阚德远, 谢承东, 闫治国, 宋远. 基于隧道照明光环境的动态可视距离多影响因素耦合研究[J]. 隧道建设, 2026, 46(5): 935-945.
[2]	胡强, 刘文星, 张安睿, 吴铭芳, 郭春. 基于LCA与遗传优化的公路隧道衬砌低碳维修加固设计方法 [J]. 隧道建设, 2026, 46(4): 804-816.
[3]	周中, 李世帅, 卢王豪. 融合DCGAN与DT-YOLO模型的公路隧道衬砌裂缝病害数据增强与智能识别方法[J]. 隧道建设, 2025, 45(S2): 380-389.
[4]	张开文, 和永军, 张云, 王晋, 帅春燕. 高速公路隧道照明实时调控节能系统应用研究[J]. 隧道建设, 2025, 45(S1): 71-79.
[5]	曹校勇, 张梦涵, 奚魏征, 徐平, 叶飞, 韩兴博. 公路隧道竖井波纹钢支护设计——鹦哥岭隧道实例分析[J]. 隧道建设, 2025, 45(S1): 182-192.
[6]	王建, 陈炜韬, 黄鹏, 张立祥, 于丽, 王雪, 刘媛, 李俊麒, 王松. 大纵坡小半径螺旋公路隧道几何参数探讨[J]. 隧道建设, 2025, 45(S1): 193-207.
[7]	张亚妮, 刘夏冰, 张彦龙, 陈劲宇, 周瑜. 基于DBN的运营公路隧道火灾后衬砌长期安全状态评估研究[J]. 隧道建设, 2025, 45(6): 1210-1218.
[8]	李玉豪, 王海林, 焦澳, 王建华, 范传刚, 张果, 程瑞琦. 在役隧道防火涂料运营状态评估方法及处治对策研究[J]. 隧道建设, 2025, 45(5): 1018-1026.
[9]	陈利, 刘兵, 曹志, 陈佳佳, 张恒, 张志强. 自然风对竖井排烟特长公路隧道火灾烟气扩散特性的影响[J]. 隧道建设, 2025, 45(2): 315-323.
[10]	吴森阳, 陈相, 陈棚, 曾瑀韩. 大断面小净距矩形顶管法地铁车站施工风险控制研究——以广州地铁海傍站为例 [J]. 隧道建设, 2025, 45(2): 382-391.
[11]	张晓平, 刘勇斌, 张春瑜, 李馨芳, 王红武, 刘泉声. 国产再制造TBM在软岩隧道中的防卡机改造研究[J]. 隧道建设, 2025, 45(2): 402-414.
[12]	王建, 陈勇良, 赵灵吟, 王雪, 于丽, 刘媛, 李俊麒, 刘柯逸, 游赞. Critical Wind Speed of Somke in Case of Fires Under Water Mist in Spiral Tunnels（细水雾作用下螺旋隧道火灾烟气临界风速研究）[J]. 隧道建设, 2025, 45(12): 2228-2239.
[13]	彭文波, 李墨涵, 刘佳, 高翔, 叶飞, 朱文豪. 公路隧道景观带空间分布对驾驶人员视觉特征的影响[J]. 隧道建设, 2025, 45(10): 1843-1851.
[14]	李芷汀, 梁波, 徐梦蝶. 城市公路隧道的静动态信息感知差异和景观要素分析[J]. 隧道建设, 2025, 45(10): 1868-1880.
[15]	唐协, 林国进, 李玉文, 何佳, 张航. 龙门山超长公路隧道横断面布置方案[J]. 隧道建设, 2025, 45(10): 1935-1946.

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Establishment and Evaluation of a Comprehensive Early Warning System for Monitoring Highway Tunnel Deformation

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