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隧道与地下工程灾害防治
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基于软硬件实时交互的大直径盾构隧道管片收敛变形监测
陈俊伟1,2,施江杰3*,全良臣1,张宇4
(1.中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北 武汉430063;
2.水下隧道技术国家地方联合工程研究中心,湖北 武汉430063;
3.南京仕达得尔智能科技有限公司,江苏 南京210019;
4.济南城市建设集团有限公司,山东 济南250014)
Monitoring on segment convergence deformation of large-diameter shield tunnels based on real-time cyber-physics interaction
Chen Junwei1,2,Shi Jiangjie3*,Quan Liangchen1,Zhang Yu4
(1.China Railway Siyuan Survey and Design Group Co., Ltd., Wuhan 430063, Hubei, China;
2.National-Local Joint Engineering Research Center of Underwater Tunnelling Technology, Wuhan 430063, Hubei, China;
3.Nanjing Strdal Intelligent Technology Co.,Ltd.,Nanjing 210019,Jiangsu, China;
4.Jinan City Construction Group Co., Ltd., Jinan, 250014, Shandong, China)
下载:  PDF (1324KB) 
输出:  BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 隧道结构变形不仅包含几何变形,还涉及管片自身弹性变形与接头张开引发的刚性变形,为保障超大直径盾构隧道施工安全,解决单一监测方法难以兼顾实时性与精度的技术问题,提出一种基于软硬件实时交互的管片变形监测算法,通过卡尔曼滤波融合应变与转角数据,获取管片实时绝对收敛信息。该算法在济南黄河隧道工程中得到应用,并经激光扫描数据验证。结果表明,该融合算法可有效抑制传感器噪声,监测精度较传统方法提升 30%以上,兼具良好的实时性与稳定性,为大直径盾构隧道的变形监测提供新的技术思路。
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陈俊伟
施江杰
全良臣
张宇
关键词:  盾构隧道  构健康监测  多源数据融合  卡尔曼滤波  管片收敛  变形感知    
Abstract: Tunnel structural deformation was defined to include not only geometric deformation, but also elastic deformation  of segments and rigid deformation induced by joint opening. To ensure the construction safety of superlargediameter shield tunnels and to address the technical challenge that a single monitoring method could not balance realtime performance and accuracy, a segment deformation monitoring algorithm based on real-time interaction between software and hardware was proposed. Strain and rotation angle data were fused by Kalman filtering to obtain realtime absolute convergence information of segments. The proposed algorithm was applied to the Jinan Yellow River Tunnel project and verified by laserscanning data. The results showed that the fusion algorithm could effectively suppress sensor noise, improve monitoring accuracy by over 30% compared to conventional methods, and achieve favorable realtime performance and stability. A new technical idea for deformation monitoring of large-diameter shield tunnels was thereby provided.
Key words:  shield tunnel    structural health monitoring    multisource data fusion    Kalman filtering    segment convergence    deformation perception
收稿日期:  2026-04-20      修回日期:  2026-08-26      发布日期:  2026-08-27     
中图分类号:  U456.3  
  TP274   
基金资助: 济南城市建设集团有限公司科技开发计划资助项目(2020W003);中铁第四勘察设计院集团有限公司科技研究资助项目(TSYSDY-JLLCHSD[2020]12)
通讯作者:  施江杰(1976— ),男,江苏南通人,高级程序员,主要研究方向为软硬件结合系统开发和集成。    E-mail:  jj.shi@strdal.com
作者简介:  陈俊伟(1989一 ),男,江苏宜兴人,高级工程师,硕士,主要研究方向为岩土与隧道工程。E-mail:junweichen1014@163.com
引用本文:    
陈俊伟, 施江杰, 全良臣, 张宇. 基于软硬件实时交互的大直径盾构隧道管片收敛变形监测[J]. 隧道与地下工程灾害防治, .
Chen Junwei, Shi Jiangjie, Quan Liangchen, Zhang Yu. Monitoring on segment convergence deformation of large-diameter shield tunnels based on real-time cyber-physics interaction. Hazard Control in Tunnelling and Underground Engineering, 0, (): 1-16.
链接本文:  
[1] 董瑞兴,李杨,张东,王利民,马千里,赵洪岩,董宏宇. 卵漂石地层盾构隧道漂石滞排对地表沉降影响试验研究[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2026, 8(2): 102-116.
[2] 马超, 乔法宇, 王国盛, 梁靖宇, 路德春. FRCM加固盾构隧道管片接头提升结构整体力学行为[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2026, 8(1): 22-31.
[3] 郭建光,王星,董唱唱,薛永斌,王双庆,赵宏硕,王涵,王文虎. 浆液时效性与管片摩擦作用下管片上浮研究[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2025, 7(2): 73-80.
[4] 李璋, 白森, 郑建国, 于永堂, 朱才辉. 基坑开挖对西安黄土地层中既有盾构隧道围岩压力及变形影响分析[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2025, 7(1): 35-47.
[5] 孙超, 张光伟, 答武强, 余祖峰. 临山条件下大直径盾构隧道抗浮控制技术[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2024, 6(4): 27-37.
[6] 赵泽乾, 朱旻, 包小华, 杨春山, 陈湘生. 下穿码头危化品堆场的超大直径盾构隧道抗爆性能评估方法[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2024, 6(4): 61-71.
[7] 王宏超,胡军,周永强,付晓东. 二次衬砌施作时机对盾构隧道纵向力学性能的影响分析[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2024, 6(2): 99-112.
[8] 闫治国, 王紫锐, 沈奕, 刘康. 碳氢曲线下大直径盾构隧道结构热力特性[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2024, 6(2): 25-36.
[9] 孙齐昊, 舒计城, 范森, 柳献. 降水与回灌水抢险作用机制的试验研究[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2023, 5(4): 33-46.
[10] 王伟, 刘英, 庄海洋, 赵凯, 陈国兴. 考虑内部结构的大直径盾构隧道抗震性能[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2023, 5(3): 78-85.
[11] 宗军良, 饶倩, 王祺, 禹海涛. 地面出入式盾构隧道动力响应的数值模拟[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2023, 5(3): 63-70.
[12] 加瑞, 杨岗, 郑刚. 盾构隧道施工历史对隧道地震响应的影响[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2023, 5(3): 41-51.
[13] 魏纲, 徐天宝, 张治国. 复杂应力路径下波纹钢加固盾构隧道数值分析[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2023, 5(2): 24-32.
[14] 王智, 刘祥勇, 朱先发, 洪小星, 沈一鸣, 张冰利. 小曲率半径隧道施工对盾构管片结构影响[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2023, 5(1): 45-54.
[15] 韩兴博, 陈子明, 苏恩杰, 梁晓明, 宋桂峰, 叶飞. 盾构隧道围岩压力分布规律及作用模式[J]. 隧道与地下工程灾害防治, 2022, 4(4): 34-43.
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