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盾构隧道施工中的智能监测与控制技术研究

盾构隧道施工作为现代城市及交通建设领域中重要的基础设施建设方式之一，

在保障市民出行安全、优化交通运输效率方面发挥着重要的作用。然而，隧道施工

过程中存在着许多风险与挑战，包括地层变异、地下水涌入、地震活动等，这些都

对隧道的施工安全和质量提出了很高的要求。

为了解决盾构隧道施工中的监测与控制需求，智能监测与控制技术应运而生。

通过实时监测和智能控制系统，可以提高施工过程的安全性、高效性和质量。该技

术研究的目标是通过应用新兴的传感器、数据采集与分析技术、智能控制算法等手

段，实现对盾构隧道施工全过程的智能化监测与控制。

首先，盾构隧道施工中的智能监测技术对地层变异进行实时监测。在施工过程

中，地下环境的地层结构会发生变化，如软土、砂土、石灰岩等。通过布置多种类

型的传感器，如测斜仪、位移传感器等，可以实时感知地层的变化情况，并对其进

行监测与预警。这为施工人员提供了重要的参考信息，以便进行针对性的调整和控

制，从而确保施工的安全性和稳定性。

其次，盾构隧道施工中的智能监测技术对地下水涌入进行实时监测。隧道施工

过程中，地下水涌入是一个常见的问题，它会导致隧道工作面的水平承压能力下降，

甚至威胁到施工人员的生命安全。通过安装高精度的水位传感器和流量监测系统，

实时监测地下水涌入的情况。一旦发现异常情况，系统将发出预警信号并自动采取

措施，如对涌入口进行封堵、增加抽水设备等，以便及时控制和处理。

此外，盾构隧道施工中的智能监测技术对地震活动进行实时监测。地震是地质

灾害中最具破坏性的一种，对盾构隧道的施工安全造成潜在风险。通过在隧道周围

布置地震传感器网络，可以实时监测地震活动的发生及其强度。一旦监测到地震信

号，智能监测系统将及时向施工人员发出预警，并自动停工进行安全疏散，确保施

工人员的人身安全。

在实现智能监测的基础上，盾构隧道施工中的智能控制技术也是十分重要的一

环。通过运用先进的控制算法和自动化设备，可以实现对隧道施工过程的智能化控

制。例如，通过在盾构机设备上安装传感器和执行器，实现对盾构机的精确定位和

姿态控制；通过自动控制系统实现对盾尾部的土压墙的控制，确保其与地下土体之

间的平衡；通过自动控制系统实现对润滑系统的自动调节，保证盾构机在施工过程

中的稳定性。这些智能控制技术的应用，不仅提高了施工效率，还有效降低了施工

风险，提高了施工质量。

综上所述，盾构隧道施工中的智能监测与控制技术的研究具有重要的实践意义。

通过运用新兴的传感器、数据采集与分析技术以及智能控制算法等手段，可以实现

对盾构隧道施工全过程的智能化监测与控制。这将极大地提高施工的安全性、高效

性和质量，为城市及交通建设的可持续发展提供有力支撑。