一种隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法与流程

本申请涉及隧道安全监测，尤其是涉及一种隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法。

背景技术：

1、隧道在使用的过程中，可能会由于线路故障或车辆事故等情况而发生火灾。当隧道发生火灾时，监测部门需要及时的获取火灾信息，从而快速进行救火，以降低火灾高温对隧道衬砌结构的影响。

2、隧道内使用的传统火灾报警系统是通过dic技术识别火焰图像进行告警，相关设备有：双波长火焰探测器以及相关告警设备组成，功能齐全但单一。传统的灾后损伤评价方法主要是利用碳化深度检测、回弹法检测以及钻芯检测；但在实际发生火灾后，隧道的受灾面积难以判断，全过程依赖人工进行检测，耗时耗力，主观性强。

技术实现思路

1、本申请的其中一个目的在于提供一种能够解决上述背景技术中至少一个缺陷的隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法。

2、为达到上述的至少一个目的，本申请采用的技术方案为：一种隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法，包括如下步骤：

3、s100：将隧道沿纵向长度方向划分为多个相邻的监测段，对每个所述监测段分别布置用于检测纵向变形和表面温度的形变检测模块以及温度检测单元；

4、s200：在所述形变检测模块和/或所述温度检测单元的检测数据出现异常时，根据异常数据对应的所述监测段位置定位起火点并向控制中心告警；

5、s300：在火灾结束后，根据设备的受损情况将发生火灾的所述监测段分为设备受损段和设备完好段；

6、s400：对于设备完好段，根据所述形变检测模块和所述温度检测单元于灾后重新检测的数据进行隧道衬砌的结构损伤分析。

7、优选的，所述形变检测模块包括监测点以及视觉检测单元；所述监测点设置于所述监测段的端部，所述视觉检测单元安装于所述监测段，所述视觉检测单元适于对所述监测点进行图像采集以获取所述监测段的纵向变形。

8、优选的，所述监测段的端部设置有多个所述监测点，多个所述监测点沿隧道的截面轮廓方向等间隔设置。

9、优选的，所述监测点安装有靶标，所述视觉检测单元适于对所述靶标进行图像采集，进而根据所述靶标的成像尺寸变化获取对应所述监测段的纵向变形量。

10、优选的，所述视觉检测单元安装于所述监测段的一端，以用于该所述监测段另一端的所述靶标进行图像采集。

11、优选的，所述监测段的两端均安装有所述靶标，所述视觉检测单元安装于所述监测段的中部，所述视觉检测单元同时对所述监测段两端的所述靶标进行图像采集。

12、优选的，步骤s200中对于起火点的定位包括如下过程：

13、s210：对各所述监测段及对应的数据进行编号；根据异常数据对应的编号确定起火点的数量，以及定位各起火点所对应的所述监测段位置；

14、s220：根据所述视觉检测单元采集的数据，对起火点对应的所述监测段的两端纵向变形进行对比；

15、s230：根据两端纵向变形的对比结果结合所述温度检测单元的数据，对起火点在所述监测段的具体位置进行定位。

16、优选的，隧道根据施工沿纵向长度方向形成有多个沉降缝，隧道按照沉降缝被分为n段，将相邻所述沉降缝之间的隧道分为m段，进而得到n×m个所述监测段。

17、优选的，步骤s400包括如下具体过程：

18、s410：基于混凝土的力学性能，通过有限元模拟构建混凝土性能数据集；

19、s420：利用深度学习方法对混凝土性能数据集进行训练，得到混凝土性能评价模型；

20、s430：采集灾后的设备完好段的温度和纵向变形数据；

21、s440：将步骤s430采集的数据输入混凝土性能评价模型中进行反演，得到隧道不同监测段的实际弹性模量；

22、s450：将步骤s440的反演结果与设计标准进行对比以判断隧道各监测段的结构劣化程度。

23、优选的，在完成步骤s420后，对获得的混凝土性能评价模型进行修正，包括如下过程：

24、s421：将隧道的温度以及纵向变形量的历史数据作为修正数据代入混凝土性能评价模型；

25、s422：根据混凝土性能评价模型的输出结果与隧道历史弹性模量数据进行对比；

26、s423：若二者之间的误差小于等于设定的阈值，说明获得的混凝土性能评价模型符合精度要求；

27、s424：若二者之间的误差大于设定的阈值，进行误差分析并基于历史数据对混凝土性能评价模型进行修正。

28、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

29、本申请可以利用隧道衬砌结构检测所使用的相关设备及时捕捉衬砌的异常变形数据及温度数据来确定火灾的发生；并根据设备的位置参数确定火灾在隧道中的位置及火灾范围。灭火后，可以通过未受损的变形监测体系，判断火灾对结构的影响范围及影响程度。

技术特征：

1.一种隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法，其特征在于，所述形变检测模块包括监测点和视觉检测单元；所述监测点设置于所述监测段的端部，所述视觉检测单元安装于所述监测段；所述视觉检测单元适于对所述监测点进行图像采集以获取所述监测段的纵向变形。

3.如权利要求2所述的隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法，其特征在于，所述监测段的端部设置有多个所述监测点，多个所述监测点沿隧道的截面轮廓方向等间隔设置。

4.如权利要求2所述的隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法，其特征在于，所述监测点安装有靶标，所述视觉检测单元适于对所述靶标进行图像采集，进而根据所述靶标的成像尺寸变化获取对应所述监测段的纵向变形量。

5.如权利要求4所述的隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法，其特征在于，所述视觉检测单元安装于所述监测段的一端，以用于该所述监测段另一端的所述靶标进行图像采集。

6.如权利要求4所述的隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法，其特征在于，所述监测段的两端均安装有所述靶标，所述视觉检测单元安装于所述监测段的中部，所述视觉检测单元同时对所述监测段两端的所述靶标进行图像采集。

7.如权利要求6所述的隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法，其特征在于，步骤s200中对于起火点的定位包括如下过程：

8.如权利要求1所述的隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法，其特征在于，隧道根据施工沿纵向长度方向形成有多个沉降缝，隧道按照所述沉降缝的位置被分为n段，将相邻所述沉降缝之间的隧道分为m段，进而得到n×m个所述监测段。

9.如权利要求1-8任一项所述的隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法，其特征在于，步骤s400包括如下具体过程：

10.如权利要求9所述的隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法，其特征在于，在完成步骤s420后，对获得的混凝土性能评价模型进行修正，包括如下过程：

技术总结本申请公开了一种隧道火灾定位及灾后衬砌结构损伤监测方法，包括如下步骤：将隧道沿纵向长度方向划分为多个相邻的监测段并布置形变检测模块及温度检测单元；在形变检测模块和/或温度检测单元的检测数据出现异常时定位起火点；在火灾结束后，对于设备完好段，根据形变检测模块和温度检测单元于灾后重新检测的数据进行隧道衬砌的结构损伤分析。本申请的有益效果：以利用隧道衬砌结构检测所使用的相关设备及时捕捉衬砌的异常变形数据及温度数据来确定火灾的发生；并根据设备的位置参数确定火灾在隧道中的位置及火灾范围。灭火后，可以通过未受损的变形监测体系，判断火灾对结构的影响范围及影响程度。技术研发人员：叶以挺,郑蓉军,应国刚,燕振豪受保护的技术使用者：宁波朗达科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26