日本東急建設等多家單位開發了隧道檢測、監測系統

1)東急建設等——一種無須采取交通管制的運行中隧道全斷面檢測系統

近日，日本東急建設、東京大學和小川優機制作所等單位共同開發了一種無須采取交通管制的運行中隧道全斷面檢測系統，并成功完成了在既有隧道內的驗證試驗。該檢測系統以“移動式防護支架”為基礎，在其上方安裝了能夠自由變換形狀的“可變形導向支架”。支架搭載了自動檢測混凝土表面開裂和浮皮的裝置，這是首次在移動式檢測系統中加入混凝土表面浮皮檢測技術。由于支架為跨路式，一般車輛可在其下方通行。根據具體的隧道寬度，移動式防護支架可在6.36～9.56 m進行調節。

裂縫檢測單元是通過照片自動識別裂縫部位。在驗證試驗中，寬0.5 mm以上的裂縫檢出率達到100%，寬0.3 mm以上的裂縫檢出率達到80%以上。

敲擊檢測單元是通過自動敲擊混凝土，以人工智能判斷是否存在混凝土表面浮皮。經驗證，對于人工可檢測出的敲擊異常位置，敲擊檢測單元可100%檢測出來。

日本東急建設計劃在今后繼續進行驗證試驗的同時，在該公司修建的隧道內也逐步投入使用。通過積極聽取檢測工作人員的意見，進一步提升操作性能，提高實用性能。

近期，除日本東急建設外，日本的佐藤工業和大林組也對隧道斷面變形系統進行了研究。

2)佐藤工業——一款用于實時監測隧道掌子面變形的系統

日本佐藤工業于2018年3月26日公布了一款用于實時監測隧道掌子面變形的新系統。該監測系統由TOF攝像頭、控制用計算機和警報LED構成。設定測量對象區域、開啟監測模式后，TOF攝像頭將實時獲取點云數據，對測量值的變化量進行監測。一旦變化量超過指定的異常界限值將發出警報，并向預先設定的郵件地址發送郵件通知。

過去以掌子面整體作為監測對象時，會產生因作業人員進出攝像范圍而觸動警報等問題。使用該監測系統可對至多3處區域進行部分監測，針對不同部分設置不同的異常界限值，可有效解決進出人員較多而觸動警報的問題。目前，該系統已在日本石川縣和香川縣的2處施工現場內進行了試用。

3)大林組——一款用于山嶺隧道施工的崩塌前兆檢測系統

日本大林組于2018年2月19日公布了一款用于山嶺隧道施工的崩塌前兆檢測系統“Rockfall-Finder”。該系統由攝影機、計算機、警示燈和警報器等構成，安置在隧道鑿巖機上方。采用“背景差分法”圖像識別技術，反復地把當前圖像與0.1 s前的圖像進行對比，能夠檢測到細小裂縫和細微落石等崩塌前兆。可能發生險情時通過警示燈和警報器提醒掌子面周邊作業人員避難。相比以往的目測方式，具有更高的精度，能夠大幅提升掌子面作業的安全性。

目前，大林組正在開發通過掌子面圖像評估掌子面安全性的人工智能(AI)。在新系統上導入AI將進一步提高掌子面評估精度，提高山嶺隧道施工的安全性。