(1)隧道衬砌厚度，可设不同的测线 ，从而分别测出拱顶、拱腰、拱脚及边墙位置的衬砌厚度 ，必要时也可测出道床仰拱的厚度 ，同时还可沿隧道的横断面进行厚度探测 。
(2)隧道周围 2～3 m 范围根据需要可进行调整围岩状况 、钢筋及钢拱架、格栅钢架等分布，并可准确定位 。
(3)隧道衬砌或围岩中排水盲沟的分布及堵塞或畅通情况 、高寒地区的冻融情况。
(4)隧道围岩或衬砌中的裂隙水分布及赋水情况、初衬与二次衬砌之间的密实状况以及衬砌间空洞的展布情况 ；在岩溶地区还可测出溶洞的位置和范围。 (5) 隧道围岩超挖部分的位置、分布和回填情况，超挖空间回填的性质及空间的展布情况；隧道欠挖情况可通过衬砌厚度反算得出。
(6) 衬砌中的裂隙分布，尤其是衬砌深部不易为肉眼看出的裂隙分布和发展趋势；配合强度检测可对衬砌状况作出全面的评价 。
两金隧道是新溆高速公路中非常重要的隧道，而且工作环境较为复杂，车流量很大，因此发生损伤的潜在因素也比较多。在此分析此类桥型易发事故的情况，以便隧道健康与安全监测中有针对性地进行分析。
关于混凝土隧道结构的耐久性，近年来已逐渐引起各国的高度重视，自20世纪70年代以来，国内外都发现预应力混凝土隧道及结构发生不少损伤的情况，有的还相当严重，影响隧道结构的正常使用，甚至危及安全。其原因是多方面的，除与施工质量、环境因素等条件有关外，锚杆的应力损失和环境腐蚀，特别是后
张发混凝土中的压浆质量难以保证而导致隧道结构的耐久性受到影响有关。1988年挪威士发生了一起后张灌浆预应力隧道破坏的事故，为此，挪威运输部1992年9月发布新建隧道不再使用后张有粘结预应力梁的决定。
由于两金隧道由于地质复杂，设计长度长，而且工作环境复杂，交通运输量很大，而预应力筋的状况对预应力锚杆隧道的承载能力来说有着决定性的意义，因此必须加强锚杆状态的监测。
对于不同的隧道形式，在不同的环境中运营，易发生的事故不一样，监测的重点也不同。因此必须对两金隧道进行有针对性的监测才能最大限度地避免意外事故的发生。
六．两金隧道监控及评定系统框架
6. 1隧道监测系统特点
健康与安全监控系统是一个涉及面广、采集项目繁多、设备种类差异较大的现状，多种设备在一个系统中同时运行，通过合理布置，统筹管理，使该系统健康、高效的运转。 系统时间一致性问题
多种设备同时运行，不同的设备间存在一些时间一致性的问题（或相位一致性），如果不解决这个问题可能会导致评估出现误差甚至错误。
如在某处山体滑坡作用下，隧道发生了剧烈的响应，此时必须分析同一状态
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下结构的几何变形、应变值状况，甚至要分析振动的情况，只有同时分析它们的状况才能对桥梁的情况有一个清晰的了解。同时也必须考虑此响应是在何种荷载产生的，对应的荷载状况如何。通过硬件调试可以保证将各类不同信号的时间对应起来，也就是要解决系统时间一致性的问题。
两金隧道健康与安全监控系统的信号采集拟通过各采集模块与系统进行统一对时，读取同一服务器上的时间，然后与本机器的时间进行对照，这样就可以免除时间不一致而带来的数据无法统一处理的问题。 监控系统自我诊断研究
本系统框架研究的一个重要的课题就是解决健康与评定监控系统自身的自我诊断的问题，由于系统大多使用电子设备，在恶劣环境中损坏的可能性很大，导致发生隧道还未出现损伤而监测设备已经不能使用的情况，这给健康与安全监测及状况评估造成了很大的识别困难。
因此两金隧道监控系统需要根据以下几方面的因素进行测点设计，充分考虑监测系统的可维护性。
①测试仪器的寿命；②测试项目的损伤周期；③测试元器件的安装方法，是否需要预埋。
只有将监测系统中故障传感器剔除了，保证采集到正确的信号，才能客观正确地评价桥梁安全状况。另外也应该研制稳定性好、寿命长，并且适用于隧道特性的传感器。隧道检测中，检测前均可对传感器进行标定，来验证其有效性，而监测中，由于传感器必须长时间固定在测点上，因此不可避免的会碰上这类问题。
对具有相关性的传感器进行多组相关性分析，利用传感器的冗余信息对监测系统自身进行自诊断；必要时可以采取放置对比传感器的方法进行诊断；对于部分挠度或振动传感器，由于操作方便，也可将传感器取下进行标定。可利用多种方法保证监测系统的自身健康。 在线监测与定期监测相结合
通过自动的在线监测与定期监测，以达到多种条件下的使用，实现半自动和自动结合的备选操作方案，这样才能较为全面地了解隧道的发展状态。例如目前没有好的办法对隧道的周围山体稳定性进行自动监测，此时就必须通过人工进行定期监测。
另外由于完全采取全自动化的在线监测会使健康与安全监控系统的造价急剧增加，因此可以对重要的、容易出现事故的部位进行严密的在线监测，而对其它相对次要的部位采取定期检测的方法。两金隧道监控系统就可以对隧道进行实时监测，而对其它的部位可实行定期检测的方式。
6. 2系统布控优化
结构安全监测及评估系统的基本监测功能是通过传感器系统来实现的，合理布置传感器是保证结构监测质量的前提。监控系统使用传感器越多，两册信息越丰富。但是由于传感器、二次仪表及存储介质等的费用，一般只能使用有限个传感器。只有有效合理使用有效个传感以达到近可能多的信息，从状态评估出需要出发，以有效和经济为主使测点能够发挥最大效应的原则布置传感器位置。同时
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可以充分利用技术的优势，使测试手段不断丰富，并减少人为的误差，同时通过少数的人工测试方法来对自动采集系统进行校验。通过定期检查系统的稳定性，以保证监测系统稳定准确地运行。
结构健康与安全监控预警系统包括多参数的监测及研究，其中包括工作环境的监测、结构整体性能的监测、振动水平的监测、结构应变的监测。只有按照科学及现有成熟的检验才能是系统已最优的方式运行。
6. 3数据采样原则
目前绝大多数结构健康与安全监控预警系统所遵循的采集制度是实时采集，这样得到的数据量最大化，信息量也最多，可是随之而来的问题是数据量太多了，以至于没有足够的人力资源进行处理分析，而且得到的信息中有很多是重复的冗余信息。这种情况使得重要的信息不突出，导致其湮没于众多巨大的信息中，造成了主次不分明的问题，很容易使重要的信息被遗漏，给结构的健康监控预警带来极大的麻烦。
针对的具体情况，首先从数据量的角度研究分析不同采集制度的结果。 数据格式假定为一般文本格式，即每个数据占据2字节的空间，不考虑数据压缩及其它格式带来的数据量变化。采样频率如下所示：
健康与安全监控预警系统建成的第一年，为了获得对比数据，可按如下原则进行采集：
正常情况下监测每天温度最高时间段和温度最低时间段：暂定下午
13:30~14:30以及临晨3:00-5:00（具体时间参照当地气象部门实际测试数据）。
其余时间段采集原则：①温度超过一定限制的情况下进行测试；测试的内容为对温度较为敏感的参数，如隧道重要截面的应力、应变等。②在大雨、暴雨及其它恶劣天气下进行测试；测试对环境较为敏感的参数。③根据设计值及验收试验相关数据对各类参数设置采集阀值，当结构响应大小超过该阀值时开始采集数据。
具体的温度限制、恶劣天气范围可根据当地气象部门实测数据根据一定的超越概率确定，目前初定为超越概率80%情况下进行测试。
通过制定一定的采集制度，数据量可以降至原采集方式的10％左右，这样可以大量地降低无用信息的冗余。
在第一年的数据采集之后，原始数据已经比较完善，即有了原始健康档案，以后可以进行定量和定时的实时监测，即在指定时间或当信号超过一定阀值时才开始采集。这样即保证了对任何时刻桥梁的状况有一定的了解，也可得到特殊情况下的信息。按照这样的采集制度第二年以后的采集数据量可以更少，不过得到的数据是非常重要的，并且其中包括的信息量也是非常丰富的。
6. 4数据采集与传输原则
6.4.1 系统设计原则与网络结构的选型
数据采集和传输系统的主要功能是对各个传感器信号进行采集、传输和保
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存，供数据临时处理、数据传输至监控站及数据评估使用。本系统遵循以下原则布设:
1) 从传感器到计算机网络的所有设备，都采用公司提供的优质器件，考虑到设备的通用性和延续性，便于维修和更换。
2) 网络结构安全可靠、简便通用、便于使用者维护管理。
3) 系统可作为一个长期使用的系统，网络通信系统的寿命越长越好，器件具有发展方向，易于更新升级。
桥梁结构健康监测及安全评价系统采用各种不同传感器，而不同的传感器有不同的的通信接口及协议。在组网中本系统采用TCP/IP技术和LONWORKS技术是完全公开的网络通信技术，能够组建理想的网络模式。下图为组网的一个比较成功的模式：
图6-1 系统框架图
上图是基于TCP/IP技术的数据采集和传输系统的网络拓扑方案，在结构上有以下几个特点：
1. 各种传感器输出的信号，首先 含防雷采集设备的接线箱。
2. 对于模拟信号，接入信号调理器，经过滤波放大后，再接入人工交控机（外站）的采集器或以无线传输的方式接入，计算软件完成数据采集；如果是数字信号，直接进入外站采集器，计算机完成数据采集。
3. 有些传感器输出的信号，通过RS232（或RS485），直接接入外站的串口上，计算机完成数据采集。
4. 组网的主干线采用高效传输线，采用星新型网络结构，系统有传输接收设备，、交换机、集线器、网卡等硬件组成。任何一个工作站的线路出问题都不会影响其他工作站的数据传输。
5. 位于永久工程沿线的合适位置上的外站采集到的数据，送到监控中心室的数据库服务器，并同时储存在本地硬盘备份。 6.4.2 数据采集与传输子系统
数据采集与传输子系统的关键是保证数据采集与传输系统的稳定、可靠及耐久性。主要技术要求： 1.
系统既能无人值守下连续采集，又可在报警状态下（如大暴雨等）进行采样和人工干预采样。
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2. 系统中所有数据采集操作在同一时间下工作，不同外站以及数据采集系统之间的时间差异小于s级。
集，每个传感器与采集仪之间的连接采用RS485传输方式传输数据，中间距离过远采用中继器加强信号；待采集设备通过软件分析后有无线模块发送至外站。每个子系统都有一套独立采集、分析、传输的整套设备，个子系统间的设备不互相影响。本公司采集设备具有以下几个方面的优势：
1. 所有主要的选项、选件和设置采用模块化，程控划设计，模块替换、选项变更和参数重新设定后能保证通道性能稳定，响应时间不影响数据采集。 2. 信号调理模块结构设计紧凑，便于对输出信号进行检测和自诊断。
3. 信号调理模块根据各类传感器的需要为其提供稳定的，精确的和低噪声的电源。 4. 信号调理模块能适应所有可能的信号强度，并能在数据采集单元控制下对每个通道进行自动量程设置或切换。
5. 程控滤波能在数据采集单元控制下实现自适应抗混滤波或抗噪滤波的功能。
无线传输作为子系统组网的最佳网络方式，本公司的无线网络传输其特
点有：
1） 实时在线：“实时在线”，即用户随时与网络保持联系。
2） 按量计费：用户可以一直在线，按照用户接收和发送数据包的数量来收取费
用，没有数据流量的传递时，用户即使挂在网上，也是不收费的。 3） 快捷登录：GPRS的用户一开机，就始终附着在GPRS网络上，每次使用时只需
一个激活的过程，一般只需要1-3秒的时间马上就能登录至互联网。 4） 高速传输：GPRS采用分组交换的技术，数据传输速率最高理论值能达
3. 系统中任何模拟信号通道，系统保证不同采样频率得到的数字序列，其时标的同步优于2s；不同外站上同频采样得到的数字序列的采样同步优于1 s；单台多通道数据采集设备的采样保持环节保证各通道之间不同步性小于0.01s，孔径时间内信号最大衰减小于1/1000。
4. 5.
所有模拟信号数据采集通道有抗混滤波措施。
数据采集软件具有数据采集和缓存管理功能，并对现场数据进行在线统计运算和频域分析；在线统计和频域分析不影响和间断数据采集、传输以及接受控制等工作不降低这些工作的新能指标。
6. 数据可供远程传输和共享，采样参数可远程在线设置和调整，允许远程授权用户获取实时数据，数据传输速度只受到公共网络传输资源的限制。
7. 系统具有实时自诊断功能；系统能自动将故障信息上传至数据管理与控制服务器上，并以足够醒目或引起操作人员注意的方式显示、报警。
8. 当系统的一个或多个部分暂时断电时，系统的各个部分无需人为干涉即可自动重新启动，同步校时和继续运行，并保存断电信息。局部停止工作，其他设备保持其不受影响。
6.4.3 数据采集与传输设备
数据采集系统的采集设备放置在特制的机箱内，采集仪实现多通道同步采
171.2kb/s。
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