２００７年７月。铁道工程学报Ｊｕｌ２００７第７期（总１０６）ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＲＡＩＬＷＡＹＥＮｅＩＮＥＥＲＩＮＣＳＯＣＩＥＴＹＮ０．７（Ｓｅｒ，１０６）文章编号：１００６—２１０６（２００７）０７—００７６一０５超前地质预报技术在海底隧道施工中的应用＋琚建明¨（中国铁道建筑总公司，北京１００８５５）摘要：研究目的：厦门翔安海底隧道是我国大陆地区第一座海底隧道，是我国隧道建设史上的一个里程碑，隧道所处地质条件复杂。本文总结多种超前地质预报技术在海底隧道施工中的应用，为制定相应的施工方案、加快施工进度、确保施工安全提供重要依据。研究方法：结合厦门翔安海底隧道Ａ３标施工过程中采用的多种超前地质预报技术，阐述不同地质条件下超前地质预报手段和方法的优选原则。研究结果：施工中遵循“岩变我变”的原则做好超前地质预报工作，准确地查清了地质情况。研究结论：采用ｒＩ．ＳＰ２０２超前地质预报仪、超前钻孔、红外探水、地质素描等多种超前地质预报技术长短距离相结合进行综合超前地质预报，可以比较准确地探明掌子面前方１００ｍ范围内砂层分布、含水情况以及掌子面前方１５～３０ｍ范围内地下水分布情况。关键词：海底隧道；超前预报；ｒＩ＇ＳＰ２０２；地质雷达；超前探孔（洞）；红外探水；地质素描中图分类号：Ｕ４５６文献标识码：ＡＡｐｐＨｃａｔｉｏｎｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆＧｅｏｌｏ西ｃａｌＦｏｒｅｃａｓｔｉｎＡｄＶａｎｃｅｉｎＣｏＩ塔ｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＳｕｂｍａｒｉｎｅＴｕｎｎｅｌＪＵＪｉ觚一ｌｌｌｉｎｇ（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＣｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎＣｏ叩ｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８５５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｕｒｐｏ鼹ｓ：Ｘｉａｍｅｎ７ｘｉａｎｇａｎＳｕｂｍ赫ｎｅＴｕｎｎｅｌｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｓｕｂｍ撕ｎｅｔｕｎｎｅｌｉｎＣｈｉｎｅｓｅｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｎｄａｍｉｌｅｓｔｏｎｅｉｎＣｈｉｎｅｓｅｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｕｎｎｅｌｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎ，ｗｉｔｈｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｓｕｍｍａｒｙｉｓｍａｄｅｉｎｔｈｉｓｐ印ｅｒｆｏｒｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｇｅｏｌｏ舀ｃａｌｆｏｒｅｃａｓｔｉｎａｄＶａｎｃｅｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｕｂｍ撕ｎｅｔｕｎｎｅｌｆｏｒｔｈｅｐｕ印ｏｓｅｏｆｐｒｏｖｉｄｉｎｇｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｂａｓｉｓｆｏｒｗｏｒｋｉｎｇｏｕｔｔｈｅｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎｐｍｇｒａｍ，ｓｐｅｅｄｉｎｇｕｐｔｈｅｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎｐｍ铲ｅｓｓａｎｄｅｎｓｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｅｃｕｒｉｔｙ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｌｌｏｄｓ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍａｎｙｔｅｃｈｎｏｌｏ百ｅｓｏｆｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｆｏｒｅｃａｓｔｉｎａｄｖａｎｃｅｕｓｅｄｉｎｃｏｎｓｔｎｌｃｔｉｏｎｏｆＡ３ｂｉｄｄｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎｏｆｘｉａｍｅｎｘｉａｎｇ’ａｎＳｕｂｍａｒｉｎｅＴｕｎｎｅｌ，ｔｈｅｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎｉｓｇｉＶｅｎｔｏｔｈｅｏｐｔｉｏｎａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｔｈｅｍｅａｎｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｏｆｇｅｏｌｏ舀ｃａｌｆｏｒｅｃａｓｔｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｅｏｌｏ舀ｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｒｅ鸵ａｒｃｈｒｅｓｌｌｌｔｓ：Ｔｈｅｗｏｒｋｏｆｇｅｏｌｏ舀ｃａｌｆｏｒｅｃａｓｔｉｓｗｅⅡｄｏｎｅａＪｌｄｔｈｅｇｅ０１０９ｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｍａｄｅｃｌｅａｒａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆ”Ｕｓｉｎｇｄｉｆｋｒｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｔｈｅｄｉｆｋｒｅｎｔｒｏｃｋ”．Ｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｃｌ砸ｉｏ璐：Ｔｈｅｉｎｔｅｇｍｔｅｄｇｅｏｌｏ舀ｃａｌｆｏｒｅｃａｓｔｃａｎｂｅｄｏｎｅａＪｌｄｍｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓａｎｄｌａｙｅｒａｎｄｗａｔｅｒ万 方数据万 方数据第７期郭莉莉：智能照明控制技术在工业厂房照明系统中的应用８３２．２工作原理２．２．１控制系统原理该照明控制系统包括技术参数的设定、现场数值的采集、信息的传输、信息的加工和处理、控制信号的输送、受控对象被控、被控后信息的反馈等环节。在大库中央南侧墙上安装１个主控箱，通讯线接到各路的中部，信号传输到大库东西两侧的距离基本相等，以保证通讯可靠。主控箱将Ｐｃ机发来的数据分解到各路的子数据包中，分别通过各路的电缆依次传递到各路的控制盒。Ｐｃ机与主控箱的通讯速率（波特率）设为１２００ｂ∥ｓ，采用ＲＳ４８５方式通讯。主控箱与各路控制盒的通讯方式初期也使用ＲＳ４８５方式，波特率亦设为１２００ｂｉＬ／ｓ，但在试运行１～２个月后发现，该方式误码率比较多，主要原因是由于通讯线是沿照明电源线布设的，交流干扰较大，易造成４８５芯片的损坏。后期将通讯方式改为电流环通讯，各路均由同一个８ｍＡ恒流源供电，在单片机的控制下，依次向各路送出与该路串行码同步的脉冲电流，在流经各个控制盒的光电耦合器后返回主控箱形成电流环。控制盒将所接脉冲整形后送至其单片机串口进行数据接收。由于光电耦合器的响应速度较慢，为了提高可靠性，将波特率降为３００ｂｉ∥ｓ，经使用效果较好，抗干扰性能大幅度提高，如图２、图３所示。主控信号ＩＮ～２２０Ｖ图２乌西客检中心整备库照明节能控制系统原理图２．２．２手动控制优先在设计上，由于使用单位有手动控制优先的要求，即当控制系统出现故障时，要能立即切换回原有的空气开关控制的模式，因此，采取了以下措施：２．２．２．１各终端盒内采用常闭触点的继电器，控制系统失去作用时，自动接通照明线路，这样只要扳动空气开关，就可控制该路灯的启闭。２．２．２．２由于各控制盒的电源均就地取电，为防止个别单片机出现不受控现象，在控制盒内加装了２４Ｖ微型继电器，由主控箱通过与通讯线同缆的直流供电线路，向控制盒提供２４Ｖ直流电，从而实现集中控制各万 方数据终端盒Ｉ．．．．．．．．．一控。终端盒制Ｕ线ｏ终端盒ｒ——］ｏＡ相Ｂ相Ｃ相零线（ａ）控制原理图相线零线（ｂ）单灯控制原理图图３整备库照明节能控制系统控制原理图控制盒的电源。当主控箱失电时，各控制盒也切断了电源，保证了恢复原系统控制方式的可靠性。由于２４Ｖ直流继电器驱动电流很小，仅８—１０ｍＡ，一路有７个控制盒，最大电流也只要７０ｍＡ，对线径要求不大。所以通讯线和直流供电线采用了１根网线，１组双绞线作为１根使用。２．２．３增设总控箱因为值班室的控制电脑不是专用电脑，用途较多，经常需要切换到其它软件，有时还会关机，因此决定在大库内增设１个总控箱来解决这个难点，对照明系统实现双控。总控箱内设单片机控制系统、各路交流接触器驱动电路、光敏检测电路、实时时钟电路、存储电路、Ｒｓ４８５通讯电路、电源电路等，如图４所示。分控盒配电箱图４控制系统图主要功能是：２．２．３．１接收ＰＣ机发来的指令，经过处理后再转发万 方数据第７期郭莉莉：智能照明控制技术在工业厂房照明系统中的应用８５限度地节约能源。３．２经济效益根据工作的需要，现设定于每日凌晨４时进行隔一亮控制，早晨天亮后关灯，２００５年１２月１日—２００６年１月１０日冬至前后，早晨９：３０关灯，全年平均每天节电时间为４ｈ，再每天自动开关灯和手动控制隔一亮，平均每天节电２．５ｈ，节电效果显著。３．２．１按每天节电２．５ｈ，耗电比较如表２所示。表２耗电比较表吊灯原半年耗电现半年耗电Ｏ．２５壁灯ｈ×Ｏ．１７５灯桥ｈｘＯ．４合计ｈ×２３６１２４ｋＷ×１９６盏×１４ｋｗ×ｌｏｏ盏×１４ｋＷ×６８盏×１４１８０ｄ＝１２３４８０Ｏ．２５ｋＷ・ｈｈｘ１８０ｄ＝４４１００Ｏ．１７５ｋＷ・ｈｈ×１８０ｄ＝６８５４４Ｏ．４ｋＷ・ｈｈ×ｋＷ・ｈｋＷ×１９６盏×１１．５ｋＷ×１００盏×１１．５ｋＷ・ｈｋＷ×６８盏ｘ１１．５１８０ｄ＝１０１４３０ｋＷ・ｈ１８０ｄ＝３６２２５１８０ｄ＝５６３０４ｋＷ・ｈ１９３９５９ｋＷ・ｈ半年节电：２３６０．６元＝２５２９９元３．２．２１２４一１９３９５９＝４２１６５ｋｗ・ｈ×每盏灯的独立控制，为各单位根据实际需要实现不同的控制模式提供了技术保证。（３）在灯具的控制电路中，取消传统的继电器，采１８０ｄ＝２９９２５ｘ隔一亮节电：３３．２５ｋＷ×５ｈ１７ｋＷ“×Ｏ．６元＝用无机械触点的固态继电器，可使得其寿命长、维护简单。９５５元２００５年２＿３季度乌鲁木齐车辆段整备库照明节（４）智能照明控制系统适用于既有库的照明设施改造。能控制系统共节电：４２１６５ｋＷ・ｈ＋２９９２５ｋＷ・ｈ＝７２０９０ｋＷ・ｈ×０．６元＝４３２５４元按此计算２年即可收回投资。４参考文献：［Ｉ］ＧＢ５００３４—２００４，建筑照明设计标准［ｓ］．［２］ＧＢ／Ｔ５０３１４—２００６，智能建筑设计标准［ｓ］．结论（１）大量采用单片机技术，可减少电线路的敷设［３］俞丽华，等．电气照明［Ｍ］．上海：同济大学出版社，１９９２。［４］陆伟良．智能化建筑导论［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，１９９６．数量，降低了成本，还可显著提高系统运行的可靠性。（２）在不改变既有配电线路的情况下，实现了对（编辑马丽）下期要目题目作者华北平原地面沉降对高速铁路的影响及对策平板和框架板无砟轨道结构力学分析客运专线车站用地组成及指标分析李国和，许再良，孙树礼，等刘玉祥李庆生韩义涛，姚力蒋楚生蔡成标，颜华，姚力土路基一刚性基础板式轨道过渡段动力特性分析土工格栅减小路堤支挡结构土压力的理论分析遂渝线无砟轨道动力学性能研究万方数据