隧道施工监控系统方案

公路隧道动静态数据一体化

监控系统方案

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I

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1、隧道施工监测技术要求及工程原理 .................................................................................................. - 2 - 2. 实现方法 .............................................................................................................................................. - 4 - 3、 项目构成 ............................................................................................................................................ - 5 -

3.1视频监控 ..................................................................................................................................... - 6 -

视频监测设计原则 ........................................................ - 8 - 功能描述 ................................................................ - 8 - 视频监测总体描述 ....................................................... - 10 - 视频监测方案优势和特点 ................................................. - 12 - 系统详细设计方案 ....................................................... - 13 - 3.2洞内振动速度监测和土压力检测 ........................................................................................... - 18 -

多通道振弦采集仪 .................................................................................................................. - 18 - 振弦式土压力盒 ...................................................................................................................... - 20 - 钢筋应力计 .............................................................................................................................. - 21 - TCD108型 多通道爆破测振仪 ............................................................................................. - 22 - 超低频三维宽带振动速度传感器 .......................................................................................... - 25 - 专用无线路由中继器 .............................................................................................................. - 26 - HB-2000P工业控制计算机 .................................................................................................. - 29 - 液晶显示器三星 （SAMSUNG）2243BW+液晶显示器 .................................................. - 31 - 3. 3隧道断面检测 ......................................................................................................................... - 32 - 4、 监控系统和监控目的 ..................................................................................................................... - 34 - 5、监测的原则 ........................................................................................................................................ - 35 - 6、监控网的布设 .................................................................................................................................... - 36 - 7、监测频率和检测精度 ........................................................................................................................ - 37 - 8、监测依据 ............................................................................................................................................ - 38 - 9、材料清单 ............................................................................................................................................ - 38 - 10、质保与售后服务 .............................................................................................................................. - 39 -

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公路隧道监控系统研究方案

1、隧道施工监测技术要求及工程原理

⑴ 施工监测应按照JTJ042-94《公路隧道施工技术规范》进行监测，根据本隧道情况，施工监测必测的项目有：地质与支护状况观察，拱顶下沉、周边位移。选测项目可根据施工实际情况适当增减，其中地表下沉在洞口、浅埋和偏压段应作为必测项目，各项位移量的容许值应在施工中根据实际情况，参照有关规范确定。

⑵ 施工中应将围岩监控量测与地质调查作为一道重要工序纳入到整个施工过程中，通过监控量测数据调整支护参数及确定二衬施做时机。

⑶在施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断其稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。根据以往经验以《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》（TBJ108-92）的Ⅲ级管理制度作为监测管理方式。

监测管理表

管理等级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ 管理位移 U0Un 3施工状态 可正常施工 应注意，并加强监测 应采取加强支护等措施 Un2UnU0 332UnU0 3表中：U0 —实测位移值；Un —允许位移值。 Un的取值，也就是监测控制标准。根据以往类似工程经验、有关规范

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规定及招标文件的要求，提出控制基准见下表。

监测控制标准表

序号 1 2 3 监测项目 地表及建筑物沉降 拱顶下沉 净空收敛 控制标准 30 mm 45 mm 30 mm 根据上述监测管理基准，可选择监测频率：一般在Ⅲ级管理阶段监测频率可适当放大一些；在Ⅱ级管理阶段则应注意加密监测次数；在Ⅰ级管理阶则应密切关注，加强监测，监测频率可达到1～2次/天或更多。

目前我国进行较多的有隧道工作面地质观察、拱顶下沉、洞周收敛等直观的观测项目。而观测的主要目的是及时获得围岩和支护结构受力与变形的动态信息，分析其变化趋势来评价围岩稳定性和支护系统可靠性。同时将量测数据与反分析技术结合起来，求解岩体初始应力和力学参数，以期更全面、真实地反映围岩性态，并对隧道稳定性进行预测。我国隧道施工监控及围岩参数反分析，大都致力于对围岩各项弹塑性参数及初始应力进行反算。由于洞内及地表位移量测方便，目前对反分析的研究主要集中在位移的反分析上，并对围岩参数及初始应力进行推算，然后正分析预测隧道稳定性及变形。另外，国内对锚杆轴力及钢拱架应力的检测及数据应用较少。实际工程中，锚杆轴力和钢拱架应力能直观的反应围岩的应力状况，并可对围岩的塑性区进行直观判断，这方面的研究对隧道施工有着切实的意义。

施工监控不断的收集地质条件及施工中的信息，并反馈到设计进行指导施工，达到工程建设优化的目的。本次隧道施工监控的内容涵盖了隧道围岩—支护结构体系的各个方面，包括动态和静态条件下，位移、应力、应变、压力等，具体的测量项目有：工作面地质观察、隧道拱顶下沉、洞周收敛、地表下降、围岩内部位移、围岩应力、支护结构压力、锚杆轴力

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和抗拔力等。

2.实现方法

监测点布设原则

根据地质和岩土层条件、埋深和结构特点、支护类型、开挖方式以及环境状况等因素综合考虑变形观测点的布设。利用少而精的测点取得全面的监测结果。要能够反映建筑物、构筑物变形明显的部位、点位标志稳固、明显、结构合理，不影响构筑物的美观和使用还要点位应避开障碍物，便于观测和长期保存还要满足变形观测点和沉降点布置满足规范要求。 需监测对象

(1) 隧道洞顶和侧壁的沉降与位移监测，隧道底板底鼓量监测和隧道收敛监测采用激光三维断面自动检测仪测量，无线自动传输，计算机软件远程实时分析和自动预报与预警。

(2) 钢架内力及所承受的荷载量测，围岩压力量测和锚杆轴力量测采用国际先进的高精度振弦式传感器进行检测测量，无线自动传输，计算机软件远程实时分析和自动预报与预警。

(3) 隧道爆破振动检测采用国际先进的高精度速度和加速度传感器进行检测测量，采用激光三维断面自动检测仪实时放样，布置炮孔装药量和实施起爆，无线自动传输，计算机软件远程实时分析和自动预报与预警。

(4) 隧道施工现场监控采用远程无线视频监控系统，实时监控掌子面工程进展情况，合理安排工程进度和进行安全管理。

通过在洞内布设视频监控装置和对洞内环境监测仪器来实现远程监控。主要对土压力，洞内岩层振动速度和断面位移几方面进行监控。然后通过数据传输，把采得的样品传输到洞外进行系统分析来指导工程的顺利进行。

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1）对土压力的监控，本次工程采用振弦式采集器来进行采样分析。 2）视频监控方面，本次工程采用TMIGS隧道多元信息预警与安全管理系统。 3）洞内振动速度监测，本次工程采用成都中科测控有限公司的仪器携带两支三向传感器进行监控。

4）洞内断层监控，采用BJSD-6型激光隧道断面检测仪。

洞内系统基本工作原理如下图所示：

监控量测 数据分析 变量预报 反分析参数或性态模型（当前和未来） 数值或解析变形、稳定性正分析 实际开挖检验 设计和施工 方案可行否 修改方案 即控制措施 继续施工

动态信息化施工流程图

3、项目构成

通过现场布设仪器对隧道内的几项基本要素进行检测：有隧道洞顶的沉降和位移监测；隧道收敛监测；隧道底板底鼓监测；钢架内应力及所承受的荷载量测；围岩压力量测；锚杆轴力量测；隧道爆破振动检测；隧道施工现场视频监测。隧道内采集到的仪器数据通过隧道

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内布设的无线网络传输到洞外，考虑到隧道长约两2公里，这里采用5个传输距离为500米的无线路由器进行数据传输，以确保信息的安全准确传输。隧道内具体布设如下：

Internet互联网断面扫描仪振弦式传感器摄像机多通道振弦采集仪三维速度传感器1三维速度传感器2多通道爆破振动仪图1系统原理图

3.1视频监控

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图2视频监控原理图

管理人员可以方便地在屏幕上监视到各个点的摄像机传来的图像来观察工地现场情况，大大减少了安全监管的人员、路途、时间成本。十分方便和快捷。可以是实时图像，也可以是以前的回放图像。

可以现场指挥，领导可以远程根据现场的图像，与现场人员进行沟通语音沟通，进行实时的现场指挥。

可以和安全报警相结合，形成更加完善的一个管理方案。

录像回放功能，使查找故障原因更加有据可依、定位准确、效率更高。

将隧道建设中的各个实施现场的情况传输给隧道外的监控室管理人员。以便于这些管理人员在预防安全事故、进行安全监管、安全事故事后追查等方面提供有效和及时的

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信息。并在将来可以通过视频会议等快捷方式来实现及时协调、及时解决。

在隧道施工工地的进行视频监控，掌子面设置摄像机，无论白天还是黑夜有灯光的情况下，摄像机所监控地点的情况在监控终端都能清晰辨认。所有图像进行24小时的存储，要达到15天的存储容量。

在监控室可以远程读取和控制前端的摄像机。

摄像机使用数量共计4台，4个监控点。图像清晰、稳定。图像存储，以便日后回放和问题查找。支持双向语音通讯，可以进行远程指挥。支持权限控制。不同级别的管理人员的操作权限不同。要考虑到工地环境较恶劣的因素，能够提供较好的图像质量。 视频监测设计原则

稳定性：由于是用于安全生产，其重要性不言而谕，因此，在选择方案时我们主要选择比较稳定可靠，可以在较为恶劣环境工作的设备。系统所选用的产品是当前主流技术的产品，取得有相关部门的检测认证，质量可靠，以保证系统在将来的长期使用过程中运行稳定、故障率低、灵敏可靠。

简单性：因为使用这个系统的人员在计算机操作水平上相差较大。因此，为了使这个系统能够更加为用户所接受和迅速使用起来，在易用性方面我们做了充分的考虑。系统具有良好的人机界面，操作简便，并且有较好的容错性。 功能描述

本地监管功能：工地现场施工视频可以传输到地面上，供安全生产管理人员观看，监管人员可以远程控制摄像头的拍摄角度。

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C摄像机监控室隧道

远程监管功能：项目安全生产管理人员可以远程视频检查掌子面实时施工的情况。

项目管理人员网络C摄像机值班室隧道

语音通信功能：通过语音传输系统，管理人员可以与隧道内的施工人员进行沟通和指导。

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项目管理人员网络双向语音系统值班室隧道

权限控制功能：通过安全技术和访问权限控制对什么人能够访问该系统进行管理，而把非法用户挡在外面。

图像存储功能：可按每天、每周、或选择某天/时间段进行录像。用户可按时间、地点、摄像机名称等查询录像。

运维管理功能：通过运维软件、通讯网络和各种通讯手段来把所有监控设备、系统维护人员进行统一的调配，以实现对整个监控系统的有效维护、升级和服务。 视频监测总体描述

监控中心位置设在隧道外的值班室，摄像机的分布情况如下图：

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全系统实际要使用的摄像头数量为4个。

处于隧道内 共3个摄像机，可旋转，分别监视掌子面施工、排水、沟槽3个位置。并且，可以随着掌子面的推进，随时移动。因此，这3台摄像机采用放置在三脚架上。隧道门口放置1台摄像机，监视隧道洞口。

摄像机以电线线缆接入值班室。

施工现场的前端系统主要包括将各个掌子面施工的情况通过低照度长焦摄像机进行图像采集并实时传输到地面。

语音系统采用成熟可靠的电话程控方式，并采用振铃方式，以防止工地噪声造成电话呼叫听不到的问题。

工点监控室部分主要是接收并显示前端系统传输上来的信号供工地监管人员及时发现情况，及时反映和处理，并进行监控数据存储。

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工点监控室的硬盘录像机进行全程实时录像，录像数据至少可保留15天。 监控室可以对视频图像进行切换、画面分割和组合控制，而且还可以对本标段各监视点的录像内容进行高清晰回放查看，为各点事件调查，时间分析提供有效工具。

监控室的视频图像通过光纤专线传输到项目处监控中心。

传输的视频图像达到与工点监控室同样的视频质量，同时视觉上基本无延时。 工点监控室可以通过耳麦与项目处分控中心联络。 具有可持续供电电源，延时至少1小时。

网络传输和访问系统：这个系统主要提供标段监控系统到主管项目处的信号传输。 视频监测方案优势和特点

整个系统应用了最新的多媒体监控理论，结合先进的计算机软、硬件技术和网络技术，不仅继承了传统监控系统的所有功能，并在此基础上实现了许多全新的技术突破，将监控所涉及的图像、报警、设备状态和控制数据进行智能化综合管理；建立了基于TCP/IP通讯协议，应用局域网技术的分级分控管理体系，实现了与现有计算机网络的完美结合和高度的资源共享。

产品选用上，选用成熟、可靠、国内外领先、兼容性好、先进的产品，同时也考虑成本因素。例如：核心设备之一硬盘录像机，我们选用linux嵌入系统，稳定可靠。

操作方便：采用的软件和设备都非常易于掌握，更有利于真个系统的推广和应用。 安全监管与日常办公紧密结合：监控网与日常办公网结合，将安全监管紧密结合到日常管理当中。

系统建设与后期维护相结合：系统初期建完能够使用不是唯一目的，而是要能经历时间的考验，所以，我们在方案中充分而详细地考虑了实施、移线和维护的方案，为后期系统的运行打下良好基础。

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系统详细设计方案

整个系统基本包含2个不同类型的用户，一个是安全管理人员，一个是项目处监控中心人员。

（施工点）前端监控系统

C摄像机电源双向语音光端机C室外光纤摄像机双向语音施工工地 工作原理：摄像机设备将地下各个掌子面施工的实际情况，通过标准信号传到光端机，光端机将信号进行编码，上传到工点监控室。主要使用长变焦低照度高清晰摄像机，每个前端摄像点根据现场实际需要进行三脚架支撑、安装相应环境的防护罩，地下自建线缆有漏电保护措施。另外，前端监控摄像机要根据施工作业面的实际进展情况的变化而移动，由项目管理处根据实际情况通知进行移位，以保持较好的监控效果。

所涉及的主要设备：

信号制式：PAL 图像元件：1/4\"Ex-View HAD CCD 镜头 27倍电动变焦 自动聚焦 (f=3.25-88.0mm) 视频输出：1.0V[p-p] 75 Ω 水平清晰：480TVL( 彩色 ) / 570TVL( 黑白 ) 信噪比：≥ 50dB 对焦：自动 / 手动 聚集范围：WIDE (0.01m),TELE (1.0m) 同步：内同步 行频：15.625KHz 场频：50Hz 信噪比：不低于 52dB - 13 -

摄像机：

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亚安防护罩YA4512、云台YP3040： 最低照度：彩色:1Lux 黑白:0 Lux(IR ON)/0.005 Lux(IR OFF) 清晰度：0TV 线 总/有效像素：470K/440K 控制：变焦/聚焦 DC 控制(PTZ) 云台控制功能：隐私遮挡8区 图像捕捉：1 帧图像 冻结 旋转 翻转 镜像 变焦速度：慢速/中速/快速 变焦/聚焦预置：128 个预置点设置/调用(EEPROM 存储） 摄像机地址网关：0-255(总线 256) 聚焦模式：自动/键控自动/手动 白平衡：自动(ATW)/室内/室外/手动/键控自动 曝光模式：自动/光圈手动 /AGC 手动 /DSS 手动 移动侦测：开/关（灵敏度:0-15[16 种模式 ]) 电子快门：1/50 to 1/50,000 防闪烁模式：手动 开/关 光圈控制：自动/手动 自动增益控制：自动/手动 宽动态（背光补偿）：开/自动/关 /WDR 工作温度/湿度：-10°C--50°C/0%RH—80%RH 储存温度/湿度：-20°C--60°C/0%RH—85%RH 电源：DC12V 功率：最大 5.1W 预制位功能 电源：AC24V±10%，50/60Hz 功率：25W 加热器30W 水平速度：7.5°/s 垂直速度：6°/s 旋转范围：水平0～355°（可调），垂直+6～-90° 通讯方式：RS485/曼码 通讯协议：Pelco-P、Pelco-D、AD、YAAN、行业标准等多协议，波特率可选 防雷功能：电源接口4000V；通讯、视频接口2000V 最大负载：10Kg 承载方式：顶载 环境温度：-35～65℃ 相对湿度：＜95% 防护等级：IP66 监控室 - 14 -

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光端机硬盘录像机控室部分显示器 工作原理：前端系统的信号经光端机解码，传到硬盘录像机，硬盘录像机可将视频和声音信号传输到电视上显示，并有语音通信能力。也可以支持其他管理终端来远程访问、监视，画面指标见下，但视觉感觉应比较清晰、尽量无躁点。

语音对讲系统：除视频摄像头外，我们还为前端、监控室、值班室配置电话，可以实现施工现场与地上工点监控室的通话，

主要技术参数：

主处理器 操作系统 系 统 系统资源 操作界面 输入设备 输入法 快捷功能 压缩 图像压缩 音频压缩 视频输入 视频系统 视频输出 视频标准 视频记录速度 高性能工业级嵌入式微控制器 嵌入式LINUX 多操作，可同时多路录像、同时录像回放、同时网络操作 人性图形化菜单会话界面 前面板按键、鼠标操作、遥控器操作、网络模拟前面板 支持数字和英文大小写字符的输入，可扩展中文输入 菜单中对于相同设置可进行快捷复制粘贴操作；右键菜单列出了画面分割等常用的功能；鼠标双击直接切换画面 MPEG-4/H.2 PCM 4路复合视频(NTSC/PAL) BNC（1.0VP-P，75Ω） 1路PAL/NTSC，BNC（1.0VP-P，75Ω）复合视频信号 1路VGA输出支持视频输出在TV和VGA之间切换 PAL（625线，50场/秒），NTSC（525线，60场/秒） 实时模式：PAL每路1帧/秒-25帧/秒可调和NTSC每路1帧/秒-30帧/秒可调； - 15 -

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图像画质 图像画质6档可调 区域覆盖 全屏内可设置任意大小的一块区域遮挡保护 画面信息 通道信息、时间信息、保密遮盖区域 保密通道监视画面，当蓝屏显示覆盖某一路的监视图像时,实际编码通道锁定 的图像仍为正常； 通道处于锁定，没有权限访问的用户查看当前通道，增强保密性 通道状态显示 可在通道画面的左下角显示通道名称、录像状态、通道锁定状态、视频丢失状态、动态检测状态等 颜色设置 设置每个通道的视频输入信号的色调、亮度、对比度、饱和度、增益。 音音频输入 4/8/16路音频输入 200-2800mv30KΩ(BNC) 频 音频输出 1路音频输出 3500mv 3KΩ(BNC) 硬 盘 内置1-4个IDE接口，可挂接1-8个硬盘 占用硬盘空间 音频：PCM 28.8M字节/小时 视频：40～2000M字节/小时 记录时间 录像文件记录时间1～120分钟可设置（默认为60分钟） 录像循环 支持硬盘循环覆盖录像 录像查询 根据时间、类型、通道号查询录像 回放模式 多种慢、快放速率，手动单帧播放、倒放等模式 硬 可切换到正在播放的上一个文件或下一个文件或文件列表任意的盘 文件； 文件多种切换可切换到当前播放通道同一时刻的其他任意通道的文件（如存在文方式 件）； 支持文件的连续播放，一个文件放完后，继续播放同一个通道的下一个文件 多路回放 支持1路或2路（1604HB）通道录像回放 画面缩放 多路回放时的小画面/适应窗口/全屏 局部放大 单画面全屏回放时可选择画面任一区域进行局部放大播放该区域的图像 存支持普通硬盘保存、冗余盘双备份 储功备份方式 支持外接USB存储设备 能 支持内置型IDE刻录光驱 支持网络下载保存 网远程访问前端通道监控画面 络 通过网络客户端软件或浏览器访问、设置系统参数 - 16 -

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功通过客户端或浏览器网络升级程序，实现远程维护 能 可以通过网络查看视频丢失等报警信息 支持远程下载存储及录像回放 网络方式报警输入、输出 语音对讲 多画面预览 动态检测 区域设置：每画面可设置192(16×12)个检测区域；检测灵敏度设置：区域可设置多级灵敏度；可联动录像或外部报警或弹出屏幕提示 视视频丢失 可联动外部报警输出或弹出屏幕提示 频外部报警 可联动录像，或在设置的时间段内联动外部报警或弹出屏幕提示。 检可以使能或禁止某个报警输入通道 测手动报警控制 可以模拟产生报警信号输出到某个报警输出通道 与8路电压值报警输入（报警输入端在报警时须提供＋5～＋15V直流报报警输入 电压） 警 报警输出 3路继电器输出(输出常开触点或可控+12V) 报警 继电器 30VDC 1A，125VAC 0.5A（联动输出） USB接口 接USB设备 接网络接口 RJ45 10M/100M自适应以太网口 口 RS485 云台控制接口，支持多种协议 RS232 用于普通串口（调试）、键盘接口及透明串口（将外部设备的输入输出转发到网络客户端） 系硬盘信息 IDE接口的状态，每个硬盘的信息，当前工作盘指示 统码流统计 每个通道的码流统计，波形显示 信显示系统日值，可达1024条，并支持按时间和类型的查找日志信息 日志查找 息 用 多级用户管理；多种管理模式，本地、串口、网络的用户统一管理，户 用户管理 特殊用户权限可设置 管 支持用户和组的添加和权限修改，用户和组的数量不 理 密码安全性保支持密码修改，有用户管理权限的用户还可设置其它用户的密码 护 帐号锁定策略：每30分钟内仅可试密码5次，否则锁定 密码方式登录，确保安全性 登录注销与关机 关闭系统菜单时人性化菜单对话：提供注销菜单用户，关闭机器，重启机器等选择 可设置关机权限，确保拥有权限的用户关闭机器 其它主要设备： - 17 -

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专用监控硬盘（希捷） 显示器： UPS(山特) 各种电缆： 工作台：

由于监控的特殊需要，硬盘持续负荷时间长，因此我们采用专用监控硬盘，其使用寿命大大增加 19寸以上电视，支持NTST/PAL输入 1Kva，1小时后备电源 高质量网线、音视频、电源和数据线。 日常管理人员办公用 3.2洞内振动速度监测和土压力检测

TCD-108采用ARM9为核心板设计，仪器具有体积小、重量轻、可电脑远程控制、液晶显示及使用方便等特点。本仪器可以在现场没有电脑的情况下，通过按键和液晶屏快速设置参数，从而达到信号快速、准确采集的目的。同时，仪器可以在现场通过仪器本身的功能读出特征值，还能大致预览到已经采集到的信号波形。根据实际的情况也可以现场对采集参数做调整。本仪器使用应变片传感器组成各种检测桥路，可对微小应变及超强应变进行测量。该产品面向爆破监测、工程环境监测、建筑、机电设备、交通运输、机械……等领域针对应变量动态过程的监测、记录、报警和分析。产品配套软件，能及时有效的对数据进行分析与预测。如：

选定某些特征点，对其周期性地进行重复观测，通过数据处理，研究被监测点群的沉降、水平位移等随时间变化规律，寻找一种能够较好反映数据变化规律的函数关系，对下一阶段的监测数据进行预测，预测监测点可能出现的最大位移值或应力值，以预测构筑物和结构的安全状况，评价施工方法，确定工程措施。

软件根据现场的需要量身定做的数值分析和处理功能，可以根据观测结果进行数据的拟合分析和回归处理，建立计算机软件远程实时分析和自动预报与预警系统。

将现场的两只三向传感器连接到TCD-108的前6个通道进行数据采集和观测，24只振弦式传感器连接到多通道振弦采集仪的24个通道，更全面的对隧道内岩土变化情况进行监测。

多通道振弦采集仪

多通道振弦采集仪是一种岩土原位监测仪器，它适用各类振弦式传感器采集频率信号，如表面式应变计、混凝土应变计、钢筋应变计、内埋式裂缝计、表面裂缝计、土压力盒、锚索计等。利用这些传感器可对大坝、桥梁、堤防、引水工程、交通市政工程(船闸、铁道、地铁)以及高边坡等工程的应力、应变、变形、渗流、渗压等物理量监测和安全稳定分析,并广泛用在健康监测领域。

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采集仪结构示意图

前面板

后面板

采用钝化铝板材料精制而成，表面喷塑成黑灰色。面板采用钝化拉丝技术，让仪器尽显简洁精致。

设备尺寸：宽：300mm高：80mm深：200mm

工作原理

多通道振弦采集仪采用当前国际最新16位单片机技术，利用数字信号处理技术对采集到的振弦信号进行运算处理得到精确的频率值,仪器硬件集成化，设有很强的硬、软件抗干扰措施。内部全部采用工业级耐高低温元件,仪器还配有电源适配器，RS485转USB接口,可远距离方便的在上位机对采集仪进行控制。

经过大量的试验测试，并不断完善改进，到目前为止，该仪器稳定性能好，测试精度高，温度范围宽，操作十分简便，能满足用户在野外环境中使用。 主要技术指标

1 信号采集：8、16、32路(可定制)； 2 量 程：450~3500Hz；

3 测试精度：频率0.05Hz温度0.1℃； 4 分 辨 率：频率0.01Hz 温度0.01℃；

5 存 储 器：可存储6000组数据（用户可定制）； 6 接 口：RS485(可定制)； 7 电 源：12V/2A电源； 8 通 讯：RS485；

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9工作温度：–10℃ — +70℃； 10 重 量：2.0Kg。 多通道振弦采集仪的优点

1. 支持单通道数据采集,包括传感器编号,频率与温度。 2. 支持全通道频率循检,温度循检,频率与温度同时循检。 3. 支持自定义周期自动采集。

4. 采集仪内设有128K的临时内存,用来保存自动采集数据。 5. 支持RS485通讯,把内存中的数据读取出来。

6. 具有同步时间的功能,便于把采集设备的时间与当地时间同步。 7. 具有内存容量查看功能,以确保内存状况的随时监控。

8. 多通道振弦采集仪可连续长时间安全工作,内置安全监控系统,保证设备的安全稳定长期的正常工作。

振弦式土压力盒

振弦传感器的频率受温度影响较大，因此传感器测试中必须含有温度的测试，以进行测试数值的修正，本公司的传感器带有高精

度数字温度传感器，可自动修正结构的测试值。

振弦式土压力盒是一种埋入式通用土压力传感器。适用各种条件下土体内部应力的测量，适应长期监测和自动化测量。

量程： 0.3MPa/0.6MPa/1MPa/2MPa/4MPa/6MPa 灵敏度：0.1Hz/0.001MPa 测温量程（℃）：-50～+125 测温精度（℃）：±0.5 土压力盒的工作原理

振弦式土压力盒工作原理是由激振电路驱动电磁线圈，当信号的频率和振弦的固有频率相接近时，振弦迅速达到共振状态，振动产生的感应电动势通过检测电路滤波、放大、整形送给单片机，单片机根据接收的信号，通过软件方式反馈给激振电路驱动电磁线圈。通过反馈，弦能在电磁线圈产生的变化磁场驱动下在本振频率点振动。当激振信号撤去后，弦由于惯性作用仍然振动。单片机通过测量感应电动势脉冲周期，即可测得弦的振动频率，最后将所测数据显示出来。

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振弦式土压力盒变量计算

Pk(fi2-f02)+KT（Ti-T0） （A.1）

式中

P——当前时刻相对初始位置的压力量，kPa； k——振弦式土压力盒与频率的系数，kPa/（kHz2）； fi2——振弦式土压力盒当前时刻的输出频率模数，kHz2； f02——振弦式土压力盒初始的输出频率模数，kHz2； KT——振弦式土压力盒温度修正系数，10-6/℃； Ti——振弦式土压力盒当前时刻的温度值，℃； T0——测量f0时的温度值，℃。

振弦传感器的频率受温度影响较大，因此传感器测试中必须含有温度的测试，以进行测试数值的修正，本公司的传感器带有高精度数字温度传感器，可自动修正结构的测试值。 系统安装

1、根据结构要求先定测试点与测力方向。

2、使压力盒受力面（光面）与受力方向垂直安装好。见下图：

『注：压力盒周围应由20cm左右的细砂（里面不能有大颗粒硬物）包裹并压实。』

3、将导线沿结构体引出，最好采用护套管保护好。

4、连接仪器。

5、记录数据，以便以后监测。

钢筋应力计

钢筋计是安装在混凝土受力钢筋上监测钢筋应力的仪器，埋设于各类建筑基础、桩、地下连续墙、隧道衬砌、桥梁、边坡、码头、船坞、闸门等混凝土工程及深基坑开挖安全监测中，测量 混凝土内部的钢筋应力。根据用户需求，加装配件即可同步测量埋设点的温度。 系统的工作原理

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钢筋计工作原理是由激振电路驱动电磁线圈，当信号的频率和振弦的固有频率相接近时，振弦迅速达到共振状态，振动产生的感应电动势通过检测电路滤波、放大、整形送给单片机，单片机根据接收的信号，通过软件方式反馈给激振电路驱动电磁线圈。通过反馈，弦能在电磁线圈产生的变化磁场驱动下在本振频率点振动。当激振信号撤去后，弦由于惯性作用仍然振动。单片机通过测量感应电动势脉冲周期，即可测得弦的振动频率，最后将所测数据显示出来。 振弦式钢筋计变量计算 线性拟合

k(fi2-f02)+KT（Ti-T0） （A.1带测温功能计算公式） k(fi2-f02) （A.2无测温功能计算公式） 式中

——当前时刻相对初始位置的应变量，kN； k——振弦式钢筋计与频率的系数，kN/（Hz2）； fi2——振弦式钢筋计当前时刻的输出频率模数，kHz2； f02——振弦式钢筋计初始的输出频率模数，kHz2； KT——振弦式钢筋计温度修正系数，kN/oC； Ti——振弦式钢筋计当前时刻的温度值，oC； T0——测量f0时的温度值，oC。 安装

钢筋计是安装在混凝土受力钢筋上监测钢筋应力的仪器，埋设在混凝土中。 钢筋计的安装要求和安装方法通常为钢筋计先通过螺纹与钢筋联系后，然后与受力钢筋同轴线对焊，采用坡口焊或熔槽焊将钢筋计焊接在被测钢筋上；如果施工现场进行对焊有困难，可以采用帮条焊接的方法，但帮条焊接部分应涂上沥青，以便与混凝土脱开。焊接过程中必须对钢筋计焊接端进行淋水冷却，以免仪器过热损坏。

TCD108型 多通道爆破测振仪

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多通道爆破测振仪特点

• 安装和配置容易，支持即插即用，系统对其进行自动配置 • 条件恶列可单独使用仪器完成数据采集和实时监控数据 • 内置大容量存储器（SD卡） • 以太网接口，高速传输速度 • ARM926EJS嵌入式计算机(400MHz) • 多种输入输出接口方式 • 16bit的A/D分辨率

• 8通道并行采集，可扩展至全同步的4～通道的测试系统 • 自动校准零点和通道增益

• 瞬态高速采集深度达到每通道4M样点(16M字节) •

体积小、重量轻，便于携带

硬件参数指标

• 最大采样率: 同步采集每通道100K最高采样率

• 单台通道数: 8通道并行采集，可扩展(最小每台4通道，最大通道) • 显示方式: 液晶屏显示(320*240点阵) • 控制方式: 数字键盘、计算机联机控制 •

AD分辨率: 16bit，系统精度0.05%（FS）

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• • • • • • • • • • •

缓存容量: 每通道最大4M样点 量程: ±1V～±100V

触发信号源: 内、外触发,无信号触发,软件手动触发,定时触发,多次记数触发 触发方式: 自动、单次

触发模式: 超前（预触发）、滞后 输入信号带宽: DC:0～300KHz AC:0.2～300KHz 通道隔离度: >90dB

接口: USB、Ethernet接口、远程仪器级联接口，可热拔插、即插即用 输入方式： 单端电压输入，过压保护

数据存储方式：大容量4Mbps/CH的SDRAM板载存储、主机可用内存或SD卡存储 供电： 外接直流电源或内置锂电池供电

软件功能

•

1.便携数据采集应用软件：中文操作界面，提供采集控制、前端调理系统控制、多通道波形实时显示、数据存储、数据回放、工程标定、时域统计分析、频域自功率谱分析、测试报告生成等功能；

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2.系统软件结构：主要包含两个数据波形窗口显示及回放控制功能模块、数据实时记录控制模块、数据分析处理模块、工程测试单位折算模块及相应的生成测试报告模块等；

•

3.标定文件模块：用于完成测试过程中的清零过程，为系统其它功能模块提供工程单位折算系数；

•

4.单通道示波模块：包括波峰值、波谷值、绝对平均值、有效值、波峰因素、波形因素的计算分析，以及叠加信号处理、巴特沃兹数字滤波处理、多种加窗函数处理等时域预处理功能，还包括幅值谱、相位谱、自功率谱分析（频域）、自相关分析（时域）等数据处理分析功能；

•

5.多通道示波模块：8通道同时滚动显示数据波形，支持时域/频域切换显示，可用于检测各通道信号线连接情况，同时可估计待测信号的主频，以选择合适的采样率；

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•

6.数据实时记录控制模块：能对8通道的信号按设定采样频率进行连续采集记录（不丢点），并可在采集记录的同时，实时监测各通道波形；

•

7.谱阵分析回放模块：对采集记录的数据以三维谱阵的方式进行回放，能清晰的了解各测试时间段内各频率分量的幅值。

•

8.历史数据回放功能模块：包括双窗口同时回放功能、手动/自动回放功能、快放/慢放功能等，除具备单通道示波模块的分析功能外，还 包含X－Y图、互相关分析、互功率谱计算等功能。

超低频三维宽带振动速度传感器

应用领域：

1.用于监测记录工程爆破，尤其是深孔爆破（10米以上）及硐室爆破、松软土层与水下爆破产生的1Hz~10Hz的低频振动。

2.大型水轮发电机组的振动监测和故障诊断 3.桥梁振动测试 4.高层建筑测试 5.大坝安全测试

6.地震和地脉动测量及工程地质勘察 7.精密设备的隔振地基评测 8.机床的运动精度测量 产品特征： 1.频率响应范围宽,1Hz到500Hz(-1db) 2.体积小,重量轻（mmXmmXmm.400克)

3.应用范围广,广泛应用于地震波、石油勘探、机械振动等测试领域 4.防水，防尘 5.价廉物美 技术参数：

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1.频率范围（Hz）：XY：1~300， Z：1~500 2.灵敏度（V/m/s）：28 3.阻尼系数：0.60 4.输出阻抗(Ω)：380 5.谐波失真(%)：≤0.1 6.工作温度(℃)：-40~100

专用无线路由中继器

无线传输技术，无线覆盖更广

专用无线路由中继器采用特殊无线传输技术，传输距离是普通11b、11g产品的2~3倍，传输范围扩展到4~9倍。最远传输距离可达室外830米，室内200米，而普通产品只能达到室外300米，室内100米。 优异的无线性能

专用无线路由中继器符合IEEE 802.11g/b标准，并采用业界领先的无线芯片方案，充分保证无线局域网的高效稳定性能。专用无线路由中继器的无线传输速率高达Mbps，是普通11b产品的5倍。 多级安全保障

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专用无线路由中继器支持SSID隐藏、无线MAC地址过滤、/128/152位WEP加密及WPA-PSK/WPA2-PSK、WPA/WPA2安全机制，保障无线网络不被侵犯或盗用。 专用无线路由中继器支持IP与MAC地址绑定功能，可以将内网电脑的IP地址与MAC地址一一进行绑定，有效防止伪造数据包，从而有效遏制内网ARP攻击，保证内网数据安全。

专用无线路由中继器支持DoS攻击防范，具有病毒自动隔离功能，能够自动防范内网的病毒，保障内网通信安全、稳定的运行。 丰富的实用功能

专用无线路由中继器具有IP带宽控制功能，可以根据不同用户上网需求分配每台电脑的上网带宽，避免个别用户使用BT、迅雷等软件占用过多带宽影响其它用户正常的网络使用。

专用无线路由中继器还具有WDS无线桥接功能，可实现两台或多台无线路由器之间无线桥接，扩展无线覆盖范围，桥接同时还可支持AP模式提供无线接入，满足远距离、多楼层或宿舍楼等环境的无线覆盖需求。 技术参数 硬件规格 协议标准 IEEE 802.11g、IEEE 802.11b； • IEEE 802.3、IEEE 802.3u； • • 无线速率 Mbps - 27 -

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• 4个10/100M自适应LAN口，支持自动翻转（Auto MDI/MDIX）； 接口 • 1个10/100M自适应WAN口，支持自动翻转（Auto MDI/MDIX）； 按钮 • Reset复位按钮 • PWR电源指示； • SYS系统指示； LED • WLAN无线状态指示； • 各端口Link/Act指示； 天线 • 1根外置固定全向天线 尺寸 • 174mm x 110mm x30mm（L x W x H） 无线参数 • 无线开关； 基本功能 • SSID广播开关； • 信道选择：1-13； • AP模式； 工作模式 • WDS无线桥接模式； • 无线MAC地址过滤； • 无线安全功能开关； 无线安全 • /128/152位WEP加密； • WPA-PSK/WPA2-PSK、WPA/WPA2安全机制； • 支持无线漫游； 其它功能 • 无线主机状态显示； 有线功能 • IP带宽控制功能； 实用功能 • 花生壳DDNS； • WAN口连接类型支持：PPPoE、动态IP、静态IP、L2TP、网络设置 PPTP； • 拨号方式类型：自动拨号、按需拨号、手动拨号、定时功能； • MAC地址修改与克隆；

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• VPN Pass-through； • 静态路由； • DHCP服务器； DHCP设• DHCP客户端； 置 • 客户端列表； • 静态地址分配； • 虚拟服务器； • 特殊应用程序； 端口转发 • DMZ主机； • UPnP设置； • IP与MAC地址绑定防ARP攻击； • IP地址过滤； • 域名过滤； 安全设置 • MAC地址过滤； • DoS攻击防范； • FLOOD攻击防范； • 流量统计； • 系统安全日志； 系统工具 • 远程Web管理； • 配置文件导入与导出； • Web软件升级； 其它 • 工作温度：0℃ 到 40℃； • 存储温度：-40℃ 到 70℃； 使用环境 • 工作湿度：10% 到 90%RH 不凝结； • 存储湿度：5% 到 90%RH 不凝结； HB-2000P工业控制计算机

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◆ 标准4U高度，19寸上架

◆ 1.2mm优质碳素高强度结构钢箱体，表面经过喷涂高温烘烤处理 ◆ 特有硬盘防震设计，双重保护，层层减震，硬盘使用寿命更长 ◆ 高品质工业电源，供电可靠，保证系统工作稳定

◆ 整机采用SHB-870工业长卡搭配11槽无源底板PBP-11E114B ◆ 前面板特殊的双门带锁设计，防止误操作 ◆ 特殊的弧形压梁设计，弧形压条高度可调

材料 1.2mm优质碳素高强度结构钢箱体 工艺

喷涂高温烘烤表面处理 箱体结构

安装方式 19″上架式 颜色 米白

箱体尺寸 482mm×177mm×472mm (宽×高×深) 包装尺寸 597mm×328mm×4 mm (宽×高×深) 指示和控制 电源开关、HDD、POWER指示灯 I/O端口

2个USB2.0端口

前面板

防尘过滤器 可方便地进行拆卸、清洗和更换 机箱锁 特殊的双门带锁设计，防止数据丢失和误操作

电源

功率300/350W，AC220V输入

3个5.25\"驱动器架，1个3.5＂驱动器内部结构

驱动器架 架 配备硬盘减震架，延长硬盘使用寿命

散热系统 2个双滚珠高速风扇和电源风扇，低噪音和防尘设计

主板 工业CPU卡SHB-870 底板

11槽无源底板PBP-11E114B 主机配置

处理器 Intel 2500 CPU 带风扇

内存 2条DDRⅡ667 512MHz（最大支持2G） 显卡 SHB-870北桥集成 硬盘

250G IDE/SATA

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光驱 软驱 鼠键 电源 操作系统 工作温度

环境参数

存储温度 相对湿度

16X DVD光驱黑色 3.5＂1.44M软驱 PS/2键盘鼠标

AC 220V 50Hz 300/350W-ATX

可预装Windows 2000/Windows XP/Linux 0~60ºC -20~60ºC

10~95%@40ºC（无凝结）

振动（工作） 1.0G，50~500Hz，随机振动

液晶显示器三星 （SAMSUNG）2243BW+液晶显示器

基本参数 面板类型 面板尺寸 屏幕比例 响应时间 亮度 对比度 显示色彩 接口类型 技术指标 最大分辨率 点距 水平视角范围 垂直视角范围 其他参数 功耗 认证 其他性能

TN 22 英寸 16:10 5 ms 300 cd/m2 1000 ：1 16.7M D-Sub,DVI-D 1680×1050 0.282 mm 170 度 160 度 45W Windows Vista 认证 魔亮 (MagicBright3), 定时关机, 图像尺寸- 31 -

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调节, 颜色效果, 用户化按键, MagicWizard & MagicTune (具有资源管理功能), Windows Vista Premium认证, 支持HDCP的DVI 接口, 安全模式 (DownScaling in UXGA) 外观颜色 外型尺寸 产品重量

黑色 505.5×417.2×217.5mm 净重4.85kg Kg

3.3隧道断面检测

本次工程采用BJSD-6型激光隧道断面检测仪，其产品主要性能如下:

产品用途：

本仪器主要用于对隧道施工的全方位控制，能实现断面的快速精确检测，完成施工监测，竣工验收，质量控制等工作。

产品功能：

测量当前隧道断面曲线

测量前后方隧道断面曲线 炮眼指示放样功能 围岩收敛功能 具备土石方计算功能 隧道轮廓素描 隧道超欠挖评估

隧道三维整形处理，给出隧道的三维立体图。

强大的隧道断面管理系统

产品特点：

采用军工级黑色掌上电脑、防水、防潮、抗低温； 可现场直接查看测量数据； 应用蓝牙技术，无需电缆连接；

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高精度测角系统，最高可达到2秒； 高精度测距系统，最高可达到0.5mm；

高速度测距系统，最高可达到每秒10，全断面测量仅需不到一分钟； 多功能三维隧道仪后处理软件，可对隧道轮廓进行三维扫描。

技术参数：

测量半径：0.2-100米

检测精度：1毫米

检测角度：30-330度（垂直） 0-360度（水平） 角度精度：2秒

控制方式：掌上电脑蓝牙控制，无线传输数据。 软件图示：

图1断面扫描数据图

图2 隧道模拟图

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4、监控系统和监控目的

本地监管功能：工地现场施工视频可以传输到地面上，供安全生产管理人员观看，监管人员可以远程控制摄像头的拍摄角度。

C摄像机监控室隧道

远程监管功能：项目安全生产管理人员可以远程视频检查掌子面实时施工的情况。

项目管理人员光缆C摄像机值班室隧道

语音通信功能：通过语音传输系统，管理人员可以与隧道内的施工人员进行沟通和指导。

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项目管理人员光缆双向语音系统值班室隧道

权限控制功能：通过安全技术和访问权限控制对什么人能够访问该系统进行管理，而把非法用户挡在外面。

运维管理功能：通过运维软件、通讯网络和各种通讯手段来把所有监控设备、系统维护人员进行统一的调配，以实现对整个监控系统的有效维护、升级和服务。

施工监控的目的是结合现代遥测（无线）技术，把三维激光扫描、各种传感器数据采集、施工管理以及可视化（视频）监控融合在一起，实现隧道施工掌子面可视化实时显示与分析、隧道施工监测（控）自动化数据采集与分析，形成隧道施工多元信息自动监测（控）系统，确保复杂围岩地质条件下隧道施工安全。

5、监测的原则

变形测量工作应从施工前开始，直至结构稳定终止。 变形测量中应遵守下列规定：

(1)测量前应对施工现场工程岩土变化和支护工程的状况进行查看对比作简明记录。

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(2)分布施工时，每步应有完整连续的观测数据。

(3)雨后、冻融、地震等对变形体产生显著影响时应增加观测频率。 (4)根据变形体的变形趋势，变形体趋于稳定期间可减少观测频率，急剧变动期间应增加观测频率。

(5)对每个单元变形体进行测量时采用相同的观测线路和观测方法，使用同一仪器和设备，并应固定观测人员，监测过程实行五固定。

(6)首次观测时应进行多次测量，取其平均值作为初始值。

(7)在进行监测工作之前一定要对周围的环境作一个详细的调查，必要时可以拍照、录象或请公证处公证，避免一些不必要的麻烦。

(8)地表变形监测应在施工前进行初始观测，并应从距开挖工作面前方Ｈ＋ｈ（Ｈ为隧道埋深，ｈ为隧道高度）处开始，直到衬砌和结构封闭，观测对象稳定后结束。测量频率宜和隧道内变形测量同步。

(9) 施工监控采用最先进的数据采集、传输和处理系统，实现无人值守，全天候实时监控和和信息处理，并进行预报和预警。

6、监控网的布设

在进行监测之前，首先要建立监测控制网，及时准确的反应监测项目、测点的变化情况。

平面位移监测控制网应布设的控制网，控制点埋设在变形区外，如有条件监测网宜采用强制对中观测架。监测网线路现场地形特点宜采用附合导线和三角网。

垂直位移监测控制网宜采用工程高程控制网，在变形观测中应定期对高程控制网点进行检测，监控基准点至少有三个。

三角点和高程点每周进行一次复测。 控制网精度达到一级网要求。

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7、监测频率和检测精度

变形测量的周期应根据建筑物、构筑物的特征、变形速率、观测精度要求和工程地质条件等因素综合考虑，观测过程中根据变形量的情可适当

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调整。

监测频率：施工掌子面周围范围内根据检测需要可进行实时检测。 频率检测精度1HZ，位移和收敛检测精度1mm，振动检测精度1ms，监控系统1ms。

8、监测依据

以上几项监测工作应严格按照JTJ042-94《公路隧道施工技术规范》，《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308—1999、《工程测量规范》GB50026—93、《建筑物变形测量规范》 JGJ/T 8—97等技术规范来实施，以确保隧道施工期间和工后各构筑物的安全，其它要求参照有关的行业规范。

9、材料清单

隧道视频监控系统

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 产品名称 视频监控和语音系统 一体化摄像机 变压电源(开关电源) 特殊支架 普通支架 摄像机防护罩 室外中小型云台 施工辅料 4路 高端硬盘录像机 监控硬盘 各种电缆 UPS 品牌 LG 特种 通用 大华 希捷 山特 型号 LVC-C371HP 交流220-交流24V，10A 特质三角立式支架 BNC头，485头，网线头等 CIF格式 1T VGA电缆，RS485电缆,网线 1Kva 数量 4 2 3 1 4 4 1 1 2 1 1

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