廣東連南石峽隧道新建工程雨水液位監(jiān)測(cè)背景

　　2025年初，位于廣東省清遠(yuǎn)市連南縣的石峽隧道建設(shè)進(jìn)入最后沖刺階段。該隧道是省道S390改擴(kuò)建工程的重要組成部分，全長1.6公里，屬于典型的山區(qū)公路隧道，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，降雨量大，周邊山體含水量高。根據(jù)氣象部門統(tǒng)計(jì)，連南屬于南亞熱帶雨林氣候區(qū)，夏季降水集中且頻繁，強(qiáng)降雨、短時(shí)暴雨以及地表徑流變化劇烈，使山區(qū)隧道易發(fā)生積水和倒灌風(fēng)險(xiǎn)。為確保隧道通車后的排水能力，項(xiàng)目方在隧道內(nèi)部設(shè)計(jì)了排水溝、集水坑、供配電系統(tǒng)、泵房以及積水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并在方案中明確提出必須安裝雷達(dá)物位計(jì)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雨水液位，為自動(dòng)排水系統(tǒng)提供可靠信號(hào)輸入。

　　隧道排水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大致包括：主隧道路面中央排水溝、兩側(cè)邊溝、隧道中段和洞口兩側(cè)的集水坑，以及帶有自動(dòng)啟?？刂频呐潘梅肯到y(tǒng)。隧道建成后，一旦雨水大量進(jìn)入內(nèi)部排水結(jié)構(gòu)，液位上升將通過傳感器信號(hào)聯(lián)動(dòng)泵房自動(dòng)排水。如果液位監(jiān)測(cè)滯后或信號(hào)不穩(wěn)定，可能導(dǎo)致泵站遲滯運(yùn)行，從而形成水面上漲風(fēng)險(xiǎn)，最終威脅隧道通行安全。因此，液位檢測(cè)設(shè)備的可靠性，是整個(gè)系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)之一。

　　為此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在2024年底對(duì)設(shè)備方案進(jìn)行了集中評(píng)估。在確定選型設(shè)備時(shí)，團(tuán)隊(duì)首先排除了機(jī)械式液位開關(guān)，因?yàn)樵撛O(shè)備易受碎石、淤泥、鐵銹顆粒影響；隨后，又排除了電極式物位測(cè)量方案，因?yàn)榈叵陆Y(jié)構(gòu)濕度極高，導(dǎo)電介質(zhì)變化大，不利于長期可靠運(yùn)行。超聲波液位計(jì)也被認(rèn)為不適用于該場(chǎng)景，原因是隧道內(nèi)部濕度常年接近飽和，水汽容易附著傳感器表面，同時(shí)隧道內(nèi)部回聲復(fù)雜，聲波易受擾動(dòng)。最終，集成單位提出采用非接觸式雷達(dá)物位計(jì)的方案，并與 Shenzhen Jiwei Automations Ltd（計(jì)為自動(dòng)化） 取得聯(lián)系，希望在隧道排水系統(tǒng)中采用計(jì)為雷達(dá)物位計(jì)進(jìn)行水位監(jiān)測(cè)。

工況挑戰(zhàn)解析：復(fù)雜、潮濕、封閉、干擾強(qiáng)

　　石峽隧道的安裝環(huán)境特點(diǎn)非常典型，涵蓋了市政排水工況中最為常見且最棘手的三個(gè)難題—潮濕、高腐蝕性和信號(hào)反射復(fù)雜性。隧道中段濕度持續(xù)在95%以上，局部區(qū)域有冷凝水滴落，設(shè)備表面長期處于水膜覆蓋狀態(tài)。集水坑空間狹窄，高度限制設(shè)備安裝角度，坑體內(nèi)部結(jié)構(gòu)多為不規(guī)則混凝土面，極易形成多次回波反射。此外，隧道排水溝內(nèi)部還會(huì)出現(xiàn)水面波動(dòng)、碎石漂浮、涌流擾動(dòng)，以至于水位變化并不平穩(wěn)。

　　在項(xiàng)目溝通階段，計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)團(tuán)隊(duì)詳細(xì)分析了工況條件，并給出了針對(duì)性解決方案，包括：

1. 使用高頻雷達(dá)波段 —— 可有效穿透濕氣、冷凝層，保持回波穩(wěn)定。

2. 采用動(dòng)態(tài)回波追蹤算法 —— 適應(yīng)水面擾動(dòng)和回波雜散信號(hào)。

3. 設(shè)備選用316L不銹鋼天線罩 —— 適應(yīng)含濕空氣與弱酸性水體環(huán)境。

4. 盲區(qū)優(yōu)化處理 —— 保證低液位狀態(tài)下仍然保持連續(xù)測(cè)量。

5. 非接觸式設(shè)計(jì) —— 避免泥沙、漂浮物、鐵銹附著導(dǎo)致測(cè)量誤差。

6. 藍(lán)牙小程序與 APP（計(jì)為智控?） —— 支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、歷史曲線查看和報(bào)警通知，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端實(shí)時(shí)掌控液位狀態(tài)。

　　基于以上優(yōu)勢(shì)，集成方最終確認(rèn)采購計(jì)為PRO系列的JWrada-34雷達(dá)物位計(jì)，并在隧道東端排水坑、西端排水坑和泵房集水間進(jìn)行布局安裝。

安裝與調(diào)試過程：從設(shè)備定位到信號(hào)接入

　　為了保證測(cè)量性能，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)在安裝雷達(dá)物位計(jì)時(shí)進(jìn)行了精確定位。以隧道中段集水坑為例，排水坑深度約3.2米，頂部采用法蘭方式固定傳感器，距離水面在工作狀態(tài)下保持2米至3米的測(cè)量區(qū)間。計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)人員指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)團(tuán)隊(duì)完成：

• 發(fā)射角度校正

• 盲區(qū)參數(shù)配置

• 閾值濾波設(shè)定

• 液位上限報(bào)警點(diǎn)設(shè)置

• 泵房啟停點(diǎn)電氣邏輯驗(yàn)證

　　調(diào)試過程中，設(shè)備曾在靜水狀態(tài)與流動(dòng)狀態(tài)中分別進(jìn)行測(cè)試。即便水面受到泵流擾動(dòng)，回波曲線仍保持清晰，信號(hào)輸出穩(wěn)定，顯示水位變化過程平滑且連續(xù)。在大流量放水試驗(yàn)中，液位從3.2米降至2.4米期間，測(cè)量誤差控制在 ±1mm 范圍內(nèi)。計(jì)為JWrada-34雷達(dá)物位計(jì)在市政排水工況中的可靠性達(dá)到了項(xiàng)目預(yù)期要求。

系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)測(cè)試：與排水泵自動(dòng)啟停控制對(duì)接

　　JWrada-34雷達(dá)物位計(jì)通過4-20mA信號(hào)輸出與泵房控制系統(tǒng)對(duì)接，并將實(shí)時(shí)液位信號(hào)輸入至PLC系統(tǒng)。當(dāng)集水坑液位上升至預(yù)設(shè)水位，即可觸發(fā)排水泵自動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)水位下降至設(shè)定回落點(diǎn)，泵房自動(dòng)停止運(yùn)行。

　　在連南石峽隧道項(xiàng)目中，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)顯示：

• 雷達(dá)物位計(jì)數(shù)據(jù)反饋與泵站啟停時(shí)序完全匹配

• 泵房控制邏輯穩(wěn)定可靠

• 數(shù)據(jù)無突變跳點(diǎn)，無丟失信號(hào)

• 未出現(xiàn)誤判報(bào)警或虛假空高信號(hào)

　　系統(tǒng)投入試運(yùn)行后，夜間巡檢人員觀察到液位變化趨勢(shì)信息可以在控制室實(shí)時(shí)查看，為隧道管理提供了必要的數(shù)據(jù)支撐。

項(xiàng)目效果：為隧道通車提供長期安全保障

　　隨著石峽隧道項(xiàng)目進(jìn)入通車準(zhǔn)備階段，排水系統(tǒng)被視為隧道安全運(yùn)行的重要保障措施之一。計(jì)為自動(dòng)化JWrada-34雷達(dá)物位計(jì)的加入，使整個(gè)系統(tǒng)具備以下優(yōu)勢(shì)：

1. 可靠運(yùn)行 —— 適應(yīng)潮濕封閉環(huán)境，長期無需維護(hù)

2. 實(shí)時(shí)響應(yīng) —— 液位波動(dòng)迅速檢測(cè)，數(shù)據(jù)連續(xù)

3. 信號(hào)穩(wěn)定 —— 無懼水面擾動(dòng)、冷凝、水汽

4. 兼容性強(qiáng) —— 與隧道PLC及泵站系統(tǒng)無縫對(duì)接

5. 長壽命周期 —— 非接觸式測(cè)量避免磨損與腐蝕

6. 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防能力提升 —— 實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警與排水聯(lián)動(dòng)

　　該系統(tǒng)將在汛期前全面投入使用。隧道管理方表示，未來還計(jì)劃將液位數(shù)據(jù)納入遠(yuǎn)程智慧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析，為極端天氣下的道路交通安全提供更高等級(jí)的支撐。

結(jié)語：市政排水領(lǐng)域的可靠測(cè)量方案

　　廣東連南石峽隧道項(xiàng)目不僅展示了計(jì)為自動(dòng)化PRO系列JWrada-34雷達(dá)物位計(jì)在市政排水工況中的適應(yīng)能力，也為未來類似應(yīng)用提供了技術(shù)參考。隨著全國各地山區(qū)公路建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，地下隧道排水、積水監(jiān)測(cè)和自動(dòng)排澇系統(tǒng)將成為越來越普遍的需求。非接觸式雷達(dá)測(cè)量方案憑借穩(wěn)定性強(qiáng)、維護(hù)成本低、信號(hào)連續(xù)可靠等優(yōu)勢(shì)，將在這一領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。

　　通過石峽隧道項(xiàng)目，計(jì)為自動(dòng)化再次證明了自身在工業(yè)液位測(cè)量領(lǐng)域的工程能力與產(chǎn)品可靠性，也為城市基礎(chǔ)設(shè)施的安全運(yùn)營貢獻(xiàn)了力量。