今年12月，第三届分布式光纤传感技术及应用大会将在于哈尔滨隆重举办。作为本次大会的承办单位，神州普惠子公司哈船光科正全力推进大会筹备。为了在会前与业界同仁深入交流前沿技术、共享应用真知，我们特别推出“分布式光纤传感应用场景与案例分享”系列专题报告。今天是本系列的第2期，让我们将目光投向——隧道监测。
从“点式监测”带向“连续感知”
隧道安全监测，最难的并不是“有没有传感器”，而是能不能在长距离、封闭、复杂、难巡检的环境中，持续看见结构和运行状态的变化。
无论是城市地铁、铁路隧道、公路隧道，还是地下管廊、矿山巷道，很多风险都不是突然发生的。受力变化、围岩扰动、邻近施工影响、局部变形、异常振动、温度升高，往往会先以微小、连续、局部发展的形式出现。问题在于，传统点式监测通常只能看见少数位置，很难完整还原风险沿隧道全线的发展过程。
分布式光纤传感的价值，正在于把隧道从“点式监测”带向“连续感知”。分布式光纤传感利用光在整根光纤中的散射效应，通过分析散射光随空间分布的变化获取环境信息，并可沿光纤获得每一个测量标距内的信息。换句话说，光纤不只是通信介质，也可以成为一条连续铺设的传感线。
这项技术在全球多个隧道工程中已经有真实应用。它不是停留在概念阶段，而是被用于既有隧道结构健康监测、邻近施工影响评估、滑坡区隧道长期变形跟踪以及隧道火灾温度监测等场景。
PART.01
巴塞罗那地铁 L9 线：
用光纤跟踪邻近施工对既有隧道的影响
在城市核心区，既有地铁隧道常常会受到周边新建建筑、基坑开挖或地下施工的影响。传统监测方式可以在关键位置布点，但如果变形发生在传感器之间，就可能难以及时捕捉。
巴塞罗那 TMB L9 地铁隧道的案例正是围绕这一问题展开。公开论文显示，研究团队将分布式光纤传感系统应用于 TMB L9 地铁隧道的结构健康监测，目的是评估附近住宅楼施工可能对既有地铁隧道造成的影响。该研究关注的是沿隧道衬砌的应变响应，而不是单点变化。
这个案例对隧道运维的启示很明确：当隧道周边有新建工程时，管理方真正需要知道的不只是“某个点有没有超限”，而是整段受影响区域的变化趋势。分布式光纤可以沿隧道连续采集数据，帮助判断变形是否局部集中、是否持续发展、是否需要调整施工或加强复核。
PART.02
伦敦 Crossrail：
把光纤埋进喷射混凝土衬砌，观察联络通道开挖过程
隧道施工阶段的风险，往往出现在结构受力重新分配的过程中。例如联络通道开挖时，原有隧道衬砌会受到扰动。对于工程人员来说，最关键的是了解开挖过程中衬砌应变如何变化，以及影响范围是否超出预期。
英国 Crossrail 伦敦 Liverpool Street Station 工程中，分布式光纤传感系统被嵌入喷射混凝土衬砌，用于监测联络通道开挖过程中隧道衬砌应变变化。Crossrail Learning Legacy 资料明确说明，该系统在联络通道开挖各阶段提供了连续应变剖面数据，可用于校准喷射混凝土衬砌设计模型。
剑桥大学相关项目资料也提到，Crossrail Liverpool Street Station 的监测结果显示，联络通道开挖对母隧道衬砌的影响主要局限在联络通道开口附近。
这个案例说明，分布式光纤不仅可以用于运营期安全监测，也可以服务于施工过程控制。它能够把原本依赖经验和局部仪器的数据，转化为连续剖面数据，帮助工程人员更准确地理解结构受力变化。
PART.03
意大利 Varco d'Izzo滑坡区铁路隧道：
两年长期监测，跟踪局部应变发展
对于穿越滑坡体、软弱地层或地质活动区的隧道来说，风险具有长期性和渐进性。隧道可能不会在短时间内出现明显异常，但局部应变可能持续发展，最终影响结构安全。
意大利南部 Apennines 地区的 Varco d'Izzo 铁路隧道就是一个典型案例。公开论文显示，该隧道穿越活动滑坡堆积区，研究团队采用基于布里渊散射的分布式光纤应变传感器，对隧道变形进行了长期监测。传感光纤被布设在隧道两侧墙体上，两年监测结果表明，系统能够检测局部应变、识别其沿隧道墙体的位置，并跟踪其时间演化。
这一案例对于山区铁路、公路隧道和矿山巷道都具有借鉴意义。很多地质风险不是“一次报警”就能判断清楚，而是需要长期观察趋势。分布式光纤的优势，正是能够把“局部异常是否扩大”“变形是否持续发展”“风险是否稳定”这些问题转化为可追踪的数据。
PART.04
道路隧道火灾监测：
用 DTS 把光纤变成连续温度尺
隧道火灾具有发现难、蔓延快、疏散和救援难度高的特点。车辆起火、电缆接头过热、配电设备温升、局部积热，都需要尽早发现。
在火灾与温度监测中，DTS 分布式光纤测温系统可以把一根光纤变成“连续温度尺”，沿隧道全线实时感知温度变化。AP Sensing 对 DTS 技术的说明中提到，DTS 可利用光纤提供资产沿线温度分布信息，用于热监测、火灾探测和状态评估。
道路隧道线型火灾探测资料也指出，基于光纤的 DTS 线型热探测技术适用于道路隧道这类对低维护、高可靠、有效火灾探测有明确要求的场景。
这类应用可以更早知道：哪里开始升温，升温速度是否异常，是否需要联动通风、视频、消防或交通管控。对于非技术人员来说，可以简单理解为：传统探测器是在隧道里布置一个个“温度点”，而 DTS 是沿着隧道铺了一条连续的“温度线”。
从案例回到需求：隧道监测到底需要什么
这些真实案例分别发生在不同场景：城市地铁、重大地下工程、滑坡区铁路隧道、道路隧道火灾监测。但它们背后的需求其实高度一致。
隧道监测需要的不是孤立数据，而是连续剖面；不是事后判断，而是过程跟踪；不是单点报警，而是定位、分析和处置闭环。
这也正是分布式光纤适合隧道场景的原因。沿隧道铺设一根光纤后，DAS 可以用于识别振动和声学事件，例如施工扰动、异常冲击、设备振动、列车或车辆运行引起的特征信号；DTS 可以用于感知温度分布和异常升温，例如车辆火灾、电缆过热、设备发热等；分布式应变监测则可以用于跟踪衬砌、围岩、结构变形和施工扰动响应。
如果把它放到隧道运维语言中，它能做的事情可以概括为四个方面：
第一，看结构。连续感知衬砌、侧墙、拱顶、底板等部位的应变变化，辅助判断变形、裂缝扩展和结构受力异常。
第二，听振动。沿光纤获取振动事件，辅助识别施工扰动、异常冲击、设备故障、入侵行为或运行状态变化。
第三，测温度。沿隧道全线感知温度变化，发现局部过热、异常升温和火灾前兆。
第四，做闭环。把监测数据接入平台，形成地图定位、三维展示、曲线分析、风险分级、报警推送、现场复核和处置归档。
为什么是“纯光”方案
隧道环境往往空间狭长、机电设备密集、潮湿、多粉尘、强电磁干扰明显，部分场景还存在易燃易爆风险。分布式光纤的“纯光”特性在这里非常关键。
光在光纤中传播，前端传感光缆本身不需要供电，不产生电火花；同时，光纤抗电磁干扰能力强，适合电缆、通信、供配电和机电设备密集的地下空间。材料中也提到，分布式光纤具有传输-传感一体、长传感距离、本征安全无源等特点，已推动其在大跨度、恶劣环境工况下的产业应用。
对于长距离隧道、地下管廊、城市地铁区间和矿山巷道而言，这意味着前端可以少布电气设备，减少供电和维护压力，同时提升复杂环境下的可靠性。
隧道安全，不只靠巡检，更要靠连续感知
从巴塞罗那地铁 L9 线到伦敦 Crossrail，从意大利滑坡区铁路隧道到道路隧道火灾探测，分布式光纤在隧道领域的应用已经覆盖施工影响评估、结构健康监测、长期变形跟踪和温度火灾监测等多个方向。
这些案例共同说明：隧道安全管理正在从“定期巡检、重点布点”走向“连续感知、趋势研判、快速处置”。
一根光纤沿隧道铺设后，可以成为结构变化的观察线、振动事件的感知线、温度异常的预警线。它让隧道管理者不再只依赖少数监测点和人工经验，而是能够看到更连续、更完整、更及时的风险变化。
对于正在走向智慧化运维的隧道工程而言，分布式光纤传感不是单一设备的升级，而是地下空间安全感知方式的一次升级。
如您面临隧道监测方面的相关需求，欢迎联系我方专业团队，就具体应用场景进行深入交流。