Taisei phát triển hệ thống tự động đo biến dạng trong hầm bằng nhiều cảm biến laser
Ngày 15 tháng 10 năm 2025 – Chuyên mục Công nghệ & Sản phẩm
Tập đoàn Taisei Corporation (Nhật Bản) đã phát triển một hệ thống mới có khả năng tự động đo biến dạng bên trong các đường hầm hiện hữu. Hệ thống này sử dụng nhiều cảm biến đo khoảng cách bằng tia laser (laser rangefinder) được điều khiển không dây, cho phép giám sát tức thời và chính xác cao mức độ ảnh hưởng của việc thi công hầm mới liền kề lên kết cấu hầm hiện có, nhằm đảm bảo an toàn và chất lượng công trình.
Giải thích chi tiết:
レーザー距離計 (Laser kyori-kei) → Cảm biến đo khoảng cách bằng laser
Các cảm biến này được gắn dọc theo thành hầm, có nhiệm vụ:
-
Liên tục phát tia laser về phía đối diện để đo khoảng cách bên trong lòng hầm.
-
Dữ liệu đo được gửi về hệ thống trung tâm qua bộ truyền không dây, giúp theo dõi biến dạng theo thời gian thực.
-
Mỗi thiết bị có thể đo với sai số nhỏ, khoảng 1 mm ở khoảng cách 20 mét.
Mô tả hiện trường:
-
Các cảm biến laser được lắp cố định trên khung nhôm, gắn bằng bu-lông vào tường hầm.
-
Mỗi cụm thiết bị gồm cảm biến, bộ nguồn và hộp truyền tín hiệu không dây.
-
Việc lắp đặt không cần đi dây dài, giúp dễ dàng tháo dỡ, di chuyển và bảo trì.
Công nghệ đã được áp dụng tại dự án hầm khiên đào của tuyến đường cao tốc ở hai quận Kanazawa và Sakae, thành phố Yokohama. Trong giai đoạn đầu thử nghiệm trên đường hầm đào trước (hướng lên), hệ thống cho thấy độ chính xác cao và khả năng vận hành thuận tiện.
Hệ thống này được Taisei phối hợp phát triển cùng Công ty MAC (tỉnh Chiba, chủ tịch Hiroshi Miyahara) và được thương mại hóa với tên gọi “T-Laser Tunnel Watch.”
Công nghệ đã được triển khai trong dự án hầm Keidai thuộc tuyến vành đai phía Nam Yokohama (do Công ty Đường cao tốc Đông Nhật Bản – Chi nhánh Kanto làm chủ đầu tư). Đây là công trình có khoảng cách nhỏ nhất giữa hai hầm song song chỉ 380 mm, và hệ thống đang được dùng để giám sát hầm đào trước.
Hệ thống có thể đo chính xác biến dạng trong lòng hầm hiện hữu với sai số chỉ khoảng 1 mm ở khoảng cách 20 mét. Số lượng cảm biến laser gắn trên mỗi mặt cắt hầm không bị giới hạn.
Chú thích: Cảm biến đo khoảng cách bằng laser
Thiết bị đo được chế tạo bằng nhôm, trọng lượng khoảng 2 kg, có thể lắp đặt nhanh chỉ với một bu-lông nhờ bộ gá chuyên dụng, giúp dễ dàng di chuyển và tái lắp đặt trong hầm. Mỗi bộ gá có thể gắn tối đa 4 cảm biến laser. Dữ liệu đo và tín hiệu điều khiển được truyền không dây, giúp loại bỏ hoàn toàn công việc đi dây phức tạp trong quá trình lắp đặt.
Tần suất đo và xuất dữ liệu có thể điều chỉnh tùy theo điều kiện hiện trường. Nếu có vật cản che tia laser, hệ thống sẽ tự động nhận diện giá trị bất thường và loại bỏ khỏi kết quả đo. Kết quả được cập nhật chỉ sau 10 giây và hiển thị theo chuỗi thời gian trên máy tính, giúp dễ dàng theo dõi sự biến dạng của hầm theo thời gian. Khi giá trị biến dạng vượt quá giới hạn kiểm soát, hệ thống sẽ phát cảnh báo ngay lập tức, giúp nhận biết sớm các dấu hiệu bất thường.
Theo Taisei Corporation, hệ thống này mang lại giải pháp giám sát biến dạng hầm hiệu quả và chính xác cao, góp phần đảm bảo an toàn và độ tin cậy cho các dự án thi công hầm trong khu vực đô thị mật độ cao.
