城市地下綜合管廊,是指在城市地下用于敷設(shè)電力、通信、廣播電視、給水、排水、燃?xì)獾仁姓芫€的公共隧道。簡單的說,就是要把原本雜亂無章的各類管線都“住”在同一空間里,這條城市“生命線”打通的是城市地下脈絡(luò)。
為實(shí)現(xiàn)智能管理,避免平安事故,綜合管廊項(xiàng)目需采用自動化結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng),采用信息化、自動化、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對管廊工程結(jié)構(gòu)物沉降、傾斜、震動的在線可視化實(shí)時監(jiān)測。通過對傳感器數(shù)據(jù)的自動化采集、分析、傳輸與管理,準(zhǔn)確掌握其所轄范圍結(jié)構(gòu)體的實(shí)時健康狀況。
綜合管廊監(jiān)測系統(tǒng)可以有效監(jiān)測管廊主體結(jié)構(gòu)的沉降、管廊結(jié)構(gòu)伸縮縫寬度監(jiān)測、結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測。主要的監(jiān)測方法有:
1)管廊主體結(jié)構(gòu)的沉降
對于管廊主體結(jié)構(gòu)的沉降比較復(fù)雜,因?yàn)橐鸸芾冉Y(jié)構(gòu)沉降的原因有很多,比如地下水變化,附近基坑開挖,下部新建隧道穿越等等。直接的沉降監(jiān)測可以在管廊內(nèi)部側(cè)壁上端安裝靜力水準(zhǔn)儀,進(jìn)而可以測得管廊主體結(jié)構(gòu)的沉降值。
沉降監(jiān)測(靜力水準(zhǔn))系統(tǒng)特別適合于要求高精度監(jiān)測垂直位移或沉降的場合,高精度的液壓式靜力水準(zhǔn)儀可監(jiān)測到小于0.01mm的高程變化。系統(tǒng)由一系列含有液位傳感器的容器組成,容器間由通液管互相連通。參照點(diǎn)容器安裝在一個穩(wěn)定的位置,其它測點(diǎn)容器位于同參照點(diǎn)容器大致相同標(biāo)高的不同位置,任何一個測點(diǎn)容器與參照容器間的高程變化都將引起相應(yīng)容器內(nèi)的液位變化,從而獲取測點(diǎn)相對于參照點(diǎn)高程的變化。
2)管廊結(jié)構(gòu)伸縮縫寬度監(jiān)測
為滿足地下綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求,管廊沿長度方向每隔一定距離設(shè)置變形縫即結(jié)構(gòu)伸縮縫,此變形縫的寬度對于管廊整體結(jié)構(gòu)至關(guān)重要,使用過程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測伸縮縫的發(fā)展,防止在伸縮縫處產(chǎn)生滲水等不利現(xiàn)象,伸縮縫的寬度監(jiān)測可直接在伸縮縫處布設(shè)表面測縫計(jì), 進(jìn)而監(jiān)測伸縮縫的發(fā)展。
表面裂縫計(jì)適合安裝在建筑物表面,可在惡劣環(huán)境下長期監(jiān)測結(jié)構(gòu)表面裂縫或接縫的開合度。兩端的萬向節(jié)允許一定程度的剪切位移。內(nèi)置溫度傳感器可同時監(jiān)測安裝位置的環(huán)境溫度。增加一些選購的配套設(shè)備,可組成脫空測縫計(jì)、雙向或三向測縫計(jì),以用于混凝土面板的脫空量、伸縮縫或周邊縫的位移監(jiān)測。
3)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測
(1)應(yīng)變計(jì)主要用于管線、鋼結(jié)構(gòu)、鋼板樁和橋梁等各種結(jié)構(gòu)的應(yīng)變監(jiān)測。既可將儀器的兩個端塊用電弧焊焊接或使用螺栓固定在結(jié)構(gòu)表面以監(jiān)測鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)變,也可粘接或使用一段錨桿通過鉆孔的方式固定在混凝土結(jié)構(gòu)表面來測量混凝土的應(yīng)變,內(nèi)置溫度傳感器可同時監(jiān)測環(huán)境溫度。
(2)鋼筋計(jì)適用于監(jiān)測混凝土或其它結(jié)構(gòu)中鋼筋或錨桿的應(yīng)力變化。具有高精度、高靈敏度、防水性能和長期穩(wěn)定性。內(nèi)置溫度傳感器可監(jiān)測安裝位置的環(huán)境溫度。使用專用的抗干擾四芯屏蔽電纜傳輸頻率和溫度電阻信號,測值不受電纜長度的影響,適合在各種惡劣環(huán)境下長期監(jiān)測建筑物的鋼筋應(yīng)力和錨桿應(yīng)力變化。儀器兩端可焊接在待測鋼筋中間,或按照用戶提供的尺寸加工成螺紋接頭方便現(xiàn)場安裝。
φ12mm~φ16mm的小直徑鋼筋計(jì)可作為“姊妹桿”使用,允許將其直接綁扎在待測的大直徑(≥φ22mm)鋼筋附近而不必焊接,用等效測量方式獲取待測鋼筋的應(yīng)力。
4)襯砌外水壓力監(jiān)測
監(jiān)測管廊外水滲壓力可直接將振弦式滲壓計(jì)埋設(shè)在襯砌混凝土外側(cè),滲壓計(jì)通過感知壓力變化從而反應(yīng)外水滲壓力對管廊壓力變化,其測量方法簡單而精準(zhǔn)。
滲壓計(jì)適合埋設(shè)在建筑物和基巖內(nèi),或安裝在測壓管、鉆孔、堤壩、管道或壓力容器中,以測量孔隙水壓力或液位。主要部件均采用特殊鋼材制造,適合在各種惡劣環(huán)境中使用。標(biāo)準(zhǔn)的透水石選用帶50微米小孔的燒結(jié)不銹鋼制成,具有良好的透水性。