城市地下綜合管廊,是指在城市地下用于敷設電力、通信、廣播電視、給水、排水、燃氣等市政管線的公共隧道。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。
為實現智能管理,避免平安事故,綜合管廊項目需采用自動化結構健康監(jiān)測系統,采用信息化、自動化、物聯網等技術來實現對管廊工程結構物沉降、傾斜、震動的在線可視化實時監(jiān)測。通過對傳感器數據的自動化采集、分析、傳輸與管理,準確掌握其所轄范圍結構體的實時健康狀況。
綜合管廊監(jiān)測系統可以有效監(jiān)測管廊主體結構的沉降、管廊結構伸縮縫寬度監(jiān)測、結構應力應變監(jiān)測。主要的監(jiān)測方法有:
1)管廊主體結構的沉降
對于管廊主體結構的沉降比較復雜,因為引起管廊結構沉降的原因有很多,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)測可以在管廊內部側壁上端安裝靜力水準儀,進而可以測得管廊主體結構的沉降值。
沉降監(jiān)測(靜力水準)系統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儀可監(jiān)測到小于0.01mm的高程變化。系統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。參照點容器安裝在一個穩(wěn)定的位置,其它測點容器位于同參照點容器大致相同標高的不同位置,任何一個測點容器與參照容器間的高程變化都將引起相應容器內的液位變化,從而獲取測點相對于參照點高程的變化。
2)管廊結構伸縮縫寬度監(jiān)測
為滿足地下綜合管廊結構設計規(guī)范要求,管廊沿長度方向每隔一定距離設置變形縫即結構伸縮縫,此變形縫的寬度對于管廊整體結構至關重要,使用過程中應嚴密監(jiān)測伸縮縫的發(fā)展,防止在伸縮縫處產生滲水等不利現象,伸縮縫的寬度監(jiān)測可直接在伸縮縫處布設表面測縫計, 進而監(jiān)測伸縮縫的發(fā)展。
表面裂縫計適合安裝在建筑物表面,可在惡劣環(huán)境下長期監(jiān)測結構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備,可組成脫空測縫計、雙向或三向測縫計,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)結構應力、應變監(jiān)測
(1)應變計主要用于管線、鋼結構、鋼板樁和橋梁等各種結構的應變監(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構表面以監(jiān)測鋼結構的應變,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構表面來測量混凝土的應變,內置溫度傳感器可同時監(jiān)測環(huán)境溫度。
(2)鋼筋計適用于監(jiān)測混凝土或其它結構中鋼筋或錨桿的應力變化。具有高精度、高靈敏度、防水性能和長期穩(wěn)定性。內置溫度傳感器可監(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)測建筑物的鋼筋應力和錨桿應力變化。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場安裝。
φ12mm~φ16mm的小直徑鋼筋計可作為“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埋設在襯砌混凝土外側,滲壓計通過感知壓力變化從而反應外水滲壓力對管廊壓力變化,其測量方法簡單而精準。
滲壓計適合埋設在建筑物和基巖內,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。標準的透水石選用帶50微米小孔的燒結不銹鋼制成,具有良好的透水性。