隧道/轨道在线监测

2021-12-15

由于隧道可以缩短里程、保护环境、改善线形、改善公路通车条件,因此,现代高速公路,遇到复杂地形和地质条件,大都采用隧道建筑。而隧道是在地下的隐蔽工程,地下地质条件复杂,存在许多潜在、无法预知的地质因素,稍有不甚,就会造成塌方、沉陷、突泥涌水、支护结构变形、人员和设备伤害等等。为了确保隧道工程安全、及时预报险情,故对隧道工程的安全和稳定状态的监测和评估十分重要,主要为通过监测手段了解隧道运营情况,建立的监测系统对隧道工程监测、评估和预测以趋利避害,已成为现代隧道工程发展的迫切需求。常见隧道监测内容如下表:

监测内容

监测设备

监测内容

监测设备

拱顶沉降和收敛

激光测距仪

初衬应力

内埋式应变计

裂缝

裂缝计

钢筋应力

钢筋计

环境温湿度

温湿度传感器

钢支撑应力

表面式应变计

不均匀沉降

静力水准仪

初衬和二衬接触压力

土压力计

围岩内部位移

多点位移计

二衬应力

内埋式应变计

地下水位

渗压计/水位计

岩体温湿度

土壤温湿度计

围岩压力

土压力计

锚杆轴力

钢筋计

1 拱顶沉降和收敛监测

拱顶沉降和收敛监测采用激光测距仪,激光测距仪具有测量速度快、测量精度高、产品体积小,使用方便等特点,可运用于隧道拱顶沉降及收敛、桥墩沉降监测。

2 裂缝监测

裂缝监测采用LVDT裂缝计进行监测。裂缝计用于不同结构体的伸缩缝或裂缝变化测量,广泛运用于公路、铁路、桥梁、建筑、大坝、边坡等工程领域,采用电感调频式原理,传感器精度高、稳定性好。

3 环境温湿度监测

环境温湿度传感器采用温湿度传感器,该仪器广泛运用于桥隧坡等自动化监测中的温湿度监测,具有操作灵活,使用方便,采用标准RS485通信接口,可与大部分采用RS485接口的设备及系统集成等优点。

4 不均匀沉降监测

隧道不均匀沉降采用静力水准仪监测,其主要用于桥梁、涵洞、地铁及周边建筑物等结构物沉降或挠度的长期自动化监测,采用精密数字化温度补偿和非线性修正技术,一体化的结构设计和标准化的信号输出,具有体积小、精度高、重量轻、量程覆盖范围宽等特点。根据连通管原理,系统搭建完成后各测点基本处于同一标高,系统由多个测量传感器通过一根充满液体的PU管连接在一起,最后连接到一个储液罐上,通过测点测量传感器的数据变化直接测得该点的相对沉降。

5 围岩内部位移监测

隧道围岩内部位移监测采用多点位移计进行监测,多点位移计属于岩土工程检测设备或岩土工程测试仪器,是一种位移传感器,主要用于测量分层沉降变形情况。多点位移计中包括经过严格热处理的振弦检测元件(传感器)和一根消除了应力的弹簧组成。弹簧一端与振弦连接,另一端与滑动杆相连接。随着滑动杆的拉动(位移),传感器检测到此位移变化。

6 地下水位及孔隙水压力监测

地下水位采用渗压计或水位计进行监测,渗压计是一种用于测量孔隙水压力或渗透压力的传感器,广泛应运于大坝、尾矿库、隧道、路基、边坡等工程中的地基深层水压力的测量,从预钻孔压入至设计层面待测点。产品具有抗干扰能力强、受电参数影响小、零点漂移小、受温度影响小、性能稳定可靠等特点。

7 围岩压力、初衬、二衬接触压力监测

围岩压力、初衬、二衬接触压力监测采用土压力计进行监测,土压力计是一种埋入式土压力传感器,用于测量土石坝、土堤、边坡、路基、挡土墙、隧道等结构物内部土体的压应力测量。振弦式土压力计主要由承压膜、夹弦器、钢弦以及线圈组成,其中钢弦被预加一定张力通过夹弦器平行固定于承压膜上。根据经典弦原理,当弦长一定时,钢弦固有频率的平方同弦的张力成正比关系。当外界土体压力作用于土压力计承压膜上使其发生微小变形,从而导致固定于承压膜上的钢弦张力发生变化,钢弦固有频率亦随之改变。通过测量钢弦固有频率的变化,即可得被测土体应力。

8 初衬及二衬应力监测

初衬应力监测采用内埋应变计,该仪器主要用于混凝土结构的内部应变监测,其长期埋设于桥梁、桩基、支撑、隧道衬砌、水工建筑等结构物内部,具有抗干扰能力强、受电参数影响小、零点漂移小、受温度影响小、性能稳定可靠等特点。

9 钢筋及锚杆应力监测

钢筋及锚杆应力采用钢筋计进行监测,钢筋计主要用于公路、桥梁、民用建筑、隧道、地铁等钢筋或锚杆的应力测量。需采用对焊、螺纹连接等安装方式,加装配套附件可组成锚杆测力计、基岩应力计等,具有温度性能稳定,使用寿命长,产品一致性好 ,数据准确可靠等特点。


部分项目实例


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