隧道/軌道在線監(jiān)測
2021-12-15由于隧道可以縮短里程、保護(hù)環(huán)境、改善線形、改善公路通車條件，因此，現(xiàn)代高速公路，遇到復(fù)雜地形和地質(zhì)條件，大都采用隧道建筑。而隧道是在地下的隱蔽工程，地下地質(zhì)條件復(fù)雜，存在許多潛在、無法預(yù)知的地質(zhì)因素，稍有不甚，就會造成塌方、沉陷、突泥涌水、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、人員和設(shè)備傷害等等。為了確保隧道工程安全、及時預(yù)報險情，故對隧道工程的安全和穩(wěn)定狀態(tài)的監(jiān)測和評估十分重要，主要為通過監(jiān)測手段了解隧道運營情況，建立的監(jiān)測系統(tǒng)對隧道工程監(jiān)測、評估和預(yù)測以趨利避害，已成為現(xiàn)代隧道工程發(fā)展的迫切需求。常見隧道監(jiān)測內(nèi)容如下表：
監(jiān)測設(shè)備 | 監(jiān)測內(nèi)容 | 監(jiān)測設(shè)備 | |
拱頂沉降和收斂 | 激光測距儀 | 初襯應(yīng)力 | 內(nèi)埋式應(yīng)變計 |
裂縫 | 裂縫計 | 鋼筋應(yīng)力 | 鋼筋計 |
環(huán)境溫濕度 | 溫濕度傳感器 | 鋼支撐應(yīng)力 | 表面式應(yīng)變計 |
不均勻沉降 | 靜力水準(zhǔn)儀 | 初襯和二襯接觸壓力 | 土壓力計 |
圍巖內(nèi)部位移 | 多點位移計 | 二襯應(yīng)力 | 內(nèi)埋式應(yīng)變計 |
地下水位 | 滲壓計/水位計 | 巖體溫濕度 | 土壤溫濕度計 |
圍巖壓力 | 土壓力計 | 錨桿軸力 | 鋼筋計 |
拱頂沉降和收斂監(jiān)測采用激光測距儀，激光測距儀具有測量速度快、測量精度高、產(chǎn)品體積小，使用方便等特點，可運用于隧道拱頂沉降及收斂、橋墩沉降監(jiān)測。
裂縫監(jiān)測采用LVDT裂縫計進(jìn)行監(jiān)測。裂縫計用于不同結(jié)構(gòu)體的伸縮縫或裂縫變化測量，廣泛運用于公路、鐵路、橋梁、建筑、大壩、邊坡等工程領(lǐng)域，采用電感調(diào)頻式原理，傳感器精度高、穩(wěn)定性好。
環(huán)境溫濕度傳感器采用溫濕度傳感器，該儀器廣泛運用于橋隧坡等自動化監(jiān)測中的溫濕度監(jiān)測，具有操作靈活，使用方便，采用標(biāo)準(zhǔn)RS485通信接口，可與大部分采用RS485接口的設(shè)備及系統(tǒng)集成等優(yōu)點。
隧道不均勻沉降采用靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測，其主要用于橋梁、涵洞、地鐵及周邊建筑物等結(jié)構(gòu)物沉降或撓度的長期自動化監(jiān)測，采用精密數(shù)字化溫度補償和非線性修正技術(shù)，一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)化的信號輸出，具有體積小、精度高、重量輕、量程覆蓋范圍寬等特點。根據(jù)連通管原理，系統(tǒng)搭建完成后各測點基本處于同一標(biāo)高，系統(tǒng)由多個測量傳感器通過一根充滿液體的PU管連接在一起，最后連接到一個儲液罐上，通過測點測量傳感器的數(shù)據(jù)變化直接測得該點的相對沉降。
隧道圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測采用多點位移計進(jìn)行監(jiān)測，多點位移計屬于巖土工程檢測設(shè)備或巖土工程測試儀器，是一種位移傳感器，主要用于測量分層沉降變形情況。多點位移計中包括經(jīng)過嚴(yán)格熱處理的振弦檢測元件（傳感器）和一根消除了應(yīng)力的彈簧組成。彈簧一端與振弦連接，另一端與滑動桿相連接。隨著滑動桿的拉動（位移），傳感器檢測到此位移變化。
地下水位采用滲壓計或水位計進(jìn)行監(jiān)測，滲壓計是一種用于測量孔隙水壓力或滲透壓力的傳感器，廣泛應(yīng)運于大壩、尾礦庫、隧道、路基、邊坡等工程中的地基深層水壓力的測量，從預(yù)鉆孔壓入至設(shè)計層面待測點。產(chǎn)品具有抗干擾能力強、受電參數(shù)影響小、零點漂移小、受溫度影響小、性能穩(wěn)定可靠等特點。
圍巖壓力、初襯、二襯接觸壓力監(jiān)測采用土壓力計進(jìn)行監(jiān)測，土壓力計是一種埋入式土壓力傳感器，用于測量土石壩、土堤、邊坡、路基、擋土墻、隧道等結(jié)構(gòu)物內(nèi)部土體的壓應(yīng)力測量。振弦式土壓力計主要由承壓膜、夾弦器、鋼弦以及線圈組成，其中鋼弦被預(yù)加一定張力通過夾弦器平行固定于承壓膜上。根據(jù)經(jīng)典弦原理，當(dāng)弦長一定時，鋼弦固有頻率的平方同弦的張力成正比關(guān)系。當(dāng)外界土體壓力作用于土壓力計承壓膜上使其發(fā)生微小變形，從而導(dǎo)致固定于承壓膜上的鋼弦張力發(fā)生變化，鋼弦固有頻率亦隨之改變。通過測量鋼弦固有頻率的變化，即可得被測土體應(yīng)力。
初襯應(yīng)力監(jiān)測采用內(nèi)埋應(yīng)變計，該儀器主要用于混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)變監(jiān)測，其長期埋設(shè)于橋梁、樁基、支撐、隧道襯砌、水工建筑等結(jié)構(gòu)物內(nèi)部，具有抗干擾能力強、受電參數(shù)影響小、零點漂移小、受溫度影響小、性能穩(wěn)定可靠等特點。
鋼筋及錨桿應(yīng)力采用鋼筋計進(jìn)行監(jiān)測，鋼筋計主要用于公路、橋梁、民用建筑、隧道、地鐵等鋼筋或錨桿的應(yīng)力測量。需采用對焊、螺紋連接等安裝方式，加裝配套附件可組成錨桿測力計、基巖應(yīng)力計等，具有溫度性能穩(wěn)定，使用壽命長，產(chǎn)品一致性好 ，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠等特點。
部分項目實例
