城市地下管廊监测系统

2019-07-03

        随着我国城市化进程不断加快,维系城市正常运转的城市管网所承担压力不断增加,从发达国家成功经验来看,要想彻底解决城市地下管线问题,最科学的办法是修建城市地下管廊,对此,各地政府部门积极推进地下综合管廊的建设。城市综合管廊建设于地下,是在城市地下建造一个集约化的隧道空间,主要用于容纳各种城市工程管线,如信号线、热力管、燃气管、通讯,燃气、供热、电信管道、给水管道、电力管道等等,将是一个多种信号与传输对象交汇的场所,具有低成本性、综合性、长效性、可维护性、投资多元性、环保性、高科技性、抗震防灾性和营运可靠性等特点。但是在通风效果不佳或长期半封闭的状态下,内部环境不确定安全因素很多,为了充分保障管廊内环境安全,采用现代传感技术对管廊状态进行实时监测、发现潜在安全隐患,非常重要,主要涉及到管廊内的燃气泄露、温湿度、有害气体检测等。传感器的应用一方面在建设施I期间可以确保施工人员安全;另外在建设完毕运营期间可随时搜集管廊环境状况信息,方便维护检修,同时保障巡检人员和检修人员的安全。
      城市综合管廊的建设投资巨大,施工影响范围广,担负着城市核心区运行的重要任务,其结构重要性不言而喻,L.JOY管廊监测系统可以及时预报或发现工程安全隐患,以便对结构进行加固和完善。L.JOY管廊安全监测系统可以有效监测管廊主体结构的沉降、管廊结构伸缩缝宽度监测、结构应力应变监测。

 

系统概括:
  管廊监测系统的设计思想是根据监控的具体需求在合适的地点安装多种类型的传感器,还要根据传感器的位置布置,电源要求,信号输出状态,网络状态等进行分析,选择出较适合现场且建设成本较低的监控箱布置、网络的选择等具体的现场解决方案。
     目前,对城市地下管廊环境的监测在技术上已经不是问题,世界各国广泛采用无线数据采集传输的方法,它是基于无线传感器网络技术。首先在地下管廊配置相应的传感器及报警器,借助通信将监测信号从投料口引出到地面上,然后通过数据采集至数据中心后,通过配套的综合管理软件对数据进行分析直观展示的出来,并通过对历史数据的统计分析来提供一些更高级的功能。
      通过软件对每个测点的地理位置、测量值或工作状态进行连续采集,如出现异常,系统会自动生成报警(声光报警、短信报警、邮件报警可选),第一时间通知到相关人员,将可能出现的险情消灭在萌芽状态,避免造成大的经济损失及影响管涵的正常工作。

 

 
主要的监测方法:
1)管廊主体结构的沉降
对于管廊主体结构的沉降比较复杂,因为引起管廊结构沉降的原因有很多,比如地下水变化,附近基坑开挖,下部新建隧道穿越等等。直接的沉降监测可以在管廊内部侧壁上端安装静力水准仪,进而可以测得管廊主体结构的沉降值。
2)管廊结构伸缩缝宽度监测
管廊沿长度方向每隔一定距离设置变形缝即结构伸缩缝,表面裂缝计适合安装在建筑物表面,可在恶劣环境下长期监测结构表面裂缝或接缝的开合度。使用过程中应严密监测伸缩缝的发展,此变形缝的宽度对于管廊整体结构至关重要。
3)结构应力、应变监测
应变计:主要用于管线、钢结构、钢板桩和桥梁等各种结构的应变监测。
无应力计:采用应变计配合无应力计筒,按照无应力计施工方法来实现无应力计的功能。
钢筋计:适用于监测混凝土或其它结构中钢筋或锚杆的应力变化。
4)衬砌外水压力监测
监测管廊外水渗压力可直接将振弦式渗压计埋设在衬砌混凝土外侧,渗压计通过感知压力变化从而反应外水渗压力对管廊压力变化,其测量方法简单而精准。
 
需要特别注意的是,由于管廊较长,因此在城市地下管廊中设置监测点时,针对不同的数据监测,需要选择合适的距离。
A、对于有害气体监测,则要判断具体是什么气体为主,为何产生,如果产生了积水(污水)可能会产生恶臭气体等。
B、对于温湿度数据可以对参考200米一个测点
C、对于火情报警,按消防标准的话,会很密集,具体到管廊按什么标准,需要另行考虑。
D、对于积水报警则选择低洼或易积水区域监测。
E、对于燃气报警则要针对实现情况选择布的距离要大大缩短(或者选择可能会发生报警的特殊区域)
 
随着城市网络化市政管网体系的快速发展,因管线扩容、更新、 维修等造成道路反复开挖现象十分常见,不仅给居民的正常生活造成了不便,同时也带来环境污染、噪育污染以及管线交叉损害、城市交通拥堵、商业利益损失等其它方面的社会成本显著增加,已经成为制约城市基础设施发展和环境改善的瓶颈。此外,各大城市因新建地铁,导致原有管网设施破坏或者管道改建的情况常有发生。在这种背景下,综合管廊作为有效解决城市基础设施建设矛盾的新模式,逐步得到认可和推广。
 
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