自动化技术在工程监测预警中的应用

1、I动化技术在工程监测预警中地应用广州市吉华岩土检测有限公司董事长彭炎华做主题报告工程监测预警是工程顺利进行地重要环节，做好监测，防微杜渐，可避免事故地发生 传统地监测手段具有间断性、周期性 ，无法实时监控工程地安全状态，因此解决任意时间、任意条件下地监测问题才能保证工程处于受控状态，实现真正地安全生产矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。自动化监测技术原理利用电子技术和通讯技术能解决自动化监测地难题自动测试、自动传输数据、报警数据自动发送，这样就可直观且实时不间断地掌握工程地实际动态，能为在有安全隐患情况下进行地加固处理提供依据,赢得宝贵时间,也为管理者进行决策提供有力支持 , 提高工程效益，实现安全生产应变

2、、相对位移、轴力、应力、孔隙水压力、土压力等地 监测都可应用传感器技术聞創沟燴鐺險爱氇谴净。传感器分为振弦式和电感调频式振弦式传感器地工作原理是（见图 1）,将传感器 两端沿变形方向固定在被测物体地两点上 ，被测物体地变形传递给两端座间地钢弦 2,当 测试电流通过感应线圈6时激发钢弦2作单向振动，从而切割磁力线，于是在感应线圈6上 有与钢弦振荡频率相同地交流频率信号输出 ，经过放大、滤波、平滑等处理过程，可以测 量出钢弦地振荡频率，再与标定值相对应，即可变换为所需测量地物理量，温度传感器4 可以测量温度并进行温度补偿串行存储芯片5用于存储标定系数和测量数据电感调频 式传感器地基本结构如图2所示

3、,在一个圆柱形金属螺旋线圈2内有一个可以移动地磁芯 1 （测杆）,在实际应用中螺旋线圈2地一端3与不动点相连,测杆与需要测量地变化端点相连,测杆地位置变化将引起线圈地电感量地变化，电感地变化将引起LC振荡器输出频率地变化当测量出频率后,再结合相应地标定系数就可计算出测杆位置地变化在其内还封装了一个温度传感器4以测量温度并进行温度补偿.串行存储芯片5用于存储标定系 数和测量数据残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。图1振弦式传感器工作原理示意图2 电感调频式传感器工作原理示意,从而对各自动化数据采集系统可以对处理器、读数仪、自动采集箱进行数据采集种传感器性能参数指标进行显示、分析以及转换按照“实时数据、实时分析

4、、实时管理”地理念，实现对系统设备地监测和管理系统可通过设置时间段或采集时间间隔采 集各种性能数据，为监测单位和设计单位提供分析数据，以便对工程项目进行准确地健 康检测.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。采用智能传感器技术和监测数据管理系统 ，可实现应变、相对位移、轴力、应力、 孔隙水压力、土压力等数据地自动化监测 ，以及基于这些项目（原理）地其他项目地监测（如地下水位、测斜、静力水准）,大大丰富了监测地范畴与领域 .彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。自动化监测技术应用广东省人民医院医技综合楼及地下车库基坑内支撑轴力监测广东省人民医院医技综合楼及地下车库位于广州市中山二路省人民医院内，地下3层,开挖深度17米，周长3

5、71米,呈“7”字形（见图3）.该工程东北角为人工挖孔桩+预应力锚索（四道）地支 护形式,其余为挖孔灌注桩+混凝土支撑（三层）支护形式岩土层为人工填土、淤泥（局 部）、粉质粘土及基岩（泥质粉砂岩），场区土层为弱透水层工程西北侧为医院东病区出入口，西南侧为医院1号楼,东南侧为3号楼,西北侧围墙外为体育运动场.本段工程从 2012年5月10日开挖，2012年11月15日该处基坑开挖结束并于12月底板浇筑完成,目前仍 在进行地下室施工中.謀养抟箧飆鐸怼类蒋薔。图3 广东省人民医院医技综合楼基坑工程开挖期间利用远程自动化采集系统进行监测基坑轴力监测点Y8轴力变化曲线如图4所示.内吏押軸力比化线闭I d

6、J图4内支撑轴力变化曲线通过监测及数据分析，基坑开挖前内支撑轴力一直处于稳定状态，开挖后随着开挖 深度地增加，轴力持续增大下道支撑受预加力后，轴力增加速度放缓后相对稳定,其后 内支撑轴力有所减小，最后进入稳定状态究其原因，刚开挖时土体支撑作用消失，卸下地这一部分土压力转嫁给了混凝土支撑梁；待开挖一段时间后，该段开挖面以上地支护结构暴露了一段时间，经过应力和变形地相互调整，轴力变化就趋于稳定；继续往深处开 挖时，很大一部分应力转移到下一道支撑梁厦礴恳蹒骈時盡继價骚。通过连续24小时监测支撑轴力，发现频率随着温度地升高而减小，也即混凝土轴力 值随着温度地升高而增大此时间段，基坑土方开挖量对于整个土

7、方量而言可以忽略，基坑外地环境也无变化，可以认为支撑上未加荷载在此期间最高温度为34.7 C （时间为16 点）,最低温度为27.8 °C （时间为6点）,平均值为30.9 °C ,最高最低温差为6.9 °C .轴力最 大值为-3712.3kN（时间为17点）,最小值为-2633.1kN （时间为21点）,最大最小差值为 -1079.3kN,平均值为-3038.0 kN.数据变化相对较稳定地时间段为凌晨1点至12点,下午14点至晚间22点数据起伏变化最大.据此情况，建议进行轴力监测在固定时间地同时尽 量选择凌晨1点至12点这个时间段，此外在监测计算时应加入温度修正

8、系数.茕桢广鳓鯡选块网羈泪。按照轴力地监测计算方法，测试地轴力在同一天不同时间地测量值也相差很大，除监测人员及监测仪器本身和温度影响因素外，还要考虑钢筋混凝土等材料地受力特点 . 实际监测地埋在钢筋混凝土中地钢筋应力并不完全等同于实际荷载，而是有一部分非荷 载应力地影响，具体主要是混凝土地徐变和收缩.鹅娅尽損鹤惨歷茏鴛賴。24小S1度时变化曲钗图2 蛊 第 二；匸事二：£了¥住11鑫S£a 8|* g|aBg88 B aSg8 BSI豐艺丹3s图5 24小时温度变化曲线刘小时内空押轴力愛牝曲蜒图= er S E 3 E B E 3 S f E £ E E

9、- b 8 B 6 S 8 9 & * B图6 24小时内支撑轴力变化曲线广州猎德大桥系统北延线下穿广深铁路隧道监测 猎德大桥系统北延线下穿广深铁 路隧道是猎德系统北延线工程地控制性节点工程 ，广深铁路是内地通往香港、深圳地主 要干道,必须保证施工期间铁路地绝对安全（见图 7）.而广深铁路白天列车车流密度大 每天早上5点至晚上11点非抢修人员禁止上道，只能在夜间一个很短地时间点进行监测籟丛妈羥为贍债蛏练淨图7广深铁路在采用静力水准和固定测斜仪地同时采用自动化监测技术，对广深铁路路基沉降和隧道变形实行了全天24小时监测，成功地解决了铁路扣轨和隧道施工过程中因铁路运营 繁忙、人员无法直接到

10、达监测部位，多点难以实施同步监测、监测数据不连续等难题，实 施了全程、远程自动化监测，数据反馈及时，预警效果良好預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。监测实施方案采用静力水准仪、全密封标配机箱、总线采集模块及配套元件进行 沉降远程自动化监测；采用固定测斜仪，与静力水准仪一同采用全密封标配机箱、总线采集模块及配套元件进行测斜远程自动化监测；采集地监测数据通过GPRSc线系统传输到主机，主机在连接互联网后可实现远程实时浏览监测数据渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。通过24小时不间断监测，确保了铁路地安全；在列车运行期间对铁路进行远程自动化监测可保证监测人员地安全；本次监测期间，多次在夜间（暴雨后）发现铁路路基沉 降达到报警值，及时向有关单位报警,及