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        控制注漿加固不均勻沉降自動化監(jiān)測技術(shù)

        2019-11-08 06:14:10張伯夷
        中小企業(yè)管理與科技 2019年29期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        張伯夷

        (中國水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司,成都 611130)

        1 技術(shù)原理

        靜力水準儀使用差動變壓器式液位計作為傳感器,型號為WY630CT-10A,該傳感器的工作是依靠差動變壓器式傳感器。一套靜力水準系統(tǒng)需要由至少兩個觀測點組成,每個觀測點需安裝至少一套靜力式水準儀,每套靜力水準儀的貯液容器之間使用通液管相互連通形成一個整體,之后在貯液容器內(nèi)注入液體,當液體液面完全靜止后,此時系統(tǒng)中所有連通容器內(nèi)的液體表面均處在同一個水準高程▽0上,隨后開啟每一容器對應(yīng)的傳感器測出初始液位值分別為:H10、H20、H30、H40……Hi0,如圖1所示。

        選取一個相對恒定的點作為基準點1,測點2的地基上升,測點3的地基下沉,測點4的地基不變等,當整個系統(tǒng)內(nèi)液面達到平衡靜止后形成新的水準面▽i0,則各測點連通容器內(nèi)的新液位值分別為:H1、H2、H3、H4……Hi,如圖示 2。

        各測點靜力水準儀傳感器測得各點液面高程,各測點液位變化量分別計算為:△h1=H1-H10、△h2=H2-H20、△h3=H3-H30、△h4=H4-H40……△hi=Hi-Hi0。其中,計算結(jié)果為:△hi為正值表示該測點貯液容器內(nèi)的液面升高,△hi為負值表示液面降低,如圖2所示。

        選擇測點1為基準點,則其他各測點相對垂直位移(相對于基準點的沉降量)為:△H2=△h1-△h2、△H3=△h1-△h3、△H4=△h1-△h4……△Hi=△h1-△hi。其中,計算結(jié)果為:△Hi為正值表示該測點所處位置地基抬高,△Hi為負值表示該測點所處位置地基沉降,如圖2所示。若知道兩測點間的水平距離L,則兩測點間相對傾斜的變化也可算得。

        依照上述原理,將靜力水準儀布置在各注漿加固點對應(yīng)的車站主體結(jié)構(gòu)底板及側(cè)墻上,在進行車站主體結(jié)構(gòu)注漿加固施工時,靜力水準儀系統(tǒng)能夠?qū)崟r將各段主體結(jié)構(gòu)的高程變化情況準確反饋,做到信息化監(jiān)測指導(dǎo)施工,也可在未施工時對結(jié)構(gòu)進行24小時不間斷地連續(xù)監(jiān)測。

        圖1 靜力水準系統(tǒng)工作原理1

        圖2 靜力水準系統(tǒng)工作原理2

        2 主要施工技術(shù)

        2.1 安裝方式及布點的選擇

        靜力水準系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由靜力水準儀及安裝架、液體連通管及固定配件、固定配件、液體等組成。安裝方式分為測墩式安裝和墻壁式安裝兩種方式,視現(xiàn)場條件和設(shè)計要求選定,如圖3所示。

        根據(jù)現(xiàn)場施工情況,選擇在車站結(jié)構(gòu)負二層?xùn)|西側(cè)墻及中隔墻進行監(jiān)測點布置,偶數(shù)斷面布置2個測點,奇數(shù)斷面布置3個測點。

        圖3 靜力水準系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

        2.2 安裝儲液桶

        將所有容器安裝在相同的標高(一般用水平管找正水平,即為標高),這在監(jiān)測程序開始前是非常重要的,將各托架用螺栓固定于墻面上或者測墩上。

        2.3 連接連通管

        通常在每個儲液筒的底部有一通液孔,在原孔上接上軟管到底,再安裝三通閥門(此配件已隨儀器配置)。在安裝三通閥門時應(yīng)保證其和儲液筒的密封性,可在三通閥門螺紋上纏生料帶或涂密封硅膠。安裝完三通閥門后,根據(jù)各測點間的距離,裁取通液管的長度。然后用通液管和三通上的接口相連,把各測點串聯(lián)在一起。

        2.4 系統(tǒng)充液

        為避免儲液筒內(nèi)液體結(jié)鈣,液體最好選用純凈水,沖液時可通過任意儲液筒對系統(tǒng)充液。若測量所處的地區(qū)為高寒地區(qū),則應(yīng)在液體中加入少量的防凍液。為了防止系統(tǒng)液體滋生藻類,需在儲液筒內(nèi)添加比例為0.05%~0.1%的硫酸銅(操作時,需要注意的是必須排除通液管內(nèi)的空氣或氣泡)。在系統(tǒng)充液時應(yīng)做到勻速緩慢,充液至距儲液筒口沿10cm左右時即可停止充液。充液至合適位置后,立即檢查系統(tǒng)密封性,觀察系統(tǒng)各部位有無液體滲出,如無滲漏可進行下一步操作。

        2.5 安裝傳感器總成

        對這一操作步驟的要求相當高,應(yīng)極為小心地完成操作。在安裝期間,任何草率或者不當?shù)牟僮鞫伎赡軐?dǎo)致傳感器損壞。根據(jù)傳感器上的編號,找出和其相對應(yīng)的浮筒(二者編號應(yīng)一致)。對準儲液筒頂端螺紋拎上,待浮漂浮在水面即固定好傳感器。傳感器安裝完成后,將所有線路連接至自動化綜合測試系統(tǒng)箱,以便將數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳送至電腦終端。

        需要注意的是:在溫度較高的環(huán)境或干燥的地區(qū),為防止儲液筒內(nèi)的液體蒸發(fā),需在儲液筒內(nèi)添加不具有揮發(fā)性的硅油或液體石蠟,添加硅油或石蠟覆后會在液體的表面形成油膜,這就起到了隔絕空氣和限制儲液筒內(nèi)水分蒸發(fā)的作用。每個儲液筒內(nèi)硅油或石蠟的添加量以覆蓋液面以上1~2mm為宜。

        2.6 讀數(shù)及數(shù)據(jù)處理

        撓度計讀數(shù)時使用CDJM-MCU無線自動化綜合測試系統(tǒng)進行讀數(shù)(單位為mm)。讀數(shù)越大,表示懸掛在靜力水準儀傳感器上的浮筒所受到的浮力越小,液位愈低,一般情況下,傳感器讀數(shù)通常在10~90mm。就接入系統(tǒng)內(nèi)的多支傳感器中任意一個測點而言,當讀數(shù)減小時,表示測點產(chǎn)生沉降,反之表示抬升,本結(jié)論是基于基準點高程不產(chǎn)生任何變化而定義的。系統(tǒng)將各測點讀數(shù)統(tǒng)一傳送至終端計算機,由計算機對數(shù)據(jù)進行處理,可實時生成各點位的高程變化曲線圖,從而可直觀地看出各測點的高程變化情況,若監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,可即刻將信息傳送至施工現(xiàn)場,方便現(xiàn)場進行注漿參數(shù)調(diào)整。

        圖4 靜力水準儀自動化監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測曲線圖

        3 質(zhì)量控制措施

        3.1 故障排除

        若靜力水準儀讀數(shù)出現(xiàn)問題,應(yīng)采取以下步驟進行故障排除:

        ①利用電阻測試儀測量靜力式水準儀的傳感器,若傳感器線圈電阻值在0~5600Ω則表示正常,反之則表示故障。根據(jù)電阻值讀數(shù),故障分為:

        第一,若電阻測試儀測出的電阻值太大或無窮大,則可能是電纜斷路。

        第二,若電阻測試儀測出的電阻值太低或接近于0,則可能是短路。

        第三,若電阻測試儀測試電阻正常,但任何一個傳感器都沒有讀數(shù),則可能是讀數(shù)儀有問題,這時應(yīng)向廠家咨詢。

        ②若發(fā)現(xiàn)靜力式水準儀的電纜是斷路或短路,可按前文安裝步驟重新連接。

        3.2 系統(tǒng)使用期間的質(zhì)量控制措施

        ①系統(tǒng)安裝后,應(yīng)定期對系統(tǒng)裝配的干燥劑進行檢查。新裝入系統(tǒng)的干燥劑呈藍色,吸收水分后,藍色變淺,最后變成淺粉紅色。當干燥劑變?yōu)闇\粉紅色時,應(yīng)及時將干燥劑拆下,更換備用干燥劑,或進行烘干處理。

        ②定期檢查系統(tǒng)是否有漏液情況,如發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時處理。

        ③定期通過液面觀察管檢查液面高度,以因免液面過高液體進入傳感器,造成傳感器損壞。

        4 安全保證措施

        ①嚴格按照相關(guān)規(guī)范規(guī)程進行施工,對施工過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場實際與設(shè)計不符的情況及時告知設(shè)計,并按設(shè)計調(diào)整后的方案執(zhí)行。

        ②加強現(xiàn)場安全管理,認真貫徹執(zhí)行國家、四川省和成都市政府有關(guān)法令和管理規(guī)定的要求。制定操作規(guī)程和各項管理制度,明確崗位責任制,認真做好安全技術(shù)交底工作,除進行書面交底外,還應(yīng)組織各班組召開安全技術(shù)交底會,對施工危險源進行講解。

        ③在進行靜力水準儀托架安裝鉆孔施工時,施工人員需佩戴護目鏡,以防鉆孔產(chǎn)生的廢渣濺射傷人。

        5 結(jié)語

        綜上所述,本工法適用于測量參考點與測試點之間高程的相對變化,主要用于各種過渡段線形沉降、沿縱向?qū)Y(jié)構(gòu)物之間的沉降差進行監(jiān)測。如地鐵車站及盾構(gòu)沉降監(jiān)測,運營鐵路沉降監(jiān)測,基坑、大壩、橋梁與房屋的沉降監(jiān)測等。成都軌道交通18號線土建1標的實踐證明,在控制注漿加固不均勻沉降自動化監(jiān)測工法中,靜力水準儀技術(shù)較傳統(tǒng)的人工監(jiān)測技術(shù)有成熟、可靠、系統(tǒng)自動化程度高、監(jiān)測精度高、數(shù)據(jù)反饋及時準確的優(yōu)勢,在節(jié)約了人力、物力的同時,兼顧了監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性,能夠為現(xiàn)場的注漿加固施工提供及時有效的指導(dǎo)。

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