1、 上海华桓电子科技有限公司 2012/4/1 地铁隧道沉降自动化 监测方案 1 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 2012/4/1 2 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 目
2、 录 一、 回顾事故案例. 3 二、 安全监测的必要性及目的 4 三、 现场项目 4 四、 监测项目执行的技术标准依据和遵循的原则 4 五、 项目具体设计方案 . 5 六、产品选型（静力水准仪） . 6 6 1 原理 . 6 6.2 技术参数 8 6.2.1 参数 . 9 6.2.2 特点 . 9 6.3 安装方法 10 6.3.1 隧道、桥梁、路基沉降监测 10 七、采集系统 . 12 7.1 产品优势 12 7.2 技术指标 12 3 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：0
3、21-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 一、 回顾事故案例 1 、2008 年11 月18 日8:56 杭 州 地 铁 施 工 现 场 坍 塌 2 、 大 连 地 铁 施 工 路 面 塌 陷 4 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 二、 安全监测的必要性及目的 从施工事故案例图片中可以看出 地 铁 隧 道 结 构 变 形 监 测 的
4、特 殊 性 、 周 期 性 和 长 期 性 。 导 出 现 在 做 安 全 监 测 的 必 要 性 。 监 测 中 信 息 管 理 是 地 铁 隧 道 结 构 变 形 监 测 中 一 项 重 要 的 工 作 。 为 了 高 效 、 准 确 地 管 理 监 测 信 息 ， 及 时 分 析 预 报 地 铁 隧 道 结 构 的 稳 定 状 况 ， 静 力 水 准 仪 自 动 化 监 测 系 统 定 制 了 一 套 具 有 变 形 监 测 资 料 存 储 、 预 处 理 、 管 理 分 析 、 可 视 化 分 析 及 限 值 预 警 等 功 能 的 信 息 管 理 系 统 ， 保 证 了 准 确 及
5、时 快 速 的 数 据 处 理 和 信 息 反 馈 。 无 论 在 施 工 期 还 是 在 运 营 期 都 要 对 其 结 构 进 行 变 形 监 测 ， 以 确 保 主 体 结 构 和 周边环境安全。 三、 现场项目 1 、 基准点、仪器安置点选址 2 、 监测隧道断面布置 3 、 通讯系统布置 4 、 通讯设备调试 5 、 控制网测设，获取监测点初始化数据 6 、 系统调试运行 四、 监测项目执行的技术标准依据和遵循的原则 （1 ） 建 筑 变 形 测 量 规 程 （DGJ/T8-97） （2 ） 工 程 测 量 规 范 （GB50026-93） （3 ） 地 下 铁 道 、 轻 轨 交
6、通 工 程 测 量 规 范 （GB50308-99 ） （4 ） 建 筑 基 坑 支 护 工 程 技 术 规 程 （DBJ/T15-20-97 ） 5 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 五、 项目具体设计方案 1 、 安 装 剖 面 示 意 ： 2 、 隧 道 架 构 图 6 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公
7、路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 六、产品选型（静力水准仪） 6 1 原理 静 力 水 准 仪 由 液 缸 、 浮 筒 、 精 密 液 位 计 、 保 护 罩 等 部 件 组 成 。 适 用 于 测 量 参 考 点 与 测 试 点 之 间 土 体 的 相 对 位 移 ， 主 要 用 于 各 种 过 渡 段 线 形 沉 降 ， 沿 纵 向 对 结 构 物 之 间 的 沉 降 差 进 行 监 测 。 静 力 水 准 仪 利 用 连 通 液 的 原 理 ， 多 支 通 用 连 通 管 连 接 在
8、 一 起 的 储 液 罐 的 液 面 总 是 在 同 一 水 平 面 ， 通 过 测 量 不 通 储 液 罐 的 液 面 高 度 ， 经 过 计 算 可 以 得 出 各 个 静 力 水 准 仪 的 相 对 差 异 沉 降 。 假设共用1 n 个 观 测 点 。 各 个 观 测 点 之 间 已 用 连 通 管 连 通 。 安 装完 毕后 初 始状态 时各 测点 的安装 高程分 别为 Y01 Y0i Y0j Y0n , 各 测点 的液 面 高度分别为h01 h0i h0j h0n 。 7 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路
9、1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 对 于 初 始 状 态 ， 显 然 有 ： 当第k 次 发 生 不 均 匀 沉 降 后 ， 各 测 点 由 于 沉 降 的 而 引 起 的 变 化 量 分 别 为 ： h1 hi hj hn ， 各 测 点 的 液 面 高 度 变 化 为hk1 hki hkj hkn 。 由 于 液 面 的 高 度 还 是 相 同 的 ， 因 此 有 ： 第j 个 观 测 点 相 对 于 基 准 点i 的 相 对 沉 降 量 为 ： 由式（2） 可 以 得 出 由式（1）
10、可 以 得 出 ： 将式（5） 代 入 式 （4 ） ， 即 可 得 出 第j 个 观 测 点 相 对 于 基 准 点i 的 相 对 沉 降 量 ： 8 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 由式（6）可 以 看 出，只 要 能 够 测出 各 点不 同时 间 的 液 面高 度 值， 即可 计 算 出 各点 在 不 同 时 刻 的 相 对 差 异 沉 降 值 。 安 装 完 毕 待 液 面
11、 稳 定 后 ， 可 以 先 对 传 感 器 调 零 ， 此 时 各 个 液 面 的 初 始 高 度 值 （ 偏 差 值 ） 均 为 零 ， 于 是 式 （6 ） 可 以 简 化 为 ： 即 只 需 读 出 各 个 静 力 水 准 仪 的 偏 差 值 ， 相 减 即 可 立 即 求 出 各 点 之 间 的 差 异 沉 降 。 6.2 技术参数 9 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 6
12、.2.1 参数 精度：0.1mm 量程：80-100mm 分辨率：0.01mm 工 作 温 度 ：-20 +80 长：330mm 直径：150mm 6.2.2 特点 HD-2NJ103-1 为 公 司 新 一 代 静 力 水 准 仪 ， 其 特 点 如 下 ： 1 、 稳 定 性 好 、 抗 干 扰 能 力 强 2 、 受 外 界 环 境 影 响 小 ， 如 温 度 、 湿 度 等 ： a 、 传 感 器 可 自 动 进 行 实 时 温 度 补 偿 ， 提 高 传 感 器 在 不 同 气 候 条 件 下 的 适 应 性 及 监 测 数 据 的 准 确 性 。 10 公 司 ： 上 海 华 桓
13、电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 b 、 传 感 器 有 四 层 隔 温 处 理 ， 可 降 低 阳 光 直 射 和 昼 夜 温 差 对 其 影 响 3 、 体 积 小 ， 因 工 程 安 装 位 置 有 限 制 ， 对 比 之 前 产 品 （HD-2NJ103 ） 其 做 到 量 程 不 变 ， 高度降低 130mm ， 更 便 于 地 铁 沉 降 监 测 4 、 气 密 性 好 ： 可 适 用 于 地 铁
14、运 营 监 测 ， 可 忽 略 地 铁 呼 啸 而 过 时 隧 道 气 压 变 化 对 其 影响 5 、 防 雷 性 好 ： 加 装 过 电 保 护 芯 片 可 实 现 自 恢 复 。 6 、 有 自 动 生 成 的 全 球 唯 一 编 号 ， 同 时 内 置 电 子 标 签 （ 包 含 产 品 规 格 、 型 号 、 参 数 、 生 产 日 期 等 信 息 ） ， 用 户 还 可 根 据 传 感 器 的 安 装 位 置 自 行 设 置 自 编 号 （ 如 具 体 安 装 位 置 ） 等 内 容 ， 方 便 用 户 快 捷 、 准 确 地 识 别 和 定 位 传 感 器 。 6.3 安装方法
15、6.3.1 隧 道 、 桥 梁 、 路 基 沉 降 监 测 （1 ） 安 装 时 间 及 位 置 确 定 在路基及各种过渡段结构物均施工完成后， 再选择无雨、 雪天气进行开挖埋设。 根据设计方案，在结构物施工完成后利用全站仪进行定位测量，同时确定好水平基 准点（相对不动点）、沉降观测点。 （2 ） 安 装 方 法 及 注 意 事 项 A 、 准 备 工 作 ： 测 量 出 各 沉 降 测 试 点 标 高 。 通 过 标 高 数 据 ， 确 定 沉 降 观 测 点 安 装 孔开挖深度，确保沉降观测点与基准点标高一致（即在同一水平面上），基准点也 可略低于沉降观测点（一般为全量程 30%左 右 ）
16、 ， 以 充 分 利 用 其 量 程 范 围 。 将 各 沉 降测试点之间挖一条沟槽， 用以埋设连通管。 准备好安装时要用到的扳手、 生料带、 注 水 工 具 ， 液 、 气 管 ， 防 冻 液 （ 冰 点-25 ） ， 硅 油 ， 气 管 接 头 ， 纯 净 水 ，PVC 钢丝 软管，读数仪，水平尺。将防冻液跟纯净水按3:1 的比例调配好。 B 、 根 据 各 测 试 点 的 距 离 ， 剪 切 好 适 当 长 度 的 液 、 气 管 （ 根 据 设 计 要 求 ， 静力水 准仪一般布置在桥台与路基结构物分界处两侧的线路中心线上 ， 每 侧 各 一 个 ， 相 距 2m）。将其套上钢丝软管，
17、并将液、气口裹好生料带。用液管和接头将所有静力水 准仪液口连接通（接头带内丝端接液管，另一端接水管）。用堵头封闭静力水准仪 的气口和末端液口。 11 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 C 、 在 输 入 防 冻 液 时 ， 把 首 、 尾 两 端 沉 降 计 的 气 口 打 开 ， 将 其 形 成 高 低 差 ， 往 高 端水准仪（首端）输液口进行灌注已调配好的防冻液，另一端则排气（
18、注意只能一 直从选定的一端灌注防冻液， 否则连通管内的空气无法排尽） ， 灌注适量防冻液后， 把静力水准仪、液管同时一起放入安装孔内、沟槽中 ， 用 地 脚 螺 栓 将 静 力 水 准 仪 固 定好，并用水平尺确定其水平，打开其它静力水准仪气口。在液位表面倒上适量硅 油，防止液体水气蒸发。 D 、 用 读 数 仪 读 出 各 静 力 水 准 仪 的 读 数 ， 来 判 断 各 静 力 水 准 仪 是 否 处 于 要 求 的 合 适位置（基准点和各沉降观测点的静力水准仪液位浮至全量程的中间值即可，若基 准点是略低于各沉降观测点全量程 30%左 右 ， 就 只 使 各 沉 降 观 测 点 的 静
19、力 水 准 仪 液 位浮至全量程中间值偏下 15%左 右 ， 基 准 点 高 于 中 间 值 偏 上15%左 右 ） ， 若 不 够 ， 则 填加至要求液位为止。 E 、 加 液 完 备 后 ， 用 气 管 和 接 头 将 各 静 力 水 准 仪 气 口 连 接 通 （ 接 头 带 内 丝 端 接 气 口， 另 一 端 接 气 管 ） 。 将 首 端 静 力 水 准 仪 的 气 口 、 输 液 口 及 尾 端 静 力 水 准 仪 的 气 口 用堵头封闭，检查液、气管各连接头密封情况是否完好，必须保证其完全密封。 F、连接好各静力水准仪数据线。并用 PVC 钢 丝 软 管 护 套 好 ， 布 于
20、 布 管 沟 槽 内 G 、 装 好 静 力 水 准 仪 的 保 护 罩 ， 对 安 装 孔 和 布 管 沟 槽 进 行 回 填 至 碾 压 面 ， 并 压 实 。 记录好各静力水准仪埋设位置、编号、天气、埋设人员。 H 、 制 作 标 示 牌 ， 插 在 静 力 水 准 仪 安 装 位 置 及 其 连 通 管 布 管 位 置 ， 以 作 标 示 。 在 静力水准仪上方填筑层较薄的情况下， 仪器附近 1m 范 围 内 土 方 或 碎 石 应 用 人 工 摊 平 及小型机具碾压不得采用大型机械推 土 碾 压 。 并 派 专 人 负 责 看 管 。 以 防 静 力 水 准 仪 及总线因施工或自然因
21、素而破坏。 J、校零、取初值 进行校零，并存档。做好静力水准仪安装台帐。 K、根据测试要求进行测试 若连通静力水准仪用自动采集系统进行数据采集， 校零后， 将电源、 数据总线对 接于总线接口数据采集模块接线端子，设定自动采集。 12 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 七、采集系统 7.1 产品优势 数据发送到监控中心，软件自动对测量数据进行换算，直接输出监测物理量利 用GPRS 无
22、线 网 络 进 行 数 据 传 输 或 者 内 部 局 域 网 方 式 ， 完 成 对 传 感 器 数 据 的 采 集 和 监 控 。 传 感 器 通 过GPRS 接入INTERNET 网 ， 软 件 可 设 置 上 线 报 警 命 令 ， 手 机 短 信 报 警 能 够 时 时 掌 控 ，PC 接入 INTERNET 网 络 就 可 进 行 数 据 采 集 和 监 控 。 现 场 供 电 方 式 可采用75w 太 阳 能 电 池 板 ， 采 集 箱 内 装 配12v 锂电电池满足长期监测使用， 电池使 用寿命2 年 。 本 系 统 支 持 高 压 过 电 保 护 ， 内 置 防 雷 控制器。
23、 1 、 无 线 传 输 距 离 可 达3 15 公 里 （ 可 扩 大 ） ， 采 用GPRS 方 式 传 输 距 离 不 受 限 制2 、 有线方式、无线方式可通用 3 、 总 线 式 连 接 大 量 减 少 现 场 连 线 ， 降 低 成 本 ， 操 作 时 易 于 找 错 和 维 护 ， 工 作 时 易 于 保护，便于施工 4 、可同时传送50 个 静 态 传 感 器 的 数 据 5 、可24 小 时 持 续 测 量 和 传 送 数 据 6 、多种供电方式：市电、锂电池、太阳能（可连续不间断使用） 7 、可实现多发一收 7.2 技术指标 连接方式 串联 电 源 远 程 管 理 无线方式
24、 GPRS/或者点对点 组网方式 50 个节点组网 传输距离 （GPRS ）/ 点对点 频率测量范围 600Hz 4000Hz 自动平衡范围 : 15000( 应 变 计 阻 值 的 1.5%); 分辨率 1 供桥电压 (DC):2.000V 0.1%; 13 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 测量分辨率 0.1Hz 温度分辨率0.1 0.1 工 作 温 度 2080 通讯方式 RS
25、485/RS232 八 、 采 集 分 析 软 件 软件首页 采样间隔 14 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808 数 据 查 询 数 据 导 出 预 测 分 析 趋 势 分 析 15 公 司 ： 上 海 华 桓 电 子 科 技 有 限 公 司 地 址 ： 上 海 市 嘉 定 区 嘉 罗 公 路1661 弄8 号402 网 址 ： 电话：021-59552853 传 真 ：021-59552870 邮 箱 ： 邮编：201808
