摘 要(yào):結構健康監測(cè)是為了實現結構無損傷監測,在這個過程中使用了很多的方(fāng)法對現場無損傳感器采集到的數據進行結構係統特性分析。隧道結構和其他建築形式存在著很大的不同,因此,在施工中,隧道(dào)支護(hù)體和圍岩之間存在著相(xiàng)互作用的情況,而且情況比較複(fù)雜,這樣就導致結構(gòu)健康監測在隧道施工中應用非常(cháng)緩慢。隨著新技術和新理論的出現,隧道結構也發生(shēng)了很大的改變,對其進行結(jié)構健康監測也慢慢成為了隧道安全管理中非常重要的組成部分(fèn)。
關鍵(jiàn)詞:隧道支護結構;健康監測係統;構(gòu)建
1 引言
近年來,我國的建築工程行(háng)業獲得了很大(dà)的發(fā)展,其在很多建築結構施工(gōng)中都應(yīng)用(yòng)了先進的施工技術,在施工方法上也進行了改變,因此,對隧(suì)道工程施工的結構安全性進行監測成為了檢驗隧道安全的重要措施。隧道施工取得了很大的進步,同時,在施工健康監測方法也取得了很大的進步,對現有的施工技術情況進行掌握,更加係統和全麵的對采集傳(chuán)輸(shū)進行(háng)更好的利用,在(zài)進(jìn)行采集的時候,可以對施工現場的化學成分相關信息進行收集,然後對施工過程中可能存在的風(fēng)險進(jìn)行識別,這樣也能(néng)提高監測的準確性。隧(suì)道施(shī)工過程中,一定好保證(zhèng)施工的安全性,這樣不僅僅能夠更好的提高(gāo)施工企業的信譽,同時,也能促(cù)進隧道工程建設(shè)獲得(dé)更好的發展。現在,對隧(suì)道施工進行監測是有一些方法的,隧道施工(gōng)安全(quán)監測與其相比存在很大的差(chà)別,其在發展過程(chéng)中實現了更加係統、全麵的發展,經濟(jì)性方麵也非常好。
2 隧道施工(gōng)健(jiàn)康監測係統組成探討
隧道健(jiàn)康監測係統在利用過程中實現了在施工前(qián)、施工中和施工後的健康監(jiān)測,在施工前,健康監測能夠對出現的風險進行識別,同時,也能將出(chū)現的風險進行排(pái)除;在施工中,健康監測能(néng)夠(gòu)對施工中(zhōng)出現(xiàn)的任何情(qíng)況都進行了解;在施工後,能夠保持觀測角度對隧(suì)道健康監測係(xì)統進行分(fèn)析,對係統的組成情況進行掌握。
隧道是非常特殊的施工工程,在施(shī)工(gōng)過程中麵臨的問題也非常多,對出現的問題及時發現進行處(chù)理,對(duì)保證施工(gōng)的安全(quán)性非常有利。在施工(gōng)前,對開挖(wā)的風險進行監(jiān)測,同時(shí)進行提醒,這樣能(néng)夠促使(shǐ)整個施工是在安全控製狀態下進行施工,施工前要對施工地點的地質(zhì)進行分析,在確定沒有安(ān)全隱患的情況下,製定施工組織計劃,避免出現盲目施工的風險。隧道在施工過程中,開挖工程具有的(de)風險(xiǎn)非常大,開挖過程中非常容易遇到瓦斯、地下水以(yǐ)及地質構造破碎的(de)情況(kuàng),為(wéi)了更好的提高安(ān)全性,在施工中(zhōng)可以對先進的技術進行利用,對提(tí)高隧道(dào)施(shī)工(gōng)工程的監測和應急能力非常有利。
對施工人(rén)員和施工(gōng)設備進行監測,對可能出現的風險可以進行有針對的預防,監測風險的時候也(yě)能提高其處理的速度。隧道(dào)施工現場(chǎng)可視監控係統,能夠對施工現(xiàn)場的情況進行實時的反(fǎn)映,因此,相關的管理部門(mén)也(yě)能更好的對施工情況進行指導。隧道施工人員和設(shè)備的使用都要滿足安全施工規範,這樣能夠確保隧道(dào)施工(gōng)的安全性(xìng)。隧道施工(gōng)過程中,其施工質量的好壞和構造的尺(chǐ)寸以及位置有很大的關係,因此,對構造的尺寸和位(wèi)置要進行有效的控製,在施工中對其進行很好的觀察,對出現(xiàn)的問題及時解決。
3 隧道支護與圍岩結構(gòu)體係(xì)分析
對施工經驗(yàn)進行總結,得出了理想的支護體結構,其應該滿足兩個方麵(miàn)的要求,要保證支護體能(néng)夠和(hé)周圍的圍岩緊密的結合,這樣能夠將支護結(jié)構和圍岩作為一個完(wán)整的結構進行施工;支護體在使用的時候要能夠(gòu)和圍岩共同產生形變,而(ér)且(qiě)這種形變要保證(zhèng)是有限的,支護體要能夠對(duì)圍岩(yán)的變形量進行控製,對圍岩的承載(zǎi)能力進(jìn)行充分的利用(yòng)。因此,隧道施工中,支護(hù)體的結構采用(yòng)了柔性支護結構,這樣能夠和圍岩實現緊密聯係,同時,也(yě)能給(gěi)圍岩提供(gòng)必要的支護能(néng)力。
支護體鋼構件通常是(shì)鋼拱架和格柵拱(gǒng)架,鋼拱架一般都是由槽鋼或者是工字鋼彎製(zhì)而成,而(ér)格柵拱架通常是由螺紋鋼筋彎曲焊接而成,這種鋼結(jié)構(gòu)雖剛(gāng)度非常低,在施工中(zhōng),對圍岩的支撐效果(guǒ)也不明顯,但是,其在施工中能夠(gòu)和混凝土緊密結(jié)合(hé)為一體,能夠(gòu)形成完整的鋼(gāng)筋混(hún)凝土結構,對提高支護結構的剛度有非常明顯的效果,同(tóng)時,也能更好的發揮結(jié)構的施(shī)工作用。格柵拱架(jià)在施工中非常的方便,重量(liàng)也非常輕,因此,在安裝過程中也具有很多(duō)的優點。剛(gāng)度(dù)較大(dà)的拱架能夠在支撐(chēng)效果方麵非常(cháng)明顯,同時,也能避免出現圍岩(yán)早(zǎo)期變形的問題。型鋼結構拱架在施工(gōng)中具有很多的(de)優點,但(dàn)是,其在(zài)製造過程中要麵臨很多的(de)問題,其在製作過程中由(yóu)於本身的剛度較大,彎曲的過程比較困難,而(ér)且,重量方麵(miàn)也比較大,在搬(bān)運和安裝過程中(zhōng)要麵臨的問題非常多,因此(cǐ),鋼拱架一般都是應用(yòng)在特殊(shū)地質結構中,避免出現圍岩早期(qī)變形過大的問題,同時,在穩定性方麵也能發揮很大的效果。
4 針對隧道支護體的健康監測技術分析
4.1 隧道支護體健康監測(cè)係統的組成
實際的(de)監測係(xì)統一般應包括以下(xià)幾個部分(fèn):現(xiàn)場監測。由就地安裝的現(xiàn)場傳感器和(hé)自動采(cǎi)集單元構成,結(jié)合目前先(xiān)進的傳感技術,利用(yòng)先進有效的信號處理(lǐ)技術,實現數字化的信號采集和分析處理。通信與傳輸。在隧道裏利用各種有線和無線傳輸方(fāng)式,結合(hé)網絡等遠程傳輸設備將數據傳輸(shū)到監控中心。通過各種檢測方(fāng)法對隧道結構的變形與受力情(qíng)況進行監測,及時提供圍岩沉降和(hé)變形(xíng)信息,及時預見事故和險情。
4.2 隧道結(jié)構健康監測參數
隧道結(jié)構健康狀態監測(cè)需要從(cóng)隧道結構(gòu)中提取能(néng)反映結構特性的參數信號,如應力、應變、溫(wēn)度、變形、位移等信號,所以隧道結(jié)構安全(quán)監測主(zhǔ)要應該集中在以下方麵。監測位移,為了了解隧道斷麵的變形情況可以檢測隧道的(de)周邊(biān)收斂、縱向位移及洞(dòng)口地表沉降等位移情況,依此來判斷隧道結(jié)構的穩(wěn)定性。
5 支護體健康(kāng)監測係(xì)統設計
隧道支護體結構健康監測不同(tóng)於目前工程上常用的應力監測,旨在監(jiān)測支護體內部受力鋼結構是否與設計位置(zhì)一致、受力鋼構件細部結構是否受到損害、施工完成後乃至運(yùn)營期間,位(wèi)於複雜地質結構(gòu)處的結構體是否穩定無變形。即係統應該包括三個子係統:支護體結構完整性檢測、支護體結(jié)構損傷監測以及支護體拱頂變(biàn)形沉降監測。為實現係統目標,設想(xiǎng)三個子(zǐ)係統技術實現總體思路(lù)及要解決的技術(shù)關鍵分別是:支護的結構完整性檢測子係統:擬利用在(zài)隧道地質超前預(yù)測時得到的隧(suì)道兩側的雷達(dá)波數據,通過雜波抑製處理和參數估計(jì)得到支護的完整性信(xìn)息。該方(fāng)麵的技術關(guān)鍵在於(yú)如何(hé)提高(gāo)接收振動反(fǎn)射波的識別質量,形成易於操(cāo)作、效果好的構造物定形定位(wèi)技術。支護體結構損傷監測子係統:該係統目的是實(shí)現較為(wéi)精確的支護體結構是否受到損傷監測(cè)值,為後續(xù)施工和防(fáng)護提供有效的數據支持。支護體沉降變形監(jiān)測子(zǐ)係統:該子係統目的是較傳統隧道(dào)變形監測方法在測量精度、設(shè)備組(zǔ)成與安裝上進行簡化(huà)。技術關鍵是設備組裝與分析集成技術。
6 結束語
文章對(duì)隧道施工前期存在的安(ān)全風(fēng)險進行分析,對隧道施(shī)工健康監測係統構成進行分析,對影(yǐng)響健康監測的問題進行深入討(tǎo)論,對支護體結(jié)構的重(chóng)要性和支護檢(jiǎn)驗的必要性進行分析,提出了隧道結構(gòu)健康監測係統(tǒng)的總體設計方案和技術措施(shī)。
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