南京嘉兆儀器設(shè)備有限公司

蔡先生18951611718

地址 南京市玄武區(qū)領(lǐng)智路56號3幢709、711室

對澳供水管位于馬騮洲水道江底，采用頂管法施工，過江段長約1152m， 江南、江北分別為15#、14#頂管工作井。供水管鋼管材質(zhì)，直徑DN1800，壁厚20mm，8m 一節(jié)，管節(jié)之間采用焊接連接。供水管目前已施工完成。十字門隧道位于對澳供水管下方，交叉位置僅相距3.79m，且以淤泥質(zhì)土為主，具有施工擾動沉陷風(fēng)險。交叉角度33°，直接影響供水管長度約為40m，交叉段兩側(cè)各外擴(kuò)50m，十字門隧道施工對供水管總體影響長度約為140m，對這段距離采用分布式光纖系統(tǒng)監(jiān)測管道變形。

因?qū)Π墓┧芤咽┕ね戤吳沂┕し椒ㄊ琼敼芊?，埋深超過25m，在十字門水道中埋深超過13m，根據(jù)實際情況，監(jiān)測儀器僅能布設(shè)在供水管內(nèi)側(cè)。供水管與隧道交叉影響范圍近150m，監(jiān)測儀器需能連續(xù)監(jiān)測供水管變形。監(jiān)測儀器需在對澳供水管通水前布設(shè)且測試完畢，通水后將不能再進(jìn)入供水管對監(jiān)測儀器進(jìn)行維護(hù)。針對本項目特點，擬采用V1應(yīng)變光纜，其具有精度高、性能穩(wěn)定、長期性好、能夠連續(xù)觀測測點等優(yōu)點。

V1應(yīng)變光纜典型結(jié)構(gòu)

受供水管道現(xiàn)狀條件限制，擬在15#頂管井內(nèi)豎管適當(dāng)位置開孔做一個直徑80cm 的出入口，同時兼做通風(fēng)口，監(jiān)測設(shè)備安裝完畢后將該出入口制作一個法蘭密封。選擇采用環(huán)氧樹脂環(huán)保膠將光纖粘結(jié)密封在供水管內(nèi)壁，表面涂抹環(huán)氧飲水艙涂料（與管內(nèi)防腐層材質(zhì)相同），同時設(shè)置出管裝置，將光纖引出供水管。

為測出對澳供水管道的沉降，在工作井位置將光纜的保護(hù)導(dǎo)管兼做沉降位移標(biāo)。通過觀測導(dǎo)管的沉降和光纜測出的供水管變形，累計疊加得出供水管不同位置的沉降。

供水管道截面示意圖

根據(jù)十字門隧道工程對澳供水管道的工程特點，需在隧道盾構(gòu)施工過程中及前后對供水管的沉降、應(yīng)力變形進(jìn)行監(jiān)測，測出供水管道水平方向和豎直方向的應(yīng)變情況，則需在管內(nèi)3點鐘、6點鐘、9點鐘方向分別布設(shè)一個光纜回路，其中一條兼做溫度補償。

光纜敷設(shè)示意圖

光纜在管內(nèi)沿供水管通長布設(shè)，布設(shè)至頂管井位置，設(shè)置保護(hù)套管將其引出供水管，保護(hù)套管端頭密封，與供水管完整焊接，確保不漏水。光纜引到地面后設(shè)置監(jiān)測數(shù)據(jù)采集箱。

作業(yè)人員進(jìn)入供水管道作業(yè)布設(shè)光纜。

現(xiàn)場施工圖

每次采集數(shù)據(jù)前，需供水管相關(guān)部門提供管內(nèi)水流、水壓等數(shù)據(jù)，以便于消除因供水量變化而導(dǎo)致的供水管應(yīng)變誤差。

下圖為儀器測的數(shù)據(jù)圖。

軟件界面圖

分布式光纖主機可以實時連續(xù)監(jiān)測整個供水管道的應(yīng)變情況，通過1、2、3號布設(shè)的光纜回路在法蘭位置處熔接后連接儀器，在軟件界面上可以對這3點、6點、9點處光纜進(jìn)行劃區(qū)分段。

①在敷設(shè)完應(yīng)變光纜后測量采集供水管道的應(yīng)變初始值（測量三組數(shù)據(jù)）；

②供水管道試通水階段測量三組數(shù)據(jù)；

③供水管滿負(fù)荷帶壓0.6MPa， 開始工作至隧道盾構(gòu)施工連續(xù)監(jiān)測并采集數(shù)據(jù)，對比初始數(shù)據(jù)分析供水管道的沉降和變形。