健康監(jiān)測平臺在熱力管線施工項目中的應(yīng)用

賀 光 福

(山東省濰坊市公路管理局，山東 濰坊 261000)

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健康監(jiān)測平臺在熱力管線施工項目中的應(yīng)用

賀 光 福

(山東省濰坊市公路管理局，山東 濰坊 261000)

介紹了健康監(jiān)測平臺的概念，從監(jiān)測參數(shù)、監(jiān)測平臺配置、超限報警等方面，闡述了健康監(jiān)測平臺在某熱力管線項目中的應(yīng)用，指出該監(jiān)測平臺實現(xiàn)了全天候無人值守的全自動、高可靠管線施工安全監(jiān)測，具有廣闊的應(yīng)用前景。

健康監(jiān)測平臺，熱力管線，監(jiān)測儀器，豎井

1 健康監(jiān)測平臺綜述

1.1 健康監(jiān)測平臺的概念

針對橋隧，環(huán)境等結(jié)構(gòu)物開發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)智能健康監(jiān)測平臺，是最小人工干預(yù)的結(jié)構(gòu)物在線監(jiān)測平臺。基于近年來比較領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，平臺通過對結(jié)構(gòu)所涉及不同性能參數(shù)的監(jiān)測，如荷載與環(huán)境，整體響應(yīng)和局部響應(yīng)，來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集，分析，可視化，預(yù)警和評估等功能。此外，通過“云監(jiān)測”手段將長期監(jiān)測到的數(shù)據(jù)完整地存儲在云平臺中，既可方便專家進行深度分析，亦能實時掌握結(jié)構(gòu)物的運營狀態(tài)，為制定結(jié)構(gòu)物的管養(yǎng)維護方案提供參考依據(jù)。

考慮到管線豎井及隧道施工過程是處于動態(tài)變化的，其自身穩(wěn)定性和對周邊環(huán)境的影響也在不斷變化。因此，通過健康監(jiān)測平臺對施工過程中的豎井、隧道、圍護結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境(周邊高層，跨線路橋等)進行全生命周期的自動化實時監(jiān)測是非常高效可靠的監(jiān)測手段。主要特點如下：

1)健康監(jiān)測平臺中監(jiān)測項齊全，考慮到施工過程中明挖、暗挖及隧道礦山法、盾構(gòu)法施工等施工工法的不同，需要監(jiān)測的側(cè)重點也有所不同，而健康監(jiān)測平臺可完全覆蓋所有監(jiān)測項來應(yīng)對不同監(jiān)測方案；

2)健康監(jiān)測平臺可支持多終端查看，通過互聯(lián)網(wǎng)隨時關(guān)注結(jié)構(gòu)物狀態(tài)，并通過郵件、短信等方式及時告警；

3)健康監(jiān)測平臺運營抗變換性良好，24 h自動化采集數(shù)據(jù)，連接穩(wěn)定，并且可將現(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù)接入專屬服務(wù)器，定時備份，保證數(shù)據(jù)連接穩(wěn)定。

1.2 健康監(jiān)測平臺的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)人工檢測相比，健康監(jiān)測平臺的應(yīng)用進一步實現(xiàn)了智能、自動化監(jiān)測，實現(xiàn)了從離線之后信息向在線實時信息的發(fā)展，而傳統(tǒng)人工巡檢的缺陷體現(xiàn)如下：

1)人力成本高，巡檢受限。結(jié)構(gòu)部分的構(gòu)件和隱蔽工程部位難以直接接近檢查；

2)主觀性強，難以量化。檢查與評估的結(jié)果主要取決于檢查人員的專業(yè)知識水平以及現(xiàn)場檢測的經(jīng)驗；

3)缺少整體性。人工檢查以單一構(gòu)件為對象，而用于現(xiàn)代機械、光學(xué)、超聲波和電磁波等技術(shù)的檢測工具，僅可提供局部或部分檢測信息，實現(xiàn)不了對結(jié)構(gòu)整體的全面檢測和評估；

4)檢測周期較長，缺乏時效性。檢查周期往往按天/月為單位，如發(fā)生事故，不能及時向項目相關(guān)人員傳達信息。

為了更好推動結(jié)構(gòu)監(jiān)測行業(yè)的發(fā)展，健康監(jiān)測平臺的應(yīng)用很大程度上解決了人工檢測的難題，為各個項目進行數(shù)據(jù)儲存，數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)安全跟蹤，實時響應(yīng)，實時報警等提供了強大技術(shù)保障。

通過表1的對比可以更明確得出上述結(jié)論。

2 熱力管線背景項目介紹

2.1 工程概況

該熱力管線總長610 m，其中干線長530.1 m，管徑大小為DN1 000。燃氣管道總長1 268 m，管徑大小為DN500。工程起點位于廣渠路與化二東側(cè)路交匯處，終點位置為化二東側(cè)路與前程路交匯處。整體采用明挖+暗挖結(jié)合的施工工法。

表1 傳統(tǒng)檢測和健康監(jiān)測平臺的對比

2.2 監(jiān)測參數(shù)及設(shè)備

在該項目監(jiān)測過程中，為充分考慮三大監(jiān)測因素：環(huán)境與荷載、整體響應(yīng)和局部響應(yīng)的影響，健康監(jiān)測平臺對管線本身的豎井和隧道、沿線下穿的公路橋梁以及周邊的高層建筑進行了在線監(jiān)測。具體監(jiān)測項目及監(jiān)測儀器如表2所示。

表2 監(jiān)測項目及監(jiān)測儀器

2.3 健康監(jiān)測平臺配置及展示

該項目所用的健康監(jiān)測平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的知物云監(jiān)測平臺，在實際施工開始前，監(jiān)測組成員對健康監(jiān)測平臺進行了前期結(jié)構(gòu)、參數(shù)、設(shè)備、采集速率及預(yù)警的相關(guān)配置。監(jiān)測對象包含豎井、跨線橋等各類結(jié)構(gòu)物共10項。

在該項目為期3個月的平臺監(jiān)測中，各參數(shù)變化情況均比較穩(wěn)定，曲線趨勢平穩(wěn)，如隧道內(nèi)部拱頂沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)所示(見圖1)，整體收斂長度在1 mm范圍內(nèi)，可判定圍巖變形基本穩(wěn)定。

此外，通過對熱力管線下穿的跨線橋東側(cè)橋墩5個測點和1個基準(zhǔn)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析(見圖2)，可以看到在監(jiān)測過程中，各處橋墩均未發(fā)生沉降。說明下穿隧道施工未對上部橋梁運營情況造成影響。

并且，健康監(jiān)測平臺也對豎井的內(nèi)部位移情況進行了監(jiān)測。通過對一個測孔內(nèi)14個導(dǎo)輪式固定測斜儀數(shù)據(jù)的對比分析(見圖3)，可以看到整體位移范圍在20 mm內(nèi)，未發(fā)生異常情況。

2.4 健康監(jiān)測報告及結(jié)論

在此次為期3個月的熱力管線施工項目監(jiān)測過程中，知物云平臺對管線結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境進行了24 h不間斷監(jiān)測，各項監(jiān)測指標(biāo)均表現(xiàn)良好。健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋也充分保證了施工過程安全、高效、信息化管理的實際需求。在各項監(jiān)測結(jié)果中，尤其以2號豎井最具有代表性，其監(jiān)測結(jié)果如表3所示。

根據(jù)地表沉降和樁頂沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，施工過程中2號豎井各測點累計沉降量均小于1.6 mm，最大沉降量1.53 mm，小于2 mm/d的沉降報警值，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)穩(wěn)定。

表3 2號豎井地表沉降監(jiān)測成果表

3 對健康監(jiān)測平臺在監(jiān)測項目中應(yīng)用的展望

采用先進的健康監(jiān)測平臺是施工監(jiān)測項目向“遠程”“實時”“非接觸”監(jiān)測手段發(fā)展的有力實踐，符合當(dāng)前發(fā)展的必然趨勢。運用信息化手段建立自動化工程管理平臺，是“智慧工地”這一嶄新的工程全生命周期管理理念在熱力管線施工項目中的具體體現(xiàn)，實現(xiàn)了全天候無人值守的全自動、高可靠管線施工安全監(jiān)測，這在國內(nèi)熱力管線施工項目中尚屬首次。但考慮到施工監(jiān)測在數(shù)據(jù)后處理領(lǐng)域的研究仍然有待發(fā)展，特別是風(fēng)險評價方面，因此，今后結(jié)合健康監(jiān)測平臺對施工項目的項目后評價研究將會越來越多，應(yīng)用也會更加廣泛。

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On application of healthy monitoring platform in heating pipeline projects

He Guangfu

(WeifangRoadAdministrationinShandongProvince,Weifang261000,China)

The paper introduces the concept of the healthy monitoring platform, illustrates the application of the platform in some heating pipelines from the monitoring parameter, monitoring platform allocation, and limit alarm, and points out the whole-day automatic and highly reliable safety monitoring of pipeline construction, and indicates it has better application future.

healthy monitoring platform, heat pipeline, monitoring device, vertical shaft

1009-6825(2017)07-0247-03

2016-12-16

賀光福(1973- )，男，高級工程師

TU712.1

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