隧道结构智能监测-隧道位移监测系统方案

隧道围岩内部位移监测采用多点位移计进行监测，多点位移计属于岩土工程检测设备或岩土工程测试仪器，是一种位移传感器，主要用于测量分层沉降变形情况。具体参数指标如下表所示。


多点位移计技术参数

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由于是振弦类产品，故采用多通道振弦采集仪进行采集，具体参数如下表所示。


多通道振弦采集仪

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5.4.2工作原理

多点位移计中包括经过严格热处理的振弦检测元件（传感器）和一根消除了应力的弹簧组成。弹簧一端与振弦连接，另一端与滑动杆相连接。该结构完全密封，并能在客户要求的压力下工作。随着滑动杆的拉动（位移），传感器检测到此位移变化。


传感器是由激振电路驱动传感器线圈，当激励信号的频率和钢弦的固有频率相接近时，钢弦迅速达到共振状态。当激振信号撤去后，钢弦仍以其固有频率振动一段时间。用采集仪表监测电路对振动产生的感应信号进行滤波、放大、整形后采集，通过测量感应信号脉冲周期，即可测得弦的振动频率。


振弦式多点位移计变量计算公式：


L=k(Fi- F0)（无测温功能计算公式）


式中：


F=f2/1000；


L—— 当前时刻相对初始时刻的位移，mm；


k ——多点位移计标定系数，mm/（Hz2/1000）；


Fi——多点位移计当前时刻的输出频率模数，Hz2/1000；


F0——多点位移计初始时刻的输出频率模数，Hz2/1000。


5.4.3安装工艺

多点位移计在确定安装位置后，确定深度，一般安装到稳定位置，具体安装步骤如下：


（1）测点与测杆按编号用螺丝连接。


（2）套管与测点及测头之间用914胶粘接。


（3）安装测头时必须注意测杆编号与测头上的序号一致。


（4）将组装好的多点位移计整体顺孔放入钻好的孔内，孔直径应大于多点位移计外径以便安装，在确认测杆放置到位后，可进行回填沙浆固结。回填沙浆时先将灌浆管插入孔底，从灌浆管内注入沙浆，沙浆要由下向上泛浆，使孔内不会产生空隙，逐级灌浆逐级拔出灌浆管。在插入灌浆管时应同时插入排气管，排气管与灌浆管相差一个灌浆高程，在灌浆的同时排出孔内的气体，使沙浆顺利上泛。逐级拔出灌浆管的同时，也应逐级拔出排气管，直至灌浆到保护筒的底部。沙浆泛到保护筒的底部后，即可将灌浆管和排气管拔出。


下图为多点位移计安装示意图：

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5.4.4测点布置


监测测点每个断面布置3~7个测点，分别布置在拱顶和拱腰位置

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本文由中科华研(西安)科技有限公司整理提供