涵管沉降監(jiān)測是確保排水、交通等基礎(chǔ)設(shè)施安全運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié),常用的方法包括以下幾類:
1. 傳統(tǒng)水準(zhǔn)測量法
通過高精度水準(zhǔn)儀定期測量涵管頂部或關(guān)鍵點位的高程變化,判斷沉降趨勢。該方法操作簡單、成本低、精度高(可達(dá)毫米級),但需人工逐點測量,效率較低,且易受環(huán)境遮擋影響,適合短期或局部監(jiān)測。
2. 靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測
利用連通管原理,在涵管關(guān)鍵位置安裝靜力水準(zhǔn)儀,通過液體壓力差計算沉降量。系統(tǒng)可實時傳輸數(shù)據(jù),實現(xiàn)自動化監(jiān)測,精度較高(±0.1mm),適合長期連續(xù)監(jiān)測。但對安裝環(huán)境要求嚴(yán)格(需溫度穩(wěn)定),且初期投入較大。
3. 傳感器技術(shù)
- 傾角傳感器:檢測涵管傾斜角度變化,間接反映不均勻沉降。
- 應(yīng)變計:測量結(jié)構(gòu)變形,分析沉降對涵管應(yīng)力的影響。
傳感器可集成無線傳輸模塊,實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,但需多點布置并定期校準(zhǔn),適用于重點風(fēng)險區(qū)域。
4. 遙感技術(shù)(InSAR)
通過合成孔徑雷達(dá)獲取地表形變數(shù)據(jù),分析大范圍沉降趨勢,尤其適合偏遠(yuǎn)或隱蔽區(qū)域。時間分辨率較低(數(shù)周至數(shù)月),且受植被、濕度干擾,多用于宏觀監(jiān)測或歷史沉降分析。
5. 光纖傳感技術(shù)
將分布式光纖沿涵管布設(shè),通過光信號變化感知應(yīng)變和溫度,定位沉降區(qū)域。具有抗電磁干擾、長距離覆蓋(數(shù)公里)的優(yōu)勢,但需設(shè)備及分析軟件,初期成本較高。
6. 三維激光掃描
通過高密度點云生成涵管三維模型,對比不同時期數(shù)據(jù),直觀分析整體形變。適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)或修復(fù)前后的沉降評估,但設(shè)備昂貴,數(shù)據(jù)處理耗時。
7. 地下位移監(jiān)測
在涵管周圍土層中埋設(shè)測斜儀或沉降磁環(huán),監(jiān)測土體內(nèi)部位移,輔助判斷沉降誘因(如軟土壓縮)。需鉆孔安裝,可能擾動原狀土。
選擇建議
- 短期/局部監(jiān)測:傳統(tǒng)水準(zhǔn)測量。
- 長期自動化:靜力水準(zhǔn)儀或光纖傳感。
- 大范圍分析:InSAR結(jié)合局部傳感器。
- 結(jié)構(gòu)健康評估:三維掃描與應(yīng)變計結(jié)合。
監(jiān)測方案需綜合考慮精度需求、成本及環(huán)境條件,必要時采用多技術(shù)融合,并建立預(yù)警閾值,確保涵管安全運營。
