城市地下管网老化诱发路面塌陷在线监测系统技术方案书

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1、地下管网(暗渠)老化诱发路面塌陷自动化在线监测系统技术方案书一、工程背景1.1、概况**市地处中国南部海滨城市，位于珠江入海口东岸，与国际大都会香港一水之隔，地处广东省南部，珠江口东岸，东临大亚湾和大鹏湾；西濒珠江口和伶仃洋；南边**河与香港相联；北部与东莞、惠州两城市接壤。辽阔海域连接南海及太平洋。其地下含水丰富，目前诸多工地同时开挖动工，高楼地基、地铁等深坑施工项目云集。近年来，**市地下管网塌陷事故愈演愈烈，已发生的十余次地陷事故，均造成了极其严重的人员伤亡和财产损失事件。通常地下管线几千公里

2、长，引发地陷的原因是因为由于管道爆裂、地下箱涵、暗渠等基础设施老化和工程施工扰动等造成的。而地下箱涵29老化，导致管道渗水，再加上地表水对地面与管道之间的泥土进行长期冲刷导致土质疏松，冲刷后在水泥路面下方形成了空洞，在长期动荷载的作用下，路面受力久而久之便出现了坍塌。而地下管道突然爆裂导致的地陷，事前难以被察觉，往往事发之后才会被发现。严重的次生灾害可导致周边临近建筑物发生沉降或者倾斜，如图：房屋沉降1.2．自动化在线监测系统的概述29在线监测系统是利用传感器技术、自动采集技术、网络传输技术和软件处

3、理技术，从宏观、微观相结合的全方位角度，来监测影响塌陷区域沉降安全的关键技术指标，记录历史、现有的数据，分析未来的走势，以便辅助监测运营单位决策，提升安全保障水平，有效防范和遏制重特大事故发生。是由多种数字化的形变监测仪器、数据采集器、网络无线收发器、供电系统、宽带网中继服务器、笔记本电脑等组成，在待测区域设置若干测点，组成监控网络，选定数据采样速率，对待测体进行三维动态监测。终端依托智能软件系统，建立分析变形预警模型，实现与短消息平台结合，当发生异常时，及时自动发布短消息到监测管理人员的手机上，尽

4、快启动相应的预案。系统的基本原理如图示之：图1系统的基本原理框图29系统各技术参数可随用户要求而组合。系统的不同组合，在国内被成功地应用于超高层建筑、核电站、大坝工程、尾矿坝、铁路（地铁）路基、大跨度等建筑物的动态变形监测；岩土工程、高边坡、沉降不均的动态变形监测；滑坡、危岩体、泥石流、活动断层等地质灾害的动态变形监测服务；在欧、亚洲被西班牙、葡萄牙、比利时、卢森堡等国的火山、地震、活动断层、地温与地球动力学监测研究及巴基斯坦核电站等方面的三维动态变形监测和安全评估中应用。本系统的研制、推广和应用是

5、逐步取代或改变工程安全和灾害体变形的常规传统的方法，实现对建筑构体的连续动态变形监测。这是时代进步的需要，也是工程安全和减灾形势发展的需求，建立数字化动态变形的监控和评估是现代工程安全迫切需求，也是综合防灾减灾决策信息化、数字化紧迫要求。为了推动工程安全和减灾防灾事业的发展，本系统运用先进的传感技术、数字通讯技术、自动采集技术、软件数据处理分析技术等先进技术，经过长期研发为工程安全和灾害综合防御建立的系统。1.2.1、地表沉降监测发展现状地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并在地

6、面形成塌陷坑的一种动力地质现象。它具有隐伏性、突发性、群发性、多因性等特点。地面塌陷地质灾害的发生与其发育的地质条件和作用因素密切相关。29塌陷的监测方法归纳起来可分为人工监测法和自动监测法两类。人工监测方法就是测量人员通过使用经纬仪、水准仪等测量设备直接监测的地下土体或地面的变形来判断地面塌陷的重复施测方法,如监测地面、房屋沉降等常规方法,以及地质雷达和光导纤维等监测地下土体变形的非常规方法。自动监测方法主要采用了电子传感测量技术、数据自动采集技术、无线网络传输技术以及数字软件处理技术，由于塌陷往

7、往具有突发性,经过我们多年的研究和实践发现,采用人工监测法效果并不好,不能达到实时监测的目的，而采用自动监测技术来监测塌陷则取得了较好的效果。目前中国超过50个城市发生地面沉降。最严重的是长江三角洲、华北平原和汾渭盆地。面对沉降危害的日益加剧，很多城市将在线监测和综合治理相作为一个长期的任务，其中北京上海在这方面做了较大的努力。1、北京北京已于2004年启动了地面沉降监测网站预警预报系统。地面沉降监测网站预警预报系统一期总投资2620万元，分别在顺义区天竺、望京工业开发区、王四营乡建成3个地面监测站

8、，实现地面沉降自动化监测，全面提高北京地区沉降监测能力、预报能力和防御能力。后面还将继续开展二期监测。2、上海过度抽取地下水，曾经是造成上海地面沉降的主要原因，然而在采取有效的“控沉”措施后，如今影响上海地面沉降的另一个原因，是不断拔地而起的高层建筑。大量建筑和地铁施工造成的“不均匀沉降”仍然困扰着上海29图1图2为了应对地面沉降问题，上海出台了监测与治理相结合政策，1、实时监测地下水位的变化；2、监测建筑物、管线、隧道周围的地面沉降情况；3、出台了29针对容积率的“