本实用新型涉及基坑监测系统领域,具体涉及一种用于窄长型城市综合管廊基坑的分布式光纤监测系统。
背景技术:
综合管廊是利用地下空间资源,解决地下各类管网布置困难的有效途径。钢板桩支护是综合管廊施工应用最广泛的支护方式之一。钢板桩支护由于自身施工快速、隔水性好、可回收、成本低等优点。
为了防止钢板桩支护出现一些不良的突发事故,通常的手段是进行安全监控,通过全程动态监控,实时对钢板桩承受能力进行评估,用以确定钢板桩支护是否安全。
目前,钢板桩监测的传统方法采用点式传感器,如应变计、测斜仪等。此类传感器具布点多、路线多、易受环境的影响、安装不便、人工成本高等缺点。另外,由于传统监测传感器需要人工读数、记录等,很难实现长期长距离的实时监测。
但是由于综合管廊的基坑一般是窄长型基坑,基坑支护往往采用钢板桩支护,而钢板桩的安全可靠性往往比较低,施工时容易出现安全事故,若施工监测手段不足或者监测精度不满足要求,很容易造成钢板桩的失稳、坍塌,造成生命财产损失。
专利zl201410657200.4《一种监测smw工法内插h型钢变形的光纤测试方法》,公开了在h型钢插入水泥搅拌桩之前,在翼缘和腹板拐角处分别布设两条光纤形成两个u形回路,并用钢板与角钢进行保护,利用布里渊光时域反射技术(botdr)测量布设在h型钢上光纤的数据。此方法的光纤需要提前安装,后期难于维护,而且光纤是垂直设置。
技术实现要素:
针对上述问题,本实用新型旨在提供一种架设方便、结构稳定的用于窄长型城市综合管廊基坑的分布式光纤监测系统。
为实现该技术目的,本实用新型的方案是:一种用于窄长型城市综合管廊基坑的分布式光纤监测系统,包括光纤解调器、光纤和钢板桩,钢板桩垂直固定在基坑上,所述钢板桩上设置有牛腿板,所述牛腿板上水平安装有h型钢腰梁;
所述h型钢腰梁一侧面与钢板桩贴紧,所述h型钢腰梁另一侧面连接有支撑架;
所述h型钢腰梁由腹板和翼缘组合而成,所述腹板与翼缘垂直设置,所述h型钢腰梁中部固定安装有角钢槽,所述光纤一段嵌入式安装在角钢槽内,所述光纤另一段通过环氧树脂胶水层粘接固定在腹板和翼缘夹角处,所述光纤两端与光纤解调器连接。
作为优选,所述角钢槽的横截面为三角形。
作为优选,所述环氧树脂胶水层横截面也呈三角形。
作为优选,所述牛腿板为梯形结构。
本实用新型的有益效果,本申请采用水平设置的h型的钢腰梁,并在其上设置角钢槽,一段光纤嵌入安装在角钢槽内,腹板和翼缘夹角处通过环氧树脂胶水层粘接另一段光纤,非常适合窄长型基坑的监控,布设方便、维护容易;通过布设具有分布式特点的光纤器,对于长窄型基坑,容易实现长距离、分布式监测,光纤本身轻细纤柔、体积较小、重量较轻,便于布设安装。
附图说明
图1为本实用新型俯视面的结构示意图;
图2为本实用新型的结构示意图;
图3为本实用新型钢腰梁的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1-3所示,本实用新型所述的具体实施例为一种用于窄长型城市综合管廊基坑的分布式光纤监测系统,包括光纤解调器1、光纤2和钢板桩3,钢板桩3固定在基坑4上,所述钢板桩3上设置有牛腿板6,所述牛腿板6上固定安装有h型钢腰梁5;牛腿板有效保障其上的h型钢腰梁只是水平受力,而不会倾斜。
h型钢腰梁的对称轴上是不受力,故布设在其上的角钢槽内的光纤也不受力(仅有温度影响),而位于环氧树脂胶水层的光纤受到应变力(也有温度影响),通过计算可以剔除温度对光纤所受应变力的干扰。
所述h型钢腰梁5一侧面与钢板桩3贴紧,所述h型钢腰梁5另一侧面连接有支撑架7;
所述h型钢腰梁5由腹板501和翼缘502组合而成,所述腹板501与翼缘502垂直设置,所述h型钢腰梁5中部(即h型钢腰梁对称轴上)固定安装有角钢槽8,所述光纤2一段嵌入式安装在角钢槽8内,所述光纤2另一段通过环氧树脂胶水层9粘接固定在腹板501和翼缘502夹角处,所述光纤2两端与光纤解调器1连接。安装时还需注意:光纤到达h型钢腰梁底端后往回铺设,有利于光纤形成回路,提高测量精度;光纤从h型钢腰梁延伸出的两部分长度相等,可以精确地预测h型钢腰梁的变形位置。
光纤具有抗电磁干扰、防雷击、防水、防潮、耐高温、抗腐蚀等特点,适用于水下、潮湿、有电磁干扰等一些条件比较恶劣的环境,与金属传感器相比具有更强的耐久性。
为了更好的保护光纤避免损坏,所述角钢槽8的横截面为三角形。所述环氧树脂胶水层9横截面也呈三角形。光纤的埋设工艺采用开槽和环氧树脂胶水层覆盖保护,保证光纤与h型钢腰梁同步变形以及避免基坑施工时对光纤的破坏。
为了增加稳定性,所述牛腿板6为梯形结构。梯形结构能够提供稳定的支撑效果。
传统光纤基坑监测一般是监测单根支护桩桩身的变形情况,无法监测基坑边线所有支护桩的整体变形情况,而工程往往关注的是基坑的整体变形情况。传统的光纤基坑监测是监测支护桩的竖直位移。故传统手段适合较短且深的基坑,并不适合窄长型基坑,而本申请的系统能对沿着基坑边线支护桩的水平位移进行监测,恰恰能满足窄长型基坑整体变形进行实时监测。
同时传统的光纤基坑监测的光纤布置在支护桩桩身,光纤一旦在施工时损坏便无法进行监测。本申请中的的光纤布置在腰梁上,在竖向钢板桩布设完成后再安装光纤,安装效率更高;假如光纤在施工时或者施工后发生损坏,可以随时更换光纤,重新进行光纤的安装,维护成本更低。
本申请采用水平设置的h型的钢腰梁,并在其上设置角钢槽,一段光纤嵌入安装在角钢槽内,腹板和翼缘夹角处通过环氧树脂胶水层粘接另一段光纤,非常适合窄长型基坑的监控,布设方便、维护容易;通过布设具有分布式特点的光纤器,对于长窄型基坑,容易实现长距离、分布式监测,光纤本身轻细纤柔、体积较小、重量较轻,便于布设安装。
以上所述,仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进,均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。
1.用于窄长型城市综合管廊基坑的分布式光纤监测系统,包括光纤解调器、光纤和钢板桩,钢板桩垂直固定在基坑上,其特征在于:所述钢板桩上设置有牛腿板,所述牛腿板上水平安装有h型钢腰梁;
所述h型钢腰梁一侧面与钢板桩贴紧,所述h型钢腰梁另一侧面连接有支撑架;
所述h型钢腰梁由腹板和翼缘组合而成,所述腹板与翼缘垂直设置,所述h型钢腰梁中部固定安装有角钢槽,所述光纤一段嵌入式安装在角钢槽内,所述光纤另一段通过环氧树脂胶水层粘接固定在腹板和翼缘夹角处,所述光纤两端与光纤解调器连接。
2.根据权利要求1所述的用于窄长型城市综合管廊基坑的分布式光纤监测系统,其特征在于:所述角钢槽的横截面为三角形。
3.根据权利要求1所述的用于窄长型城市综合管廊基坑的分布式光纤监测系统,其特征在于:所述环氧树脂胶水层横截面也呈三角形。
4.根据权利要求1所述的用于窄长型城市综合管廊基坑的分布式光纤监测系统,其特征在于:所述牛腿板为梯形结构。
技术总结