因对澳供水管已施工完哔且施工方法是顶管法,埋深超过25m,在十字门水道中埋深超过13m,根据实际情况,监测仪器仅能布设在供水管内侧。供水管与隧道交叉影响范围近150m,监测仪器需能连续监测供水管变形。监测仪器需在对澳供水管通水前布设且测试完哔,通水后将不能再进入供水管对监测仪器进行维护。针对本项目特点,拟采用V1应变光缆,其具有精度高、性能稳定、长期性好、能够连续观测测点等优点。
V1应变光缆典型结构
受供水管道现状条件限制,拟在15#顶管井内竖管适当位置开孔做一个直径80cm 的出入口,同时兼做通风口,监测设备安装完哔后将该出入口制作一个法兰密封。选择采用环氧树脂环保胶将光纤粘结密封在供水管内壁,表面涂抹无毒环氧饮水舱涂料(与管内防腐层材质相同),同时设置出管装置,将光纤引出供水管。
为测出对澳供水管道的绝对沉降,在工作井位置将光缆的保护导管兼做沉降位移标。通过观测导管的绝对沉降和光缆测出的供水管变形,累计叠加得出供水管不同位置的绝对沉降。
供水管道截面示意图
根据十字门隧道工程对澳供水管道的工程特点,需在隧道盾构施工过程中及前后对供水管的沉降、应力变形进行监测,测出供水管道水平方向和竖直方向的应变情况,则需在管内3点钟、6点钟、9点钟方向分别布设一个光缆回路,其中一条兼做温度补偿。
光缆敷设示意图
光缆在管内沿供水管通长布设,布设至顶管井位置,设置保护套管将其引出供水管,保护套管端头密封,与供水管完整焊接,确保不漏水。光缆引到地面后设置监测数据采集箱。
作业人员进入供水管道作业布设光缆。
现场施工图
每次采集数据前,需供水管相关部门提供管内水流、水压等数据,以便于消除因供水量变化而导致的供水管应变误差。
下图为仪器测的数据图。
软件界面图
分布式光纤主机可以实时连续监测整个供水管道的应变情况,通过1、2、3号布设的光缆回路在法兰位置处熔接后连接仪器,在软件界面上可以对这3点、6点、9点处光缆进行划区分段。
①在敷设完应变光缆后测量采集供水管道的应变初始值(测量三组数据);
②供水管道试通水阶段测量三组数据;
③供水管满负荷带压0.6MPa, 开始工作至隧道盾构施工连续监测并采集数据,对比初始数据分析供水管道的沉降和变形。