[发明专利]一种沉管隧道施工监测系统及施工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及沉管隧道施工监测领域，特别是涉及一种沉管隧道施工监测系统及施工工艺。

背景技术

沉管隧道在我国起步较晚，也没有太多的沉管隧道工程经验，一般已经施工完成或正在施工的沉管隧道工程长度及规模均较小。港珠澳大桥沉管隧道标准管节长180.0m，重量达到7万吨，港珠澳大桥共由33根类似的沉管组成。是目前国内乃至世界上在建最大的沉管隧道。

这样的沉管隧道在施工期间面临诸多技术困难及众多的风险源，而针对沉管隧道我国没有充足的施工工程经验，同时也没有成熟的监测系统可直接应用于沉管隧道施工监测，也不明确沉管隧道应当进行哪些内容的监测。在较长的施工期内，对沉管隧道整个施工过程进行监测，掌握沉管隧道在施工期间的位移、变形以及受力情况是保证沉管隧道正常施工的有效手段，通过监测系统既可以掌握沉管的变形变化规律又可及时发现存在的工程隐患，因此沉管隧道施工监测系统在沉管隧道施工期间必须建立起来。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何掌握沉管可能发生的变形、位移以及应力情况；同时监测过程中需要确保监测数据的可靠、及时有效。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种沉管隧道施工监测系统，所述沉管隧道相邻管节之间设有多个用于测试管节之间张合量的第一测试传感器；所述相邻管节之间还设有用于监测施工期间管节与管节之间水平向的相对位移变化的第二测试传感器；所述相邻管节之间还设有用于监测管节与管节之间竖向差异位移的第三测试传感器；所述管节包括多个节段，相邻所述节段之间设有用于测量节段与节段之间缝隙张合量的第四测试传感器；所述管节两端设有端封门，所述端封门设有测试其最大承受应力的应力传感器和最大变形情况的第五测试传感器；所述相邻管节之间还设有用于监测管节在沉放对接完成后，施工过程中的管节沉降变化的第六测试传感器和用于监测管节在沉放对接完成后，施工过程中的管节位移变化的第七测试传感器；所述管节的管内设有用于监测管内温度变化的温度传感器。

其中，所述第一测试传感器为三个，分别垂直设置在管节接头的顶部、垂直设置在管节接头底部的一侧和沿管节接头的另一侧的长度方向水平设置。

其中，所述第二测试传感器平行于相邻两个管节水平设置，所述第二测试传感器设置在管节接头的底部。

其中，所述第三测试传感器为两个，分别竖直设置在管节接头的两侧。

其中，所述第四测试传感器为两个，分别垂直设置在节段接头的顶部和底部。

其中，所述第五测试传感器为多个，多个所述第五测试传感器分别设置在根据理论计算的端封门支座位置以及变形最大位置；所述应力传感器为多个，其分别设置在根据理论计算的最大应力位置。

其中，所述第六测试传感器设置在管节和各节段的中下管廊两侧，当行车廊道内具备通视条件后，所述第六测试传感器移动到管节和各节段的行车廊道的两侧；所述第七测试传感器设置在管节和各节段的行车廊道的两侧。

其中，所述温度传感器设置在管节中段位置的中上管廊及中下管廊内。

优选地，所述测试传感器为测缝计，所述应力传感器为应力计。

本发明还提供一种如上述技术方案的沉管隧道施工监测系统的施工工艺，包括如下步骤：

S1、沉管完成预制并完成一次舾装；

S2、安装所述第四测试传感器，并安装所述第六测试传感器、第七测试传感器和温度传感器，然后安装所述应力传感器和第五测试传感器；

S3、进行坞内灌水、沉管起浮横移，沉管浮运、沉放对接施工；

S4、打开端封门进行所述第一测试传感器、第二测试传感器和第三测试传感器安装。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：