健康监测平台在热力管线施工项目中的应用

贺 光 福

(山东省潍坊市公路管理局，山东 潍坊 261000)



健康监测平台在热力管线施工项目中的应用

贺 光 福

(山东省潍坊市公路管理局，山东 潍坊 261000)

介绍了健康监测平台的概念，从监测参数、监测平台配置、超限报警等方面，阐述了健康监测平台在某热力管线项目中的应用，指出该监测平台实现了全天候无人值守的全自动、高可靠管线施工安全监测，具有广阔的应用前景。

健康监测平台，热力管线，监测仪器，竖井

1 健康监测平台综述

1.1 健康监测平台的概念

针对桥隧，环境等结构物开发的互联网智能健康监测平台，是最小人工干预的结构物在线监测平台。基于近年来比较领先的物联网和大数据技术，平台通过对结构所涉及不同性能参数的监测，如荷载与环境，整体响应和局部响应，来实现对数据的采集，分析，可视化，预警和评估等功能。此外，通过“云监测”手段将长期监测到的数据完整地存储在云平台中，既可方便专家进行深度分析，亦能实时掌握结构物的运营状态，为制定结构物的管养维护方案提供参考依据。

考虑到管线竖井及隧道施工过程是处于动态变化的，其自身稳定性和对周边环境的影响也在不断变化。因此，通过健康监测平台对施工过程中的竖井、隧道、围护结构及周边环境(周边高层，跨线路桥等)进行全生命周期的自动化实时监测是非常高效可靠的监测手段。主要特点如下：

1)健康监测平台中监测项齐全，考虑到施工过程中明挖、暗挖及隧道矿山法、盾构法施工等施工工法的不同，需要监测的侧重点也有所不同，而健康监测平台可完全覆盖所有监测项来应对不同监测方案；

2)健康监测平台可支持多终端查看，通过互联网随时关注结构物状态，并通过邮件、短信等方式及时告警；

3)健康监测平台运营抗变换性良好，24 h自动化采集数据，连接稳定，并且可将现场监测的数据接入专属服务器，定时备份，保证数据连接稳定。

1.2 健康监测平台的优势

与传统人工检测相比，健康监测平台的应用进一步实现了智能、自动化监测，实现了从离线之后信息向在线实时信息的发展，而传统人工巡检的缺陷体现如下：

1)人力成本高，巡检受限。结构部分的构件和隐蔽工程部位难以直接接近检查；

2)主观性强，难以量化。检查与评估的结果主要取决于检查人员的专业知识水平以及现场检测的经验；

3)缺少整体性。人工检查以单一构件为对象，而用于现代机械、光学、超声波和电磁波等技术的检测工具，仅可提供局部或部分检测信息，实现不了对结构整体的全面检测和评估；

4)检测周期较长，缺乏时效性。检查周期往往按天/月为单位，如发生事故，不能及时向项目相关人员传达信息。

为了更好推动结构监测行业的发展，健康监测平台的应用很大程度上解决了人工检测的难题，为各个项目进行数据储存，数据分析，实现安全跟踪，实时响应，实时报警等提供了强大技术保障。

通过表1的对比可以更明确得出上述结论。

2 热力管线背景项目介绍

2.1 工程概况

该热力管线总长610 m，其中干线长530.1 m，管径大小为DN1 000。燃气管道总长1 268 m，管径大小为DN500。工程起点位于广渠路与化二东侧路交汇处，终点位置为化二东侧路与前程路交汇处。整体采用明挖+暗挖结合的施工工法。

表1 传统检测和健康监测平台的对比

2.2 监测参数及设备

在该项目监测过程中，为充分考虑三大监测因素：环境与荷载、整体响应和局部响应的影响，健康监测平台对管线本身的竖井和隧道、沿线下穿的公路桥梁以及周边的高层建筑进行了在线监测。具体监测项目及监测仪器如表2所示。

表2 监测项目及监测仪器

2.3 健康监测平台配置及展示

该项目所用的健康监测平台是基于物联网和大数据技术的知物云监测平台，在实际施工开始前，监测组成员对健康监测平台进行了前期结构、参数、设备、采集速率及预警的相关配置。监测对象包含竖井、跨线桥等各类结构物共10项。

在该项目为期3个月的平台监测中，各参数变化情况均比较稳定，曲线趋势平稳，如隧道内部拱顶沉降监测数据所示(见图1)，整体收敛长度在1 mm范围内，可判定围岩变形基本稳定。

此外，通过对热力管线下穿的跨线桥东侧桥墩5个测点和1个基准点的监测数据进行分析(见图2)，可以看到在监测过程中，各处桥墩均未发生沉降。说明下穿隧道施工未对上部桥梁运营情况造成影响。

并且，健康监测平台也对竖井的内部位移情况进行了监测。通过对一个测孔内14个导轮式固定测斜仪数据的对比分析(见图3)，可以看到整体位移范围在20 mm内，未发生异常情况。

2.4 健康监测报告及结论

在此次为期3个月的热力管线施工项目监测过程中，知物云平台对管线结构和周边环境进行了24 h不间断监测，各项监测指标均表现良好。健康监测数据的反馈也充分保证了施工过程安全、高效、信息化管理的实际需求。在各项监测结果中，尤其以2号竖井最具有代表性，其监测结果如表3所示。

根据地表沉降和桩顶沉降监测数据，施工过程中2号竖井各测点累计沉降量均小于1.6 mm，最大沉降量1.53 mm，小于2 mm/d的沉降报警值，结构表现稳定。

表3 2号竖井地表沉降监测成果表

3 对健康监测平台在监测项目中应用的展望

采用先进的健康监测平台是施工监测项目向“远程”“实时”“非接触”监测手段发展的有力实践，符合当前发展的必然趋势。运用信息化手段建立自动化工程管理平台，是“智慧工地”这一崭新的工程全生命周期管理理念在热力管线施工项目中的具体体现，实现了全天候无人值守的全自动、高可靠管线施工安全监测，这在国内热力管线施工项目中尚属首次。但考虑到施工监测在数据后处理领域的研究仍然有待发展，特别是风险评价方面，因此，今后结合健康监测平台对施工项目的项目后评价研究将会越来越多，应用也会更加广泛。

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On application of healthy monitoring platform in heating pipeline projects

He Guangfu

(WeifangRoadAdministrationinShandongProvince,Weifang261000,China)

The paper introduces the concept of the healthy monitoring platform, illustrates the application of the platform in some heating pipelines from the monitoring parameter, monitoring platform allocation, and limit alarm, and points out the whole-day automatic and highly reliable safety monitoring of pipeline construction, and indicates it has better application future.

healthy monitoring platform, heat pipeline, monitoring device, vertical shaft

1009-6825(2017)07-0247-03

2016-12-16

贺光福(1973- )，男，高级工程师

TU712.1

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