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引言

综合管廊是指在地面将设置在地面、地下或架空的各类公用类管线集中容纳与一体，并留有供检修人员行走通道的隧道结构。对改变过去各管线单位各自为政，道路频繁开挖的现象有重要意义，当需要开通管线时，只需通知负责部门接通接口即可，便于修理的同时节省了国家的资源。

因为综合管廊往往较长,在建设施工过程中会设置沉降缝、伸缩缝等缓解变形的工艺，甚至会采用预制管廊拼接技术。综合管廊是由多个施工仓构成的，在分仓缝的位置容易受到地基或外部环境的影响产生不均匀沉降、裂缝、位移等问题。这些问题对管廊后期运营及寿命有较大影响，可能会对管线等管廊内部设施造成损伤，因此加强管廊内部后期健康监测对提高管廊有效运营能力尤为重要[1]。

本文通过收集调查现阶段国内综合管廊监测技术，经过对比分析，为今后综合管廊项目实施沉降监测提供有力帮助。

一、人工监测

在施工过程中，管廊沉降监测一般由施工单位进行，通过在水准仪等设备由测量员在分仓缝等关键节点位置沉降观测点，并逐个对其进行测量并记录数据，近期检查并汇入电脑形成曲线图，用来观察管廊工后沉降情况，目前大部分管廊建设单位使用该方法监测[2]。

图1 管廊观测实例

二、静力水准仪

静力水准仪测量系统由主体容器、连通管、电容传感器、数据采集单元等部分组成，安装方式分为测墩式安装和墙壁式安装两种方式，视现场条件和设计要求选定。

静力水准系统用于测量各测点的垂直位移量，测试原理是各测点与基准点通过连通管相连接，根据其内液体保持同一水平面的原理，当监测点位发生高程变化是，主体容器内液面发生变化，通过灵敏度高的电容式传感器测出改点的高程变化，并由电缆传输到地面测试室进行处理和反馈，从而可以实时监测结构的沉降变形情况。

依据连通管原理，当仪器主体安装墩发生高程变化是，主体容器相对位置产生液面变化，引起装有中间极的浮子与固定在容器顶的一组电容极板间的相对位置发生变化，用电容传感器测量每个测点容器内液面的相对变化，在通过计算求得各点相对于基点的相对沉降量[3]。

图2 静力水准仪测量工作原理

三、卫星

早期卫星在沉降观测过程中受到了多种因素的影响，例如对流层影响、整周模糊度解算的影响和起算点误差等，即使采用了较为完善的措施，仍然和高精度的水准设备有较大差距。但随着卫星技术的发展，现阶段已经可以较好地实现高精度沉降监测，我国生产的北斗卫星已在双鱼岛综合管廊实地应用，通过布置北斗基准站将12个北斗监测点数据每隔15秒上传一次，经过一年运行，北斗结算数据很好的反应出管廊沉降的变化趋势[4]。

四、裂缝监测传感器

(一)裂缝计

裂缝计结构原理如图所示，它由横梁、弹簧片、底脚等组成，在簧片的根部贴有应变片，组成全桥后通过电缆输出。当两底脚之间的位移发生变化时，贴在簧片上的应变片通过应变仪将簧片产生的应变转换成与位移成正比的电压信号，然后送给记录仪[5]。

图3 裂缝计结构原理图

(二)光纤光栅传感器

其原理为宽谱光源将带有一定宽度的光通过环形器入射到光纤格栅中，由于光纤光栅的波长选择性作用，符合条件的光被反射回来，在通过环形器送入解调装置测出光纤光栅的反射波长变化。党光纤光栅做探头测量外界的温度、压力或应力时，光栅自身的栅距发生变化，从而引起反射波长的变化，解调装置即通过检测波长的变化推导出外界温度、压力或应力的变化。

图4 光纤光栅传感器原理图

根据图示，夹持部件将光纤光栅固定在支点之间，当整个机构由于管廊结构裂缝受到外力作用时，机构整体会发生变形，通过光栅传感器会将管廊变形裂缝转换为数字信号[6]。

五、总结

我国综合管廊起步较晚，关于管廊沉降监测标准尚未明确，某些地方甚至尚未明确监管单位，各管廊建设单位对其重视程度较低。

国内大部分管廊监测尚处于人工监测阶段，过程中由于缺乏制度管理与技术标准，往往流于形式。本文通过介绍国内常用沉降监测方法及仪器并分析其使用，同时对卫星监测、光纤光栅传感器等新技术应用进行介绍，为综合管廊监测选取合适监测方案提供数据帮助。