城市综合管廊在线自动化监测

综合管廊简介

综合管廊系统主要由管廊本体、附属系统和控制中心组成。其中，综合管廊本体包括：标准段预制拼装、变电所、管线分支口、吊装口、通风口以及交叉节点处等；管廊附属系统包括消防系统、通风系统、供电照明系统、监控报警系统、排水系统以及标识系统等

综合管廊根据截面形式不同分类：矩形截面、圆形截面、半圆形、拱形截面和异形截面等形式，如图所示，管廊横截面的设计需要考虑内部管道及工人操作对空间的需求以及外部工程环境的因素。

图1‑2  综合管廊截面形式

根据舱室数量不同分类：单舱综合管廊、双舱综合管廊、多舱综合管廊。其中《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015）中 4.3.5 节规定当热力管道利用蒸汽介质时以及天然气管道，须单独设立舱室；4.3.6 节规定热力管道不能同电线电缆设置在同一舱室内；5.4.1节规定，每个舱室均必须设置人员入口、紧急逃生口、通风口等；5.4.7 节规定，天然气管道通风口与其他舱室各口距离须大于等于10m米，且天然气舱室内各口不得与其他舱室连通，应设置警示标示。

图1‑2  综合管廊舱室分类

结构常见病害分析

地下综合管廊线长度较长、埋设于地下、结构复杂、易受周围地质情况、建筑物、基坑等多种因素的影响。综合管廊在实际运营中易出现以下几种病害

（1）不均匀沉降

商务区综合管廊各地块通常由不同的开发商进行建设，施工工期可能相差数年之久，而市政综合管廊各个地块必须提前完成。若后期建设的地块在地下开挖施工过程中未采取有效保护措施，易对已投入使用的综合管廊造成较严重的沉降。

（2）水平错动

管廊结构的水平错动一般是由地层扰动等外界因素导致的，通常发生在管廊的薄弱部位如管廊伸缩缝、拼接缝处等处。

（3）裂缝

由于管廊纵向长度较大，若伸缩缝间距设置过大等极易使综合管廊产生裂缝，同时，混凝土强度等级过高、管廊配筋不合理等原因也会导致管廊结构产生裂缝。管廊结构中的裂缝会加快化学侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱集料反应等，产生二次破坏，这将严重破坏混凝土结构体。渗水严重影响管廊内部各类管线，尤其可能导致电类线缆短路和网络通信阻断等。

当以上病害产生时，易导致管廊内管道出现变形，严重时甚至会导致管道直接破坏等。而管廊的拼接缝为各段管廊的连接地方，是管廊的薄弱部位，各种病害更易在此处发生，尤其是拼接缝处水平位移的变化更易发生。因此，对管廊拼接缝处位移进行监测是管廊监测必不可少的工作。

管廊变形监测技术

综合管廊在服役中可能会产生不均匀沉降、裂缝、水平错动等变形。现有的测量方法和技术主要包括以下几种。

（1）电类位移监测方法

电类传感器间无法串联，且不适于潮湿环境。而管廊结构埋设于地下，所处环境潮湿，纵向长度较长，一般为十几到几十公里，每个传感器就要耗费大量电缆，整个监测项目可能需要多台解调设备，监测成本较高，不适于综合管廊的监测。

（2）FBG 位移监测方法

         FBG 为准分布式传感器，传感器间可以串联，精度高、传输距离远、长期稳定性好，对于整个管廊结构可能仅需几根甚至一根光缆即可满足监测的需求，所需成本较低。因此，管廊结构的监测一般选用光纤光栅类传感器。