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     1.課題來源與背景 公路路基工程施工絕大部分都離不開沉降監(jiān)測，它是路基穩(wěn)定和工程質(zhì)量控制的一項重要措施。從現(xiàn)有沉降監(jiān)測技術(shù)來看，還是主要以人工使用傳統(tǒng)儀器測量為主，不能全天候自動獲取沉降數(shù)據(jù)，需要觀測人員在現(xiàn)場進行長時間的監(jiān)測，比較費工、費時、測量費用高，且埋設(shè)的沉降觀測設(shè)施常與施工機械相互干擾，觀測精度受人為因素的影響大，難以滿足目前公路建設(shè)快速發(fā)展的需求，所以改進沉降監(jiān)測方法是實際工程中一項迫切需要解決的問題。在上述背景下，為了有效的提高路基沉降監(jiān)測工作的效率和精度，在中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司科技研發(fā)基金的資助下，特立項開展該項目的研究工作。 2.技術(shù)原理及性能指標 路基自動沉降監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)原理如下：基準傳感器位于液體的某處深度，液體的壓強致使傳感器產(chǎn)生了輸出電壓值，該電壓值反映了傳感器所受到的壓強，也反映了傳感器所在位置的液體深度。當某個待測傳感器在連通的液體另一處深度時，同理，它的電壓值也反映了它所在處所受到的液體壓強和它所在處的液體深度。待測傳感器所在處的液體深度和基準傳感器液體深度比較以后，便可以得到待測傳感器相對于基準傳感器的沉降量了。主要性能指標如下： （1）儀器體積小、高精度、安裝方便、不干擾施工及施工機械的通行； （2）可實現(xiàn)多層、多點布設(shè)及監(jiān)測數(shù)據(jù)獲??； （3）道路通車后不受行車影響，可長期（大于5年）、全天候、實時監(jiān)測獲取數(shù)據(jù)，為道路健康診斷及養(yǎng)護提供信息； （4）先進的無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控與管理，不需要人工現(xiàn)場長期觀測； （5）溫度適用范圍為-40～60℃，除了適用于普通氣候下公路工程建設(shè)中對路基沉降的實時監(jiān)測以外，也適合于高寒地區(qū)的公路工程建設(shè)中對路基沉降的實時監(jiān)測。 3.技術(shù)的創(chuàng)造性與先進性 項目針對路基沉降自動監(jiān)測系統(tǒng)的大變形監(jiān)測、長期監(jiān)測、自動監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù)開展了深入的研究，取得以下主要創(chuàng)新成果： （1）通過采用傳感器單液管連通方式研發(fā)的路基沉降自動監(jiān)測系統(tǒng)最大量程達到5000mm，精度達到1/1000； （2）該系統(tǒng)溫度適用范圍為-40℃～60℃，適用于高寒和高溫地區(qū)惡劣自然環(huán)境下的路基沉降實時監(jiān)測； （3）該系統(tǒng)傳感器設(shè)置最多可達5個，布設(shè)方式可單層或多層布設(shè)，可用于分層沉降監(jiān)測。 4.技術(shù)的成熟程度，適用范圍和安全性 本項目研制的路基自動沉降監(jiān)測系統(tǒng)，已應(yīng)用于實體工程中對路基沉降進行監(jiān)測，系統(tǒng)儀器安裝起來方便且不干擾施工和交通，能在惡劣的自然環(huán)境下工作；可多層、多點布置，能長期全天候的監(jiān)測；量程大，能滿足路基的長期大變形監(jiān)測；能實現(xiàn)遠程監(jiān)測，無須人工干預(yù)；可以很大程度上提高工作的效率和精度，容易被市場接受，再者以電子原件為主的產(chǎn)品有很大的利潤空間，所以適用性強，能廣泛的應(yīng)用到軟土路基、濕陷性黃土路基、鹽漬土路基、凍土路基以及各種高填方路基沉降監(jiān)測中。 5.應(yīng)用情況及存在的問題 （1）榮成至烏海高速公路十七溝至大飯鋪段 榮烏高速SDHSD-1合同段沿線黃土高填路堤的沉降監(jiān)測，引進了中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司研發(fā)的“路基沉降自動監(jiān)測系統(tǒng)”。該系統(tǒng)在使用過程中，儀器安裝起來方便且不干擾施工和交通，能在惡劣的自然環(huán)境下工作；可多層、多點布置，能長期全天候的監(jiān)測；量程大，能滿足路基的長期大變形監(jiān)測；能實現(xiàn)遠程監(jiān)測，無須人工干預(yù)。項目部使用該系統(tǒng)后，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的投入大量人力物力、干擾工程施工且受工程施工干擾的弊端；克服現(xiàn)有技術(shù)在路面施工完成后不宜繼續(xù)進行路基沉降監(jiān)測的缺陷；克服了現(xiàn)有觀測設(shè)備量程小，無法監(jiān)測長期大變形的缺陷。該系統(tǒng)顯著提高了路基沉降監(jiān)測工作的效率和精度，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。 （2）察爾汗鹽湖至格爾木高速公路 該工程所處自然環(huán)境惡劣（高寒、高海拔），采用傳統(tǒng)的沉降板方式對鹽漬化軟基路堤進行觀測難以實現(xiàn)，因此特引進了中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司研發(fā)的“路基沉降自動監(jiān)測系統(tǒng)”。該系統(tǒng)在使用過程中，具有以下優(yōu)點： 1）儀器體積小、高精度、安裝方便、不干擾施工及施工機械的通行； 2）可實現(xiàn)多層、多點布設(shè)及監(jiān)測數(shù)據(jù)獲??； 3）道路通車后不受行車影響，可長期（大于5年）、全天候、實時監(jiān)測獲取數(shù)據(jù)，為道路健康診斷及養(yǎng)護提供信息； 4）先進的無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控與管理，不需要人工現(xiàn)場長期觀測； 5）溫度適用范圍為-40～60℃，除了適用于普通氣候下公路工程建設(shè)中對路基沉降的實時監(jiān)測以外，也適合于高寒地帶的公路工程建設(shè)中對路基沉降的實時監(jiān)測。使用該系統(tǒng)后，項目部節(jié)約了大量的人力、物力、財力，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。