基于抛石防波堤的化工管廊沉降自动化监测方法

　　摘 要：我国临海疆域可通过科学技术应用压差式变形测量和GNSS定位测量设定两种融汇沉降监测的手段对抛石防波堤的化工管廊存在的问题进行解析。应用数据收集手段、监测传感手段、数据传输手段、数据存储手段进行数据处理合成，各手段进行配合，研究沉降自动化监测所要求的各种功能，解决化工管廊工作中存在的问题。

　　关键词：抛石防波堤;化工管廊;沉降自动化监测

　　0 引言

　　化工管廊是化学工业领域在码头极为易见的结构体，化工管廊通过各种结构管架实现内陆和码头气、液化工物体相互运输，其拥有不同的构建方法，根据不同的作用分为固定型、和活动型，从而解决受力存在的问题;也可从组建构造出框架、吊索、桁架等外形，进行相应的工作。从建筑学结构来说，通常会出现条型、桩型、独立型等基础型[1]。

　　由我国地势复杂，水岸地质各有不一，在同一海岸区域土层薄厚程度也有不一样的检测指数，所以对化工管廊的运用，要结合实际现场情况和功能需求，建立不同的基础型并结合适合的构架组建复合管廊，依次解决沉降以及管道弯曲膨胀的问题，从而保证其运输功能的最优化[2]。

　　综上所述，需要制定可靠且经济效果较为明显的可实行方案进行改革，通过自动监测系统处理管廊沉降问题[3]。以此管廊的运作进行监管，从而有助于发生沉降问题可以及时处理，预测其沉降发生进行阻止把控，管理化工管廊运作中设有的一系列隐患[4]。

　　1 管廊沉降分析

　　由于沿海地域淤泥较多，其地质较软，多位于沉降区，其化工码头基本由牵引长堤连接陆地区块。因此，通过牵引长堤的延伸，化工管廊从码头连接陆地化工厂房。而由于两处相距较远，中间存在水域，淤泥，以及陆地，就一定要对不同地块布置不同基础型，避免地质影响。

　　桩型基础是化工管廊在平台或是布置在引桥时会使用，而引堤则是抛石防波堤，不能運用桩型基础。水面与水底有较远的距离，桩型基不易进入水底的天然土层;另外，引堤的位置容易产生移动，受力作用下会引起桩型基的变形;对于工程投入，桩型基需要耗费大量人力物力，经济成本太高，不利于合理发展。

　　基于此，建在引堤上的天然型基与建在平台桩型基应当进行组合，从而复合运行，达到最可靠的使用性和最优的经济价值。处于桩型基上的化工管廊，由于平台和引桥质地较硬，不易发生沉降，在受到力的作用下，完工后并不易发生变形。而对于抛石防波堤的化工管廊，因为引堤随水位的沉降以及管廊运输产生的重量所造成的沉降都极为容易打破其稳定，所以通常会引起管廊各类沉降，造成受力不均致使管廊形态发生变形，此类问题会损害化工管廊的可用性。当前，此类问题在临海淤泥地区大部分化工码头都有出现，由于受力作用不均匀以及结构牵拉不稳定已经引起了部分管架的倾斜现象。例如：某化工码头的运输管廊使用钢架组建现场工艺，单一的结构使用使其承受能力被限制，在运输工作过程中，由于管廊受力和地基土层硬度分布不一从而引起部分地基下陷，在受力双重叠加的情况，部分管道出现大面积沉降和倾斜，引发管架结构出现相应的脱开，造成结构解体，生产停滞。

　　为解决以上杂症，需要对基于抛石防波提的化工管廊变形进行重点探索，对管廊布局工艺和淤泥区下陷探析，运用系统高效的监测方法，随时监控管廊沉降，实行有效措施避免此类问题出现，极力的减小因沉降问题造成的工业经济损害。

　　2 沉降监测手段

　　化工码头管廊数量复杂以及造成沉降的原因比较多样化，本文务必计量测绘精度需求、放置安装前提、性价比合理性等成分，拟用压差式变形测量和GNSS定位测量相互配合的手段，其中：压差式变形测量用于抛石防波堤和工业区平台连接部位的检测，拟工业码头的固定基点为平台;拟在抛石防波堤中部以GNSS定位测量大量检测，通过化工码头的相应区域设立差分基站作为固定基础基点。

　　2.1 压差式变形测量

　　通过提供水坝、高层房屋、地基、山洞、地质沉降等精准测绘相对高度变化的仪器，把压差式变形测量传感器连接至设备系统，放置在不易受力的地方，保证其位移动作为单一纵向，以此避免其他的测量差异。通过传感器对数据的直观分析，可以得出沉降参数，从而发挥其功能。也可以放置在便于实施别的测量方式的地方，从而用不同的方法进行测量，通过比对数据得出沉降结论。压差式测量系统需要传感器连接其储液罐，储液罐具有非常大的容量，可以成功减轻管线容量因温度变化所造成的反应。具体设计为图1内容。

　　2.2 GNSS 定位测量

　　GNSS通过多颗卫星的数据进行比对分析，从而计算出接收机与卫星的距离，由此可以测量出实时位置。数据中心或软件通过端口接收GNSS原始的数据，应用相应的结算程序，分析得到实时坐标的精确数据，再由系统计算，掌控沉降以及位移的变化，在必要时刻可以及时实施干预。GNSS定位测统结构拓扑图见图2。

　　3 系统总体架构

　　根据国际开放式标准技术，针对目前临海码头化工管廊沉降问题进行设计研究，设计具备一定开放性原理的系统，从而饱和现阶段化工码头运输功能的需求，也可以进行相关的延伸，复合其他功能需求。该系统应该具备现代化监测手段，通过信息技术和智能科技，在化工走廊发生沉降和位移时，能够有效的测量和预警，提供可靠的干预前提，并在化学工业生产运营中优化运输能力。

　　3.1 监测传感子系统

　　通过监测传感子系统运用信息技术手段将化工管廊受力作用下产生的变化以光亮或声波的形式传导信号，测量记录相应数据，提供受力程度的参考。

　　3.2 数据采集小系统

　　在具有声，光信号的环境中，可通过小系统把这些数据信号进行分析整合，通过传输大系统，辅助处理变成对应的数字信号。通过数据采集小系统可以推断出传感器是否发生故障情况，根据异常数识别出失效的部位提供更换和修复的参考，从而保证系统对数据的正确采集。

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文章名称： 基于抛石防波堤的化工管廊沉降自动化监测方法

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