地下综合管廊监测技术方案Word格式文档下载.docx

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4.2.2监测技术手段 11

4.3火灾监测 12

4.3.1监测内容 12

4.3.2监测技术手段 12

4.4视频监测 14

4.4.1监测内容 14

4.4.2监测技术手段 14

4.5入侵防盗监测 15

4.5.1监测内容 15

4.5.2监测技术手段 15

4.6电力监测 20

4.6.1监测内容 20

4.6.2监测技术手段 20

4.7通信监测 21

4.7.1监测内容 21

4.7.2监测技术手段 21

4.8管道监测 21

4.8.1监测内容 21

4.8.2监测技术手段 22

4.9照明系统 23

4.9.1自然光照明系统 23

4.9.2激光远距离照明系统 23

4.10通讯系统 24

4.10.1电子巡查 24

4.10.2语音监听 24

4.10.3应急通讯 24

五、系统综合管理平台 25

六、系统辅助设备 27

七、施工管理措施 28

7.1质量控制 28

7.2安全控制 29

7.3环保控制 30

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一、综合管廊简介

1.1用途

综合管廊主要用于：

电力线缆、通讯线缆、有线电视线缆、给水管线、中水管线、供冷管线、供热管线、燃气管线、排水管渠、路灯线缆、垃圾真空系统、输油管线等市政民生工程项目。

1.2分类

综合管廊宜分为干线综合管廊、支线综合管廊及缆线管廊。

干线综合管廊：

用于容纳城市主干工程管线采用独立分舱方式建设的综合管廊；

支线综合管廊：

用于容纳城市配给工程管线采用单舱或双舱方式建设的综合管廊；

缆线管廊：

采用浅埋沟道方式建设，设有可开启盖板但其内部空间不能满足人员正常通行要求，用于容纳电力电缆和通信线缆的管廊。

图3.1综合管廊分类示意图

1.3经济成本

综合管廊盾构成本最高，一般为1亿元/公里；

普通施工0.5亿元/公里。

综合管廊内基本都是市政民生工程，不利于提高收费，否则会影响老百姓基础生活成本，影响物价稳定；

同时综合管廊建成后只是方便市政管线和线缆的综合管理，消除公路拉链现象，不会有其它盈利途径。

综合管廊建设的一次性投资常常高于管线独立铺设的成本。

据统计，日本、台北、上海的综合管廊平均造价（按人民币计算）分别是50万元/米、13万元/米和10万元/米，较之普通的管线方式的确要高出很多。

但综合节省出的道路地下空间、每次的开挖成本、对道路通行效率的影响以及环境的破坏，综合管廊的成本效益比显然不能只看投入多少。

台湾曾以信义线6.5公里的综合管廊为例进行过测算，建综合管廊比不建只需多投资五亿元新台币，但75年后产生的效益却有2337亿元新台币。

1.4国内外发展状况

在国外，地下综合管廊是综合利用地下空间的一种手段，一些发达国家已实现了将市政设施的地下供、排水管网发展到地下大型供水系统、地下大型能源供应系统、地下大型排水及污水处理系统，与地下轨道交通和地下街相结合，构成完整的地下空间综合利用系统。

欧美是地下综合管廊的发源地。

世界上第一条管廊在巴黎建成，随之该理念推广到欧美各国。

日本是当今管廊技术最成熟的国家，这个和日本地域有很大关系，规划建设一致沿用1964年制定的相关措施条例，各在野党执政期间一致延续该条例不断完善。

由于日本是多地震国家，一旦遇到地震破坏，恢复期大部分经历及费用都要放在开挖及回填过程中，如果将综合管线放置在管廊内，管道与管廊侧壁变为柔性连接，管道抗震补偿措施可以更大范围的使用，基本不受地震时土体的位移影响，如果维修的话也是区域更换及系统性能检查，对管廊上交通无影响。

中国仅有北京、上海、深圳、苏州、沈阳等少数几个城市建有综合管廊，据不完全统计，全国建设里程约800公里，综合管廊未能大面积推广的原因不是资金问题，也不是技术问题，而是意识、法律以及利益纠葛造成的。

住建部会同财政部开展中央财政支持地下综合管廊试点工作，确定包头等10个城市为试点城市，计划到2018年建设地下综合管廊389公里（2015年开工190公里），总投资351亿元。

根据测算，未来地下综合管廊需建8000公里，若按每公里1.2亿元测算，投资规模将达1万亿。

试点的10个城市总投资351亿元，其中中央财政投入102亿元，地方政府投入56亿元，拉动社会投资约193亿元。

“我们的思路是以试点示范带动全国建设地下综合管廊的积极性。

全国共有69个城市在建地下综合管廊约1000公里，总投资约880亿元。

”

二、本方案依据标准

GB50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》

CECS333-2012《结构健康监测系统设计标准》

GA_T1217-2015《光纤振动入侵探测器技术要求》

GB50394-2007《入侵报警系统工程设计规范》

GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》

三、系统总体架构

3.1层次架构

地下综合管廊监测主要分为应用层、传输层和展示层。

其中应用层包括管廊监控单元、管道监测单元、线缆监测单元、通讯单元和照明单元，每个单元由前端传感器或探头、以及监控单元组成单个智能前端设备，前端传感器负责采集现场基础设备的状态信息，探头用于管廊内的照明、通讯、警报等，监控单元对采集的设备状态信息进行预处理、上传服务器和对联动设备下达命令；

传输层主要包括服务器、传输网络，服务器用于前端设备状态信息的多信息融合处理、数据存储和输出、报警信息发布、前端探头联动命令下达、现场设备状态上传至监控子站和监控中心，传输网络可以是现场无源的光网络、也可以是工业级无线网络；

展示层主要包括监控子站区域设备状态信息展示、监控中心全局设备状态信息展示、声光报警、短信报警和打印输出等。

图3.1综合管廊运行监控系统总体架构图

3.2逻辑架构

综合管廊运行监控系统从逻辑上讲包括五大部分：

综合管廊运行监控管理平台、地理信息系统、信息管理系统、安全监控系统、通讯照明系统（如图3.2所示）。

其中综合管廊运行监控管理平台是用于面向用户的最终界面，将人性化展示综合管廊状态信息，根据客户需求可以是平面展示，也可以是三维立体360°

全景展示（线缆、管道、仪表、管廊），实现更直观简洁的综合管廊运行状态的虚拟巡检。

并设有监控子站和监控中心两个级别展示，监控子站主要是展示该管控区域内的综合管廊状况，监控中心用于全局综合管廊状态展示。

地理信息系统是一种专门用于采集、存储、管理、分析和表达空间数据的信息系统，它既是表达、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的“工具”，也可看作是人们用于解决空间问题的“资源”，同时还是一门关于空间信息处理分析的“科学技术”。

它将直观展示出综合管廊空间三维的信息，还可以立体展示管廊内部设施的布设，结合监测单元的传感器和探头，显示管廊内部设备的状态信息。

信息管理系统涉及经济学、管理学、运筹学、统计学、计算机科学等很多学科，它除了具备信息系统的基本功能外，还具备预测、计划、控制和辅助决策特有功能。

（1）数据处理功能。

包括数据收集和输入、数据传输、数据存储、数据加工和输出，用于安全监控系统和通讯照明系统上传的数据管理、上传显示和打印报警；

（2）预测功能。

运用现代数学方法、统计方法和模拟方法，根据过去的数据预测未来的情况，用于将管廊内部的状态信息（多传感器信息）融合，预测管道寿命、管道腐蚀速率、电缆载流量、结构健康寿命等；

（3）计划功能。

根据企业提供的约束条件，合理地安排各职能部门的计划，按照不同的管理层，提供不同的管理，提供相应的计划报告；

（4）控制功能。

根据各监测单元提供的数据，对综合管廊基础安防设备进行联动控制，查明并消除危险源，例如灭火装置联动、视频联动等；

（5）辅助决策功能。

采用各种数学模型和所存储的大量传感数据，及时推导出有关问题的最优解或满意解，辅助各级管理人员进行决策，以期合理利用人财物和信息资源，取得较大的经济效益。

安全监控系统主要功能是监测并保护综合管廊内部设备财产安全，包括管廊本身的监控、各种油气管道和水管的监控、各种线缆的监控。

通讯照明系统主要是用于有人员（巡检人员、偷盗人员）在综合管廊内部时，方便巡检人员正常工作的门禁、照明、通讯、在岗巡查等，同时对于偷盗人员进行监听、警示。

图3.2综合管廊运行监控系统模块图

综合管廊运行监控系统根据现场情况，有可能采取多种不同技术手段的融合，为确保各技术信息相容性，必须考虑该系统的通信组网能力。

如图3.3所示，我们采用开放式接口将各底层监控单元数据汇合，然后经过协议判定器进行通信协议判断，之后用协议转换器进行通信协议的统一化，然后按照行业标准通讯模型将数据上传。

该功能还可方便客户自行增加监测设备，不至于产生不兼容问题。

图3.3综合管廊运行监控系统通讯逻辑示意图

四、监测内容及实施

4.1基础设施结构健康监测

4.1.1监测内容

基础设施结构健康监测主要包括综合管廊本身的位移沉降、裂缝、倾斜、渗漏、振动、表面应力应变、土体压力压强等监测，还有管道水泥墩、线缆支架的应力应变、压力压强、振动、倾斜等监测。

4.1.2监测技术手段

名称

技术原理

关键技术指标

厂家

位移沉降计

光纤光栅

量程：

100mm、200mm、400mm

分辨率：

0.1mm

精度：

±

1mm

温度范围：

-80℃～+150℃

北京希卓、北京达卡、上海波汇

表面应变计

2000με

≤1με

1％F.S.

工作温度范围：

-80～＋150℃

埋入式应变计

标准量程：

0.3％F.S.

灵敏度：

0.1％F.S.

渗压计

标准量程（MPa）：

0.35，0.7，1，2，5，7，10，15，30，60

0.03%F•S

0.05％F.S.

-30～＋80℃

加速度传感器

（1，5，10）g可选

频响范围：

0.5-100hz

＜0.1％F.S

测量精度：

＜0.3％F.S.

上海铂珏、深圳太辰、北京达卡

土压力计

量程（kPa）：

50～34500

准确度：

15%F.S

工作温度：

-40～120℃

裂缝计

15、30、60、100mm

＜0.1％F.S.

＜0.5％F.S.

-50～80℃

上海拜安、北京达卡、上海波汇

索力计

承载力（KN）：

223～4450

静力水准仪

50mm、100mm、200mm、400mm

0.01mm

压力传感器

标准量程（MPa）0.5，1，1.6，2.5，10，25，50，60

0.5%F·

S

0.2%％F.S.

钢筋计

拉伸：

0～400M