L20-N在隧道爆破監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用

時(shí)間：2020-01-05作者：成都交博科技有限公司瀏覽：695

前言：
隨著客運(yùn)專線的“四通八達(dá)”，我國(guó)鐵路技術(shù)裝備也基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。到2020年，我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程將達(dá)到12萬(wàn)公里以上。其中，新建高速鐵路將達(dá)到1.6萬(wàn)公里以上；加上其他新建鐵路和既有線提速線路，我國(guó)鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)將達(dá)到5萬(wàn)公里以上，連接所有省會(huì)城市和50**口以上城市，覆蓋全國(guó)90%以上人口，“人便其行、貨暢其流”的目標(biāo)將成為現(xiàn)實(shí)。
很多新建鐵路在既有鐵路線旁修建，爆破與隧道技術(shù)的成熟穩(wěn)定使得在修建成本和工期上縮短，但新建鐵路隧道在修建過(guò)程中會(huì)對(duì)既有線隧道產(chǎn)生一定的影響與危害，為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)新建隧道爆破施工時(shí)對(duì)既有隧道的振動(dòng)影響危害，對(duì)既有隧道的檢測(cè)就顯的尤為必要了。但是傳統(tǒng)的爆破測(cè)振儀卻不適于在隧道內(nèi)長(zhǎng)期使用，首先既有線隧道屬于已運(yùn)營(yíng)鐵路線，除了特定的天窗點(diǎn)，是不允許人員的隨意進(jìn)出，而傳統(tǒng)的爆破測(cè)振儀需要檢測(cè)人員在爆破前進(jìn)行安裝調(diào)試，爆破完畢后人員再進(jìn)入隧道進(jìn)行取數(shù)，很顯然，這在時(shí)間上是不允許的；然后，既有線隧道內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)是不需要經(jīng)常移動(dòng)的，屬于一個(gè)短期的**檢測(cè)。所以網(wǎng)絡(luò)化的檢測(cè)設(shè)備就應(yīng)運(yùn)而生，以下為成都交博科技結(jié)合多年實(shí)地監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)針對(duì)既有線隧道的所做的實(shí)施方案。
1.檢測(cè)設(shè)備
1.2儀器工作流程
L20-N型爆破測(cè)振儀由記錄儀、傳感器、數(shù)據(jù)中心和客戶端四部分構(gòu)成。在使用前，用戶需在記錄儀卡槽內(nèi)插入任意一張可上網(wǎng)的電話卡，儀器開(kāi)機(jī)即可自動(dòng)登錄服務(wù)器，在爆破現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試前，用戶固定好傳感器后打開(kāi)儀器電源即可離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)遠(yuǎn)程客戶端完成參數(shù)設(shè)置和啟動(dòng)采集后，儀器即進(jìn)入工作狀態(tài)。當(dāng)爆破振動(dòng)信號(hào)傳來(lái)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄和存儲(chǔ)，并將采集到整個(gè)動(dòng)態(tài)波形實(shí)時(shí)上傳至數(shù)據(jù)中心，測(cè)試人員在有網(wǎng)絡(luò)的地方，便可通過(guò)客戶端控制儀器和管理文件，完成振動(dòng)檢測(cè)工作；
圖1-2：L20-N爆破測(cè)振儀工作原理圖
1.3技術(shù)參數(shù)
監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：《爆破安全章程》（GB6722-2014）；
許可證：國(guó)家制造計(jì)量許可證書（CMC）川制00000488-1；
通道數(shù)：三通道并行采集；
A/D精度：24 Bit；
采樣率：1K-100KSps，多檔可調(diào)；
頻率范圍：1-500 Hz；
幅值量程：0.001cm/s-35.5cm/s；
測(cè)試精度：測(cè)試精度±5%，讀數(shù)精度0.01%；
記錄模式：波形模式、電平模式、時(shí)間模式；
記錄長(zhǎng)度：1秒-99秒,連續(xù)可調(diào)；
觸發(fā)電平：0.01cm/s-35.5cm/s,連續(xù)可調(diào)；
通訊網(wǎng)絡(luò)：LAN/WAN/ADSL有線網(wǎng)絡(luò)、WI-FI局域網(wǎng)、電信/聯(lián)通/移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)
報(bào)警預(yù)警：幅值**標(biāo)或設(shè)備運(yùn)行異常時(shí)主動(dòng)推送短信/電郵
供電：7.4Ah鋰電池，續(xù)航時(shí)間**72小時(shí)；
存儲(chǔ)容量：16GB固態(tài)硬盤，**10240次爆破事件存儲(chǔ)；
工作環(huán)境:-30-75 ℃，90 ％ RH；
尺寸：175*108*72mm；
重量：1.7kg(含手提箱重3.1Kg
2.準(zhǔn)備工作
2.1SIM卡的選擇與安裝
(1)SIM卡的選擇
在選擇SIM卡時(shí)，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)測(cè)點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況選擇運(yùn)營(yíng)商，具體操作辦法是通過(guò)測(cè)點(diǎn)處手機(jī)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行擇優(yōu)選擇，在辦理SIM卡時(shí)，應(yīng)選用普通的SIM卡（較大尺寸卡），資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為2GB每月的包月流量套餐，在安裝SIM卡前，儀器編號(hào)與通訊卡號(hào)一一對(duì)應(yīng)并做好記錄，以便后面使用時(shí)方便充值。
(2)SIM卡安裝
圖2-1：SIM卡安裝步驟圖
使用儀器自帶的4G天線**住按鈕彈出卡槽，取出SIM卡槽，將SIM卡放入卡槽，將卡槽裝入儀器，裝入SIM卡后，啟動(dòng)儀器，稍等片刻后顯示登陸成功，表示安裝無(wú)誤。
2.2設(shè)備調(diào)試與編號(hào)
(1)測(cè)點(diǎn)與設(shè)備進(jìn)行編號(hào)
按照測(cè)點(diǎn)號(hào)對(duì)儀器進(jìn)行一對(duì)一編號(hào)，確定每一臺(tái)儀器所對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)號(hào)
(2)檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)
連接儀器與傳感器、充電器與儀器，開(kāi)啟儀器開(kāi)關(guān)，查看儀器充電狀態(tài)是否正常，按儀器“記錄”按鍵后儀器能夠進(jìn)入采集狀態(tài)，使用儀器自帶“零點(diǎn)校準(zhǔn)”功能對(duì)儀器進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)勿晃動(dòng)傳感器。
(3)檢查儀器標(biāo)定
查看儀器第三方標(biāo)定證書的有效期，是否需要提前進(jìn)行標(biāo)定。
2.3 安裝所需器材的準(zhǔn)備
隧道安裝前準(zhǔn)備好所需器材，并核實(shí)檢查所有器材的情況，將測(cè)點(diǎn)所需耗材（除PVC線管）裝成一整套放入配電箱內(nèi)。
單測(cè)點(diǎn)耗材一覽表
安裝所需工具一覽表
3設(shè)備安裝
準(zhǔn)備好所有安裝器具，根據(jù)工務(wù)段的天窗點(diǎn)時(shí)間段進(jìn)入隧道進(jìn)行安裝工作，并在天窗點(diǎn)快要結(jié)束時(shí)提前收拾所剩安裝器具出場(chǎng)，隧道內(nèi)施工應(yīng)做到不留下剩余的物件或是別的垃圾。
3.1 傳感器安裝
測(cè)點(diǎn)做好標(biāo)記，進(jìn)行傳感器安裝。傳感器要求裝于側(cè)壁1.5m以上的高度，除了監(jiān)測(cè)垂直方向的振動(dòng)情況外，都需要做到：
傳感器箭頭方向指向爆源；
帶有水平泡的一面向上放置。
圖3-1：傳感器安裝步驟圖
（1）根據(jù)夾具比對(duì)鉆孔位置，做好標(biāo)記并鉆孔
（2）鉆孔完成后，將墻壁灰擦拭干凈
（3）將A、B膠涂抹于傳感器貼側(cè)壁的一面
（4）膨脹螺絲和夾具固定傳感器，擰緊螺絲
3.2 防護(hù)箱安裝
圖3-2：防護(hù)箱安裝圖
（1）比對(duì)傳感器位置，做好鉆孔位置并標(biāo)記。
（2）在標(biāo)記位鉆孔，使用膨脹螺絲固定好配電箱。
3.3線纜布置及連接
按照工務(wù)段要求，外部供電電源線纜是需要放入隧道下水溝內(nèi)的，放入下水溝內(nèi)的線纜可使用PVC線管一段一段的引入。
圖3-3：線纜布置及連接圖
（1）插線板放入配電箱，將接入配電箱的插線板電源線纜放入PVC線管
（2）側(cè)壁打孔，填入木塞，用卡套固定PVC線管
（3）連接插線板電源線與外部電源線
（4）放入儀器，插上儀器充電器，連接傳感器與儀器、儀器與充電器，最后連接儀器4G天線并將天線拉出立于配電箱**部，天線底座自帶磁鐵，可直接放置。
3.4 安裝檢查
所有儀器安裝完畢后，開(kāi)啟儀器電源、啟動(dòng)外接電線電源，點(diǎn)擊儀器“記錄”鍵能進(jìn)入采集狀態(tài)，要求所有儀器均能進(jìn)入充電與采集狀態(tài)且能成功登入服務(wù)器，最后鎖上配電箱。
4、客戶端安裝及配置
為正常運(yùn)行本軟件，需要計(jì)算機(jī)軟、硬件環(huán)境的較低配置要求如下：
CPU類型：Core2及以上同類型CPU 
內(nèi)存容量：2G及以上
硬盤容量：100 MB以上剩余空間
Windows7及以上操作系統(tǒng)
辦公軟件：word2003及以上版本；
推薦使用 2GHz以上剩余存儲(chǔ)空間
（1）打開(kāi)光盤中的安裝軟件，雙擊 打開(kāi)安裝程序，反復(fù)點(diǎn)擊“下一步”直至安裝完成。
（2）打開(kāi)軟件，配置服務(wù)器，在“設(shè)置”下選擇文件存儲(chǔ)路徑與服務(wù)器地址、端口。
文件存儲(chǔ)：選定自己電腦上一個(gè)存儲(chǔ)位置，在所選位置會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)Data的文件夾，服務(wù)器打開(kāi)過(guò)的文件會(huì)自動(dòng)根據(jù)儀器名稱新建文件夾存儲(chǔ)于該文件下。    
服務(wù)器配置：
Ip：114.118.4.151
域名：
端口：12999
5、振動(dòng)監(jiān)測(cè)
5.1儀器控制
操作步驟：
1.打開(kāi)客戶端軟件，輸入賬號(hào)和密碼登錄控制界面
2.選擇需要控制的儀器
3.單擊設(shè)置按鈕，設(shè)定參數(shù)設(shè)置
4.啟動(dòng)儀器，儀器進(jìn)入工作狀態(tài)
圖5-1儀器控制步驟圖
采集參數(shù)設(shè)置原則
(1)觸發(fā)電平：為了避免環(huán)境干擾引入的噪聲信號(hào)而引起儀器誤觸發(fā)，需要設(shè)置一個(gè)門限值，也就是觸發(fā)電平。測(cè)試前，預(yù)估本次測(cè)試信號(hào)幅度的大小，將觸發(fā)電平設(shè)為被測(cè)信號(hào)幅度峰值的20%，推薦觸發(fā)電平設(shè)定為0.1cm/s；
(2)采樣頻率：需要對(duì)被測(cè)信號(hào)頻率作預(yù)估，據(jù)此設(shè)置采樣率。采樣率不**被測(cè)信號(hào)頻率10倍，推薦采樣頻率設(shè)定為10k Hz；
(3)存儲(chǔ)長(zhǎng)度：采樣時(shí)間是指儀器從觸發(fā)開(kāi)設(shè)記錄到記錄完畢的時(shí)間，根據(jù)施工類型和種類選擇，推薦記錄時(shí)長(zhǎng)設(shè)定為4s；
(4)負(fù)延時(shí)：為了保證不丟失觸發(fā)前的信號(hào)頭，需要在信號(hào)緩存區(qū)預(yù)留一定的空間來(lái)保存信號(hào)頭，即從觸發(fā)點(diǎn)向前保留數(shù)據(jù)。推薦負(fù)延時(shí)設(shè)定為0.5s；
(5)報(bào)警幅值：當(dāng)實(shí)測(cè)振動(dòng)幅值接近和**過(guò)控制幅值時(shí)，儀器通過(guò)短信或電郵主動(dòng)上報(bào)，便于檢測(cè)單位啟動(dòng)**標(biāo)應(yīng)急措施，報(bào)警幅值設(shè)為控制幅值的80%左右為宜，如控制值為2cm/s，設(shè)置報(bào)警值為1.6cm/s。
5.2文件管理
(1)爆破實(shí)施單位應(yīng)在爆破作業(yè)結(jié)束后提交爆破參數(shù)、時(shí)間和位置，根據(jù)作業(yè)單位提交的爆破實(shí)施時(shí)間尋找與之對(duì)應(yīng)的振動(dòng)數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)波形狀態(tài)識(shí)別振動(dòng)數(shù)據(jù)真?zhèn)危?
(2)核實(shí)振動(dòng)數(shù)據(jù)后，保存該數(shù)據(jù)至用戶*的文件夾，并單擊報(bào)告按鈕，填寫報(bào)告名稱、監(jiān)測(cè)單位、爆破參數(shù)等信息，較終生成報(bào)告并打印輸出；
(3)將打印輸出的數(shù)據(jù)報(bào)告附在日?qǐng)?bào)告或階段性報(bào)告封面內(nèi)，簽字蓋章，提交給業(yè)主及相關(guān)人員；
具體操作步驟如下：
1.登陸客戶端，選定需要文件管理的儀器；
2.通過(guò)時(shí)間段查詢文件，找到目標(biāo)文件后雙擊打開(kāi)文件；
3.單擊報(bào)告按鈕，填寫報(bào)告抬頭等相關(guān)內(nèi)容；
4.生成報(bào)告，打印和存儲(chǔ)報(bào)告；
圖5-2文件管理操作步驟圖
6、系統(tǒng)維護(hù)
為了每一次都能夠記錄并準(zhǔn)確的記錄爆破振動(dòng)數(shù)據(jù)，在具體實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)制訂系統(tǒng)維護(hù)計(jì)劃，按時(shí)對(duì)儀器和供電設(shè)施進(jìn)行檢查和維護(hù)，如發(fā)現(xiàn)異常情況，需在下一次爆破前完成故障排除工作，具體維護(hù)內(nèi)容如下
(1)測(cè)點(diǎn)維護(hù)：原則上爆破作業(yè)掌子面與既有線交叉處布設(shè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)需隨著作業(yè)掌子面移動(dòng)，但是本項(xiàng)目不具備每爆次進(jìn)入隧道移動(dòng)測(cè)點(diǎn)的條件，在實(shí)際操作中可考慮爆破掘進(jìn)一段距離后移動(dòng)測(cè)點(diǎn)，掘進(jìn)的距離等于測(cè)點(diǎn)數(shù)*測(cè)點(diǎn)間距離；如：3個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)間距離為25米，建議每掘進(jìn)75米后移動(dòng)測(cè)點(diǎn)；
圖6-1：測(cè)點(diǎn)移動(dòng)示意圖
(2)日常維護(hù)：因?yàn)橛涗浀恼駝?dòng)文件是采用爆破發(fā)生的時(shí)刻命名，因此要求儀器精確到秒，在隧道內(nèi)運(yùn)行兩三個(gè)月后，時(shí)鐘會(huì)發(fā)生一定范圍內(nèi)的誤差，建議使用客戶端軟件對(duì)儀器進(jìn)行時(shí)間同步；另外儀器存儲(chǔ)的文件數(shù)量過(guò)多時(shí)，會(huì)造成儀器運(yùn)行緩慢，建議按時(shí)對(duì)儀器進(jìn)行存儲(chǔ)器清空操作，該操作只會(huì)清空儀器內(nèi)數(shù)據(jù)，不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失，所有測(cè)試數(shù)據(jù)都在服務(wù)器中有備份；
(3)故障維護(hù)：儀器處于在線狀態(tài)時(shí)，一般不需要對(duì)儀器進(jìn)行特殊維護(hù)，當(dāng)?shù)艟€發(fā)生時(shí)首先確定儀器內(nèi)SIM卡是否為欠費(fèi)狀態(tài)，在充值等待20分鐘后儀器依然不上線，需跟工務(wù)段溝通要取天窗點(diǎn)進(jìn)入隧道現(xiàn)場(chǎng)查看儀器。
7.特殊情況
7.1測(cè)點(diǎn)處無(wú)供電
測(cè)點(diǎn)處無(wú)交流電供電條件電源接口處距測(cè)點(diǎn)距離太遠(yuǎn)，布置電源線不方便或不允許時(shí)，考慮使用直流電池為儀器供電，通過(guò)更換電池和設(shè)定工作時(shí)段，達(dá)到延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)間目的，可以降低進(jìn)入隧道的頻率；
1.電池的選擇
結(jié)合本項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)移動(dòng)頻率及測(cè)點(diǎn)位置等因素，推薦使用12V/50Ah的鉛酸電池或鋰電池組，不僅可以維持儀器正常工作1-2個(gè)月，而且還具有體積小、重量輕、攜帶方便、易更換和維護(hù)的特點(diǎn)；使用直流電瓶供電時(shí)，電池?cái)?shù)量應(yīng)是測(cè)點(diǎn)數(shù)量的1.5倍，當(dāng)某個(gè)測(cè)點(diǎn)電池電量耗盡時(shí)，可通過(guò)替換的方式取出電池，在隧道外對(duì)電池進(jìn)行充電，確保儀器能夠記錄每次爆破振動(dòng)數(shù)據(jù)；
圖7-1：電池連接示意圖
2.設(shè)定工作時(shí)段
爆破施工主要由鉆孔、裝藥、爆破、除渣等環(huán)節(jié)構(gòu)成，其爆破作業(yè)時(shí)間具備一定的規(guī)律，尤其在鉆爆開(kāi)挖隧道時(shí)，該規(guī)律較為明顯，掌握爆破施工周期及爆破具體作業(yè)時(shí)間，在爆破前開(kāi)啟設(shè)備，完成振動(dòng)記錄后關(guān)閉設(shè)備，提高無(wú)供電情況下設(shè)備續(xù)航能力，
圖7-2：工作時(shí)段設(shè)定步驟
實(shí)際使用時(shí)選用定時(shí)循環(huán)模式，設(shè)定2段開(kāi)啟時(shí)間，如10:00-11:00,22:00-23:00，那么儀器在開(kāi)啟時(shí)間段內(nèi)開(kāi)機(jī)工作，其他時(shí)候完全關(guān)閉，做到零功耗；
7.2測(cè)點(diǎn)處無(wú)通訊網(wǎng)絡(luò)覆蓋
測(cè)點(diǎn)處無(wú)手機(jī)信號(hào)覆蓋，且該區(qū)域布設(shè)公共網(wǎng)絡(luò)困難時(shí)，就需要通過(guò)有線或無(wú)線的通訊中繼，將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)引至測(cè)點(diǎn)處的儀器，實(shí)現(xiàn)儀器上網(wǎng)，短距離或無(wú)阻礙物的工況可考慮無(wú)線中繼的方式實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)，長(zhǎng)距離或地形復(fù)雜的工況可考慮光纖的方式實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)，由于本項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)處于經(jīng)營(yíng)性隧道內(nèi)，列車經(jīng)過(guò)會(huì)對(duì)布設(shè)在隧道內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)造成干擾，因此推薦本項(xiàng)目采用光纖得方式擴(kuò)展通信，具體操作是在洞口或就近有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的布置4G模塊，將手機(jī)上網(wǎng)卡置于模塊內(nèi)，再通過(guò)光纖連接儀器，讓儀器能夠獲得網(wǎng)絡(luò)。
圖7-2：光纖擴(kuò)展通信示意圖


成都交博科技有限公司專注于爆破測(cè)振儀,爆破振動(dòng)檢測(cè),爆破沖擊監(jiān)測(cè)儀等

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  詞條說(shuō)明

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  前言： 隨著客運(yùn)專線的“四通八達(dá)”，我國(guó)鐵路技術(shù)裝備也基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。到2020年，我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程將達(dá)到12萬(wàn)公里以上。其中，新建高速鐵路將達(dá)到1.6萬(wàn)公里以上；加上其他新建鐵路和既有線提速線路，我國(guó)鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)將達(dá)到5萬(wàn)公里以上，連接所有省會(huì)城市和50**口以上城市，覆蓋全國(guó)90%以上人口，“人便其行、貨暢其流”的目標(biāo)將成為現(xiàn)實(shí)。 很多新建鐵路在既有鐵路線旁修建，爆破與隧道技術(shù)的成熟穩(wěn)定使得