深基坑钢支撑轴力伺服系统监测（1）

1轴力伺服系统支撑系统

支撑轴力伺服支撑系统为一套一体化自动控制技术、监测数据处理技术的基坑水平控制系统。在基坑土方施工中支撑体系全过程轴力进行实时监测，利用本身搭载高精度传感器的测设数据，实现支撑体系轴力全过程自动补偿，实现基坑变形控制的支撑系统。通过自带一系列系统，替代了传统钢支撑轴力采集数据的烦琐程序及难以控制的问题。该系统能有效监测和控制支撑轴力，满足传统施工方法不能达到的严格变形要求，并能有效解决工程中控制难的变形要求，保证工程施工工艺的连续性和安全性。

伺服支撑系统由主控制器带有显示器，CNC泵站（控制柜）和支承头总成3部分组成（图1）。主机和显示器置于现场监控室内，数控泵站（控制柜）通常置于支撑头一侧基坑未被遮挡处，支撑头以和钢支撑相连的方式安装于设计图纸所需要的地方。主机和数控泵站间通过无线通信传输数据，数控泵站之间通过油管和电缆相连，千斤顶安装在支撑头内，由主机或数控泵录入设计数据控制钢支撑施加一定的 压力。

图1?伺服系统无线传输泵站

1.1?伺服系统主要工作情况

（1）千斤顶工作中由高压比例减压阀进行控 制，泵站内设有压力传感器，对压力进行实时监测，由支撑头、泵站、控制室组成，确保千斤顶的连续可调性及控制精度。

（2）钢支撑轴力保持在设定压力A下（此压力可调），当压力下降至设定压力B时能自动启动油泵补压至A值，当轴力超过设定最大值C时，控制台可自动发出警报，工作人员可以确认是否执行了增压或减压相关操作。

（3）伺服系统主要由数控泵站实施自动控制。操作面板上装有彩色触摸屏及千斤顶压力表，可直观地了解每根钢支撑参数，更加准确地定位预警支撑位置。

（4）控制室具有输入/输出/显示/操作/修改等操作。

（5）当动力电源断电时，整个系统采用备用的不间断电源，液压动力由自动调节到人工控制，保证整个系统的安全。

（6）在对千斤顶进行加压时，随时锁紧机械自锁装置，避免在施加压力过程中突然失力。

1.2?支撑轴力伺服系统优点

传统钢支撑主要靠千斤顶施加压力完成后进行钢楔锁住，当钢楔未锁住时，只能重复施加压力。深基坑钢支撑比较密集，高度通常都比较高，采用这种方法施加压力更危险。该伺服系统是两个分体式机械锁具，其支撑头部为双机械自锁器。在千斤顶的两侧装有螺纹机械锁，以保证施工过程中不会造成失压。

其优点为支撑头和千斤顶是两种独立的体系，千斤顶放在支撑内部，当千斤顶失压需要拆除时，不会造成钢支撑压力的损失，降低了系统故障的可能性。

由于伺服由双机械锁组成，且支撑头有一块端 板，使受力面更大，降低因接触面小而导致的压力减小。双机械式锁具有更高的安全性和高性能。

2项目概况

南京轨道交通10号线卡子门站位于晨光路与明匙路交叉路口东侧，沿明匙路东西向，为地下3层岛式车站，站台宽度3?m，标准段宽度22.3?m，结构形式为地下3层双柱三跨箱形结构，总长212?m，底板埋深23~26?m。本站地貌相差较大，东西基坑开挖深度相差较大，东侧端头井地面标高为15.300?m，西侧端头井地面标高为11.900?m，车站附属包括3个出入口。车站与既有3号线卡子门站节点换乘。车站西端为盾构接收井，东端为盾构二次始发井。

车站周围的建筑物：换乘既有线3号线（以运营）、西侧为世纪塔（地标），北侧为杜克商务办公楼（5层），南侧为五一洪沟、污水管线、宜家家居、3号线3号风亭，由于施工场地比较狭小，对周边建筑变形控制比较高，为此基坑变形控制要比其他基坑严格。在基坑开挖前1个月应对基坑深度2倍范围内的周边环境进行调查，并对基坑各项监测项目初始值进行采集，本站周边主要建筑物情况见表1。

表1?周边主要建筑物