頂昇灌漿最佳的配合設備

高精度高程自動監測系統介紹

1. 開發緣起

頂昇灌漿 : 運營中的軌道交通、機場跑道、快速道路、工業廠房等，若因為地層掏空或壓密沉陷導致結構版變形，可能造成公共危險、交通癱瘓或生產中斷等嚴重問題。遭逢上述情況時，常需要進行地層加固及結構版頂昇工作。因為民眾交通及工業生產無法中斷，這類地盤改良工作常採用夜間施工方式進行，並須於施工過程精密控制頂昇高程，避免造成原有結構二次傷害。

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2. 解決方案

現有高程監控方式多採用雷射水準儀、全站儀等光學設備進行量測，因為這類設備需要專人操作，對於通視條件及光線要求較高，常造成人力需求高、無法全面佈點觀測及反應時間較慢等困擾。針對這類需求，儀器製造商也有開發出利用聯通管原理進行多點式連續觀測的設備，但因為價格高、現場佈置訊號線可能影響灌漿作業等因素無法大量普及。為解決上述困擾，本公司特別擬定，方便移動、無須配置訊號線、現場可即插即用的目標，進行高精度高程自動監測系開發。

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3. 系統設計

傳統聯通管式高程監測設備多採用高精度荷重計、位移計、光纖及差壓計等感測器，進行監測點模組內液面變化量測，設備經常搬運遷移容易受損，較適合固定位置監測運用。為配合可靈活移動的地盤改良灌監測需求，新開發設備除了保留聯通管架構外，特別運用固定式高精度超音波感測器搭配節點間無線傳輸設計，達到方便設備移動、不需要於現場連接多條電源線及訊號線等優點。

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4. 開發過程

為匹配光學設備可以達到的量測精度，本系統特委託外籍專業顧問引進高精度超音波感測器，搭配近端單晶片處理器及內建韌體程式，將感測器讀取訊號經譯碼、除雜訊及數值運算後，由近端無線傳輸設備發送到接收端進行分析，並呈現於人機介面及同步紀錄各節點物理量。

因為採用獨立近端作業系統，為提升其自帶電源使用時間，特採用低功率無線傳輸設計。經實際測試，可在接收端半徑50m以內依照需求於場址內任意佈置，達到即插即用、全面監測的目標。設備開發完成後，經實驗室、測試場及實際工程測試並與光學儀器比對反應行為一致。

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5. 成果應用

道版、機場跑道、高速道路、精密廠房等為避免影響日間交通及常態生產，多採夜間施工搭配速凝型漿材，例如可於30秒內固化，抗壓強度達40MPa以上的非溶劑型剛性樹脂，進行結構版下方頂昇及填充壓實灌漿。

因為這類材料固化時間迅速，萬一灌注時高程無法即時監控，可能造成極大的損失與社會問題。透過高精度高程自動監測系統可以達到即時監控目標，避免混凝土面版過度頂昇及異位變形，導致角變量過大造成破壞及軌道變形現象，保障灌漿頂昇工作達到設計規畫要求。

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