當前，我國城市軌道交通迅速發(fā)展，地鐵運營線路長度呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢，臨近的施工活動可能會對地鐵隧道的安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，如地鐵隧道結(jié)構(gòu)的變形、沉降等，因此，對地鐵隧道實施保護監(jiān)測顯得尤為重要。

創(chuàng)新與發(fā)展｜自動化監(jiān)測

傳統(tǒng)的地鐵隧道變形監(jiān)測方法主要依賴于人工測量，存在著人力成本高、監(jiān)測頻率低、數(shù)據(jù)獲取困難等問題，無法滿足地鐵隧道保護的實時監(jiān)測需求，而自動化監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r、連續(xù)地監(jiān)測地鐵隧道的變形情況，并提供準確可靠的數(shù)據(jù)。通過自動變形監(jiān)測系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)異常變形情況，進而采取相應(yīng)的措施進行修復(fù)和加固，從而提升地鐵隧道的安全性和可靠性。

01.測量機器人

測量機器人是一種具有高度智能化的現(xiàn)代測量儀器，通過對目標進行自動識別、照準與讀數(shù)，使測量過程便利化，增強其穩(wěn)定性。在短時間內(nèi)實現(xiàn)對多個測量目標點持續(xù)且重復(fù)地觀測，極大提升了測量效率。

徠卡TS50技術(shù)參數(shù) 

自動化監(jiān)測工作基站

02.監(jiān)測點布設(shè)

根據(jù)《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50911-2013）要求，地鐵區(qū)間隧道保護監(jiān)測項目主要內(nèi)容有：

①道床沉降監(jiān)測：地鐵道床沉降監(jiān)測是一項長期、周期性、高精度的工作，通過分析道床沉降情況，判斷地鐵結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施，對保證運營安全具有重要意義。

②拱頂沉降監(jiān)測：隧道的水平位移對于隧道結(jié)構(gòu)和列車運行安全至關(guān)重要。通過對水平位移的監(jiān)測，能及時發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)的變形，從而及時采取修復(fù)措施，確保列車安全運行。

③相對收斂監(jiān)測：隧道管片是構(gòu)成隧道的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到隧道的安全運行。通過監(jiān)測隧道管片的變形情況，能及時發(fā)現(xiàn)管片結(jié)構(gòu)的變化，預(yù)警可能出現(xiàn)的問題，及時采取修復(fù)和加固措施，確保隧道的安全性。

監(jiān)測點位布置示意圖如下圖所示：

地鐵隧道內(nèi)的監(jiān)測點采用L型直角連接件配小規(guī)格反射棱鏡，用膨脹螺絲及植筋膠錨固在監(jiān)測位置的側(cè)壁或道床上，棱鏡反射面指向工作基站。

區(qū)間隧道監(jiān)測點現(xiàn)場圖

03.自動化監(jiān)測系統(tǒng)

自動化監(jiān)測系統(tǒng)集測量機器人、無線控制器等于一體，其主要通過對隧道內(nèi)儀器設(shè)備進行遠程控制來采集測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)自動計算變形結(jié)果，并實時顯示當前的測量信息。

自動化監(jiān)測工作流程圖

04 監(jiān)測數(shù)據(jù)遠程獲取與處理

①測取初始值：施工前，由人工操作機器人首次觀測各監(jiān)測點。隨后，自動化系統(tǒng)采集3天數(shù)據(jù)，取平均值作為初始值。

②自動化監(jiān)測：通過操作自動化監(jiān)測處理系統(tǒng)軟件，按照設(shè)定的觀測方案和限差，控制測量機器人對基準點和監(jiān)測點進行測量。

③數(shù)據(jù)自動處理：系統(tǒng)實時處理觀測數(shù)據(jù)，獲取坐標值，并通過軟件自動進行不同時間段數(shù)據(jù)的平差處理。

數(shù)據(jù)平差界面

④報表輸出：系統(tǒng)根據(jù)平差后的數(shù)據(jù)，可以按照一定的格式進行數(shù)據(jù)輸出。以下為輸出成果界面：

應(yīng)用｜特點與優(yōu)點

· 系統(tǒng)可實現(xiàn)24小時無人自動監(jiān)測，即使在列車運行中也能進行自動監(jiān)測，有效節(jié)省人力并確保地鐵安全運營。

· 建立高精度基準點，采用實時差分式測量，可減少誤差，顯著提升測量精度。

· 簡化氣象等附加設(shè)備，為系統(tǒng)在計算機控制下實現(xiàn)全自動、高可靠的變形監(jiān)測創(chuàng)造有利條件。

· 實時進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、報表輸出及提供圖形等。

· 利用手機通訊遠程監(jiān)控，自動報警。

· 短時間內(nèi)同時求得被測點位三維坐標，根據(jù)監(jiān)測方案的要求作全方位預(yù)報。

近年來，公司積極引進徠卡測量機器人及配套的自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，成功攻克了地鐵運營封閉時段無法實時且連續(xù)采集監(jiān)測數(shù)據(jù)的難題。與傳統(tǒng)監(jiān)測方法相比，自動化監(jiān)測具有顯著優(yōu)勢，不僅提升了工作效率，還大大降低人力和時間成本。此外，自動化監(jiān)測系統(tǒng)能夠在各種復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定運行，為地鐵運營的安全性和可靠性提供有力保障。