季加強(qiáng)

沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

1 地鐵隧道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的意義

1.1 地鐵隧道的自動(dòng)化檢測(cè)的必要性

現(xiàn)代化的社會(huì)生活中，交通運(yùn)輸問(wèn)題是約束國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要因素，尤其是對(duì)于發(fā)達(dá)城市，人才濟(jì)濟(jì)，時(shí)間的利用就變得尤為重要，緩解社會(huì)交通壓力這個(gè)問(wèn)題要有效地解決，是政府展現(xiàn)公共服務(wù)能力的關(guān)鍵工作。所以地鐵的建設(shè)是國(guó)家重視的市政工作，地鐵在維持社會(huì)交通運(yùn)輸中發(fā)揮了不可泯滅的作用。而地鐵的核心部分就是地鐵隧道的建設(shè)，增強(qiáng)地鐵隧道的強(qiáng)度是重中之重，另一方面加強(qiáng)地鐵隧道自動(dòng)化檢測(cè)不僅可以有效的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，又可以實(shí)時(shí)掌握隧道的形態(tài)變化。所以要完善優(yōu)化地鐵隧道的自動(dòng)化檢測(cè)，這是一個(gè)市區(qū)步入現(xiàn)代化的一個(gè)標(biāo)志。

1.2 地鐵隧道自動(dòng)化檢測(cè)的目的

（1）確定準(zhǔn)確的施工參數(shù)。由于地鐵是國(guó)家重點(diǎn)投資的項(xiàng)目之一，所以如果在施工參數(shù)上出現(xiàn)差池，不僅會(huì)讓整個(gè)項(xiàng)目不達(dá)標(biāo)，還會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)的浪費(fèi)、安全問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生。所以這種由于施工參數(shù)引起的事故絕對(duì)不允許發(fā)生。所以在施工前期要將自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果和預(yù)先設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，然后加以技術(shù)的判斷從而進(jìn)一步減少誤差，直到通過(guò)檢驗(yàn)不會(huì)導(dǎo)致誤差的出現(xiàn)，優(yōu)化并且記錄此時(shí)的施工參數(shù)，為后期的施工工作提供可靠的數(shù)據(jù)，減少因參數(shù)不準(zhǔn)確引起的不必要差錯(cuò)。

（2）優(yōu)化地鐵隧道的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)是一切工程前期的必要工作，磨刀不誤砍柴工，只有我們的“刀”磨的鋒利無(wú)比，我們才能夠在后期的施工中有預(yù)算的大刀闊斧的進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)我們可以進(jìn)一步的完善我們的工程圖紙和數(shù)據(jù)。把最后確定的圖紙，數(shù)據(jù)交給施工隊(duì)，不僅能夠減少施工作業(yè)中不必要的步驟，還能夠提高地鐵施工的工作效率。運(yùn)用實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從而建設(shè)安全可靠、經(jīng)濟(jì)均衡的地鐵線(xiàn)路[1]。

（3）優(yōu)化施工步驟。優(yōu)秀的施工流程是整個(gè)施工項(xiàng)目的質(zhì)量保障，地鐵隧道的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中存在的問(wèn)題，能夠提前聯(lián)系設(shè)計(jì)人員施工前優(yōu)化施工方案，相對(duì)比較嚴(yán)重的問(wèn)題，要引進(jìn)先進(jìn)的，數(shù)據(jù)化的施工技術(shù)來(lái)處理，根本上解決問(wèn)題，減少安全隱患。實(shí)時(shí)監(jiān)控施工過(guò)程中的環(huán)境變化，確保施工人員以及施工設(shè)備的安全，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高施工效率和工藝水平。

（4）減少不必要的干擾。由于地鐵施工運(yùn)營(yíng)階段無(wú)法運(yùn)用人工監(jiān)控措施，所以就需要全自動(dòng)化的檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)施全天候監(jiān)控，這樣可以有效的降低監(jiān)控工作和地鐵施工運(yùn)營(yíng)、維護(hù)工作的互相干擾。保持監(jiān)測(cè)作業(yè)的正常使用和有效使用，可以保障列車(chē)以及和外界車(chē)輛人員的安全，這是其他監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所不能辦到的。

2 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

第一，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)。監(jiān)測(cè)斷面為被檢測(cè)位置的隧道正交橫斷面，需在該斷面上布設(shè)多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。該項(xiàng)目一局設(shè)計(jì)圖紙，地鐵隧道長(zhǎng)處為500m，間隔10m設(shè)置一監(jiān)測(cè)點(diǎn)，共28個(gè)點(diǎn)。每個(gè)斷面共設(shè)置有5個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別為1個(gè)拱頂沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)、2個(gè)道床沉降觀測(cè)點(diǎn)、1個(gè)拱腰沉降和1個(gè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，第二，基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)。監(jiān)測(cè)區(qū)共設(shè)置有4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，2個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)于遠(yuǎn)離變形區(qū)大里程方向，2個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)于小里程方向。第三，全站儀布設(shè)。全站儀安裝在YK7+205位置，后視點(diǎn)布設(shè)于里程為YK7+316.

2.2 觀測(cè)方法

TS60全站儀安置在隧道中，應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，由計(jì)算機(jī)直接控制全站儀，按照設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置循環(huán)周期即可。監(jiān)測(cè)所得數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫(kù)中，若監(jiān)測(cè)結(jié)果誤差較大或者是監(jiān)測(cè)距離有障礙物，軟件會(huì)自動(dòng)采集該點(diǎn)信息，完成上述流程后繼續(xù)下一監(jiān)測(cè)點(diǎn)的工作，直至循環(huán)周期結(jié)束。通過(guò)計(jì)算機(jī)中的控制軟件，在觀測(cè)周期初始，可通過(guò)前后的基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)算，依照該工作程序自動(dòng)完成所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)工作。

2.3 數(shù)據(jù)處理

（1）距離差分改正。

（2）高差差分改正。在極坐標(biāo)的單向測(cè)量中，因?yàn)榇嬖谇驓獠钸@一不穩(wěn)定值，需對(duì)高差進(jìn)行差分處理?；鶞?zhǔn)點(diǎn)與測(cè)站間的高差為，該值已知，實(shí)測(cè)監(jiān)測(cè)站與基準(zhǔn)點(diǎn)1、2間的高差分別設(shè)為，計(jì)算如下：

（3）平差處理。將經(jīng)過(guò)上述計(jì)算流程得到的觀測(cè)值輸入系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行平差計(jì)算，并進(jìn)行三維坐標(biāo)的解算。

3 應(yīng)用效果

從自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用周期來(lái)看，傳統(tǒng)人工檢測(cè)作業(yè)周期較長(zhǎng)，完成數(shù)據(jù)采集、處理、復(fù)測(cè)、對(duì)比、反饋需6h，自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1min即可完成全部作業(yè)。同時(shí)，自行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)秩序1人定期檢測(cè)和維護(hù)便可保證系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定，且該系統(tǒng)為一次性投入，后期的維護(hù)成本與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)維護(hù)相比可節(jié)約成本。該工程參考施工進(jìn)度控制與沉降觀測(cè)結(jié)果，采用線(xiàn)性回歸或非線(xiàn)性回歸方式分階段對(duì)時(shí)域外的變形數(shù)據(jù)進(jìn)行推演和計(jì)算。依據(jù)設(shè)計(jì)與業(yè)主單位要求，當(dāng)隧道結(jié)構(gòu)的沉降量接近10mm或沉降速率大于2mm/d，則需向上反饋，組織各項(xiàng)目部協(xié)商施工整改方案，及時(shí)采用措施控制沉降，避免地質(zhì)安全與工程質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)實(shí)力的不斷壯大，我國(guó)發(fā)明的高鐵也被世界所認(rèn)可，而地鐵的發(fā)展也是不可阻擋的，我國(guó)的地鐵項(xiàng)目已經(jīng)向各個(gè)市區(qū)快速發(fā)展，是國(guó)家重點(diǎn)投資的一個(gè)項(xiàng)目，而作為地鐵的重要部分，隧道的結(jié)構(gòu)就變得尤為重要。這時(shí)就需要我們打造最先進(jìn)的地鐵隧道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，保障地鐵的完美運(yùn)行，為人民提供保障，為國(guó)家提供力量，為我國(guó)向著發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)，為我們成為社會(huì)主義強(qiáng)國(guó)奉獻(xiàn)力量。