自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)在地鐵隧道施工中的應(yīng)用

劉 亮

（蘭州交通大學(xué)，蘭州 730070）

地鐵是在城市地底鋪架軌道修建隧道，并利用電力快車實(shí)現(xiàn)乘客快速輸送的一種公共交通系統(tǒng)。與其他項(xiàng)目工程相比，地鐵施工項(xiàng)目規(guī)模較大，基礎(chǔ)設(shè)施較多，由于要負(fù)責(zé)大量旅客的運(yùn)輸，因而在安全性、穩(wěn)定性等指標(biāo)方面都有著較高的要求。近年來(lái)，我國(guó)的地鐵隧道施工數(shù)量不斷增加，地鐵隧道不僅復(fù)雜且貫穿于城市的主要樞紐位置，采取措施提高其安全性與穩(wěn)定性的重要性日益顯著。正是在如此背景之下，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)獲得了社會(huì)各界的重視，并逐步被應(yīng)用于地鐵隧道施工過(guò)程，并取得了讓人較為滿意的效果。

1 地鐵隧道施工監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

當(dāng)前階段，我國(guó)的隧道施工監(jiān)測(cè)以人工測(cè)量為主，該種測(cè)量方法的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟可靠，然而人工測(cè)量弊病頗多，如時(shí)效性差、監(jiān)測(cè)效率低、成本較高、危險(xiǎn)性較大。利用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)地鐵隧道施工監(jiān)測(cè)是地鐵隧道施工監(jiān)測(cè)發(fā)展的大勢(shì)所趨，在自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)支持下，地鐵隧道監(jiān)測(cè)可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守全時(shí)段監(jiān)測(cè)，并能夠快速有效的實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的初步分析，因而于解決人工測(cè)量弊病有著強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。國(guó)內(nèi)地鐵隧道施工中的監(jiān)測(cè)對(duì)象主要為隧道縱向變形監(jiān)測(cè)、隧道橫向變形監(jiān)測(cè)和隧道管徑收斂變形監(jiān)測(cè)。其中，隧道縱向變形監(jiān)測(cè)利用電子水平尺系統(tǒng)和靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)完成。靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)性較高、可監(jiān)測(cè)范圍較大，是當(dāng)前地鐵隧道縱向變形監(jiān)測(cè)過(guò)程中最常使用的監(jiān)測(cè)技術(shù)。電子水平尺系統(tǒng)適用于小范圍的監(jiān)測(cè)，可能存在一定的誤差。至于隧道橫向變形監(jiān)測(cè)和隧道管徑收斂變形監(jiān)測(cè)通常利用全站儀，然而有目標(biāo)識(shí)別功能的全站儀可能會(huì)受到通視因素影響精準(zhǔn)度，進(jìn)而在較大范圍監(jiān)測(cè)中應(yīng)用可能難以滿足精準(zhǔn)度方面的要求。

2 地鐵軌道自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.1 徠卡TS30全站儀

徠卡TS30全站儀是地鐵隧道施工自動(dòng)化監(jiān)測(cè)過(guò)程中最常使用的儀器，該種儀器可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)焦距、監(jiān)測(cè)正倒鏡、自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)、自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)并對(duì)準(zhǔn)等，因而在具體使用時(shí)，工作人員只需大致瞄準(zhǔn)需要辨別的目標(biāo)，無(wú)需再進(jìn)行人為調(diào)節(jié)焦距和精準(zhǔn)校定，自動(dòng)監(jiān)測(cè)效率因而大幅度提高。

2.2 反射棱鏡及計(jì)算機(jī)設(shè)備

地鐵隧道中，反射棱鏡安裝于軌道床道、拱頂?shù)任恢?，反射面可?duì)準(zhǔn)工作基站，因而有利于配合徠卡TS30全站儀自動(dòng)識(shí)別監(jiān)測(cè)目標(biāo)。計(jì)算機(jī)設(shè)備與徠卡TS30全站儀相連，依賴專業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，利用電纜設(shè)備、電源設(shè)備、存儲(chǔ)等進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析并最終形成相應(yīng)的監(jiān)測(cè)報(bào)告。

2.3 Smart監(jiān)測(cè)軟件

Smart監(jiān)測(cè)軟件可以和徠卡TS30全站儀相互配合共同完成地鐵隧道施工監(jiān)測(cè)，并將所獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于SQL數(shù)據(jù)庫(kù)。除此之外，Smart監(jiān)測(cè)軟件還可以基于監(jiān)測(cè)的實(shí)際情況增加監(jiān)測(cè)循環(huán)，確保監(jiān)測(cè)工作能夠不間斷的循環(huán)往復(fù)。

2.4 數(shù)據(jù)處理分析

Smart分析系統(tǒng)配合自身編寫程序可形成通用的“科傻軟件”，在實(shí)際的數(shù)據(jù)分析處理過(guò)程中，可人為刪減異常信息，選平均值作為周期監(jiān)測(cè)最終結(jié)果，再利用監(jiān)測(cè)結(jié)果制定偏移折現(xiàn)圖即可以形成監(jiān)測(cè)報(bào)告并反映地鐵隧道的實(shí)際變化。

3 地鐵隧道施工中的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

地鐵隧道施工中的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)落實(shí)需要注重兩點(diǎn)問(wèn)題，一是建立監(jiān)測(cè)位置，主要包括三點(diǎn)內(nèi)容，分別是設(shè)立監(jiān)測(cè)點(diǎn)、設(shè)立基準(zhǔn)點(diǎn)和設(shè)立徠卡TS30全站儀的安裝點(diǎn)；一是選擇合適的監(jiān)測(cè)方式，徠卡TS30全站儀安裝結(jié)束后，利用GPRS等信息鏈和具備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電腦相連，電腦依照預(yù)先設(shè)置的工作周期對(duì)地鐵隧道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)各點(diǎn)進(jìn)行比較分析，如若監(jiān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差較大、棱鏡遮蓋等問(wèn)題，系統(tǒng)會(huì)記錄該測(cè)量點(diǎn)，并在監(jiān)測(cè)完后續(xù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之后再次返回監(jiān)測(cè)異常位置，不僅有益于消除監(jiān)測(cè)誤差，還有利于工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)問(wèn)題，并采取策略對(duì)之及時(shí)修正。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，智能化、不易干擾、可持續(xù)監(jiān)測(cè)、可快速傳遞相關(guān)數(shù)據(jù)信息提升監(jiān)測(cè)效率是自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在地鐵隧道施工中應(yīng)用的最大優(yōu)勢(shì)。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，我國(guó)的地鐵規(guī)模、線路將會(huì)不斷增加，地鐵覆蓋的范圍將會(huì)不斷擴(kuò)展，地鐵運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性將會(huì)越來(lái)越重要，地鐵自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的社會(huì)重視度也必然會(huì)隨之增加。為了保證地鐵隧道的安全運(yùn)行，在落實(shí)地鐵隧道施工時(shí)，相關(guān)人員需要重視自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，以便于在提高地鐵運(yùn)行監(jiān)測(cè)質(zhì)量的同時(shí)促進(jìn)地鐵隧道施工工程發(fā)展。