地铁施工隧道抢险自动化监测与分析

地铁施工隧道抢险自动化监测与分析

杜建强

甘肃铁科建设工程咨询有限公司  甘肃兰州 730000

摘要：随着信息技术的快速发展，人们已经迈入了电脑科技的时代。在地铁隧道的建设过程中，为了确保建设的正常进行，越来越多的将自动化监测技术应用到了地铁隧道的建设过程中。在地铁隧道施工中，使用了自动化监测技术，可以为施工过程中的实时监测信息与数据，从而加强了地铁隧道运营的安全性与稳定性。因此，本文就如何将自动化监测技术运用到地铁施工隧道抢险中来进行讨论。

关键词：自动化监测技术；地铁施工；隧道抢险

随着社会经济的快速发展，城市基础设施建设不断向前发展，其中，轨道交通项目占据着非常重要的位置，也受到了国家及各级政府的高度关注。在近几年地铁施工规模越来越大，备受关注，施工中会受到诸多因素所带来的影响，易发生安全事故，故此施工中要借助监测系统，从不同角度出发，针对性的实现地铁施工隧道抢险的自动化监测，增强施工的可行性。

1地铁隧道施工监测现状

目前，国内主要采用手工监测，其优点是操作简单，技术成熟可靠，但存在着时间短，监测效率低，费用高，风险大等缺点。通过自动化监测技术来实现对地铁隧道施工的监测，这是地铁隧道施工监测发展的一种趋势。在这种技术的支撑下，可以实现对地铁隧道进行无人值班的全程监测，还可以迅速、高效地对有关的数据进行初步的分析，因此对于解决手工测量弊端具有很强的实际意义。在我国，隧道工程监测工作中，监测隧道纵向、横向及隧道直径收敛性变形是最常用的方法。在此基础上，采用了电平尺和静态水准仪对巷道进行了纵向位移监测。静力水平监测具有精度高，监测范围广等优点，是目前最常用的一种监测方法。该仪器只能用于小型监测，其测量结果会有一些偏差。目前，对于巷道的侧向及巷道内的收敛性等问题，一般采用全站仪进行巷道侧向及巷道内的收敛性等，但由于其具有对象辨识能力，其精度会受通视性等因素的影响，从而导致其在大尺度下的精度无法达到预期的效果。

2自动化监测技术的系统构造

2.1全站仪

在地铁隧道施工的前提下，自动化监测技术一定要具有数据采集的能力，而且由于施工过程的复杂性和多变性，因此它的数据采集能力要求有一个健全的调控机制，在这种情况下，现代化的地铁隧道施工中，最重要的就是利用全站仪设备来完成数据采集的能力。详细而言，用于地铁隧道建设的全站仪是一种具有较高精度和完善调节机制的仪器，其精度指数通常为：距离测量±0.6 mm+1 ppm× D；角度测量0.5"，调节机构上要求具有焦距调节、数据自动化记录、自动识别、自动对焦等，在实际使用过程中，仅需看护人员对全站仪进行大角度操纵，比如在施工某个面监测结束后，人工将其调换到后面就可以了，不一定要进行精确的操作，从这一点就可以看到，利用全站仪，保证了地铁隧道施工监测工作的便捷性和精确性。另外，在某些先进的案例中，由于工程与工程之间的不同，其监测的实际要求也不一样，所以按照以上的精度指标等规范，不能保证监测的质量，所以就必须要对规范的参数进行调整，这种情况下，一般会使用 Smart系统来进行参数的调节。

2.2反射棱镜

反射棱镜是在地铁隧道施工自动化监测技术中，用于辅助全站仪进行监测的设备，其主要设置在一些背对、被遮挡等难以直接监测的监测面。在应用中，由于全站仪不能对背对或被遮挡的监测面进行监测，因此通常会使用膨胀螺丝，在此类监测面上，比如轨道道床、拱顶等，这时，通过反射棱镜会将这些监测面的实际状况反映出来，然后，再通过调节使全站仪面向对应的反射棱镜，全站仪将会以反射图像的方式来进行自动化监测，因此，在监测中，反射棱镜能够为全站仪的应用提供良好的便捷性，它的应用价值很高。

2.3计算机

以上两项内容是地铁隧道抢险施工自动化监测技术的数据采集功能的具体表现，那么在数据采集结束以后，就必须要对所采集到的数据信息进行分析和判断，这时就必须要利用计算机设备。具体地说，在对全站仪进行了监测以后，要使用数据传输线路将全站仪与计算机相连接，然后，可以使用计算机设备上的数据分析软件，对全站仪中的有关信息进行读取，并对这些信息展开解析，最后，由人工依据解析结果，就可以对目前工程的质量做出判定。另外，在某些先进的案例中，它使用了 EDGE/CDMA/GPRS信号通道来代替数据传输线路连接，实现了全站仪自动化监测与计算机数据分析的同步，因此，该方式是一种更便捷的方式，值得参考。

2.4 Smart 软件

在使用自动监测技术时，监测软件是监测体系和技术的核心。智能控制是一个用于调整全站仪的各项指标，在整个监测过程中起着举足轻重的作用。具体地说， Smart软件的主体部分包括了 SQL数据库和各类应用程序，它的主要作用是对全站仪的实时参数和开关进行控制。一般来说，在地铁隧道施工过程中，由于建设区域比较大，仅凭一台全站仪很难在很短的时间里就完成对其的监测，所以，通常会使用多台全站仪。然而，多台全站仪的应用是不能叠加的，因此，可以通过在 Smart软件上对其进行设定，也就是对每一台全站仪的监测时间进行设定。此外，如果出现了动态性的状况，也可以在软件上进行调节，从而表明 Smart软件能够保证全站仪自动化监测的效果和准确性。并且，还可以从监测系统中，对监测数据进行直接访问，并对其进行分析，从而可以及时地对工程建设中出现的各类质量与安全问题进行处理。

3地铁隧道抢险施工监测中自动化监测技术的应用

3.1 有效监测地铁隧道施工沉降

相对于传统的手工观测，在轨道交通工程建设中，应在道床上布设相应的监测点，并按照高程标准进行相应的观测。在这一过程中，常规的自动监测手段如静态水平仪和电动水平尺能够及时、准确、快速地提供精确的监测资料，这些都是目前手工监测技术所不能做到的，因此被普遍采用。

3.2 合理监测地铁隧道项目收敛施工

地铁隧道项目施工中，与人工全断面监测与腰线收敛测量相比，应用激光测距仪等自动化监测方法可及时而有效地展现隧道变形情况，具有较高的准确性，能够对隧道受到保护区内项目的建设影响程度进行实时的反馈和定量，从而能够对隧道建设的安全状况进行精确的分析和判定。

3.3 科学监测地铁隧道项目施工水平位移

在地铁隧道工程的建设监测中，通过安装测量机器人来对监测点和一个稳定的参照点进行合理的布置，从而实现对隧道建设的横向移动进行自动监测。相对于手工测定，对连续资料的分析更为简便。

3.4 自动化监测系统利于为地铁隧道施工参数提供保障

在城市建设中，地铁工程是十分重要的交通项目，更是国家社会关注的民生项。因此，对其项目施工质量有严格的要求，以保证为后续地铁运行提供安全保障。以自动化监测技术为依据，对项目的建设情况进行实时的反馈，可以有效地提升建设的准确性，可以及时地评估项目的建设手段、工期、进度等与期望的建设要求之间的匹配程度，以此为依据，可以对施工方案进行及时的调整和优化。

4结语

总之，自动化监测技术在地铁隧道抢险施工中的最大优点是智能化、不易受干扰、可持续监测、可快速传递相关数据信息以提高监测效率。随着时间的推移，地铁的规模和线路将会逐渐增大，地铁的覆盖面将会逐渐扩大，地铁的稳定与安全将会日益凸显，地铁自动化监测技术的社会价值也会相应提高。为确保轨道交通的安全运营，有关工作人员在实施轨道交通建设过程中，必须注重对轨道交通进行自动化监测，以便在提升轨道交通运营监测品质的同时，推动轨道交通建设项目的发展。

参考文献：

[1]万成洋.自动化监测技术在地铁隧道施工中的应用[J].决策探索(中),2020(04):81.

[2]晏昊.自动化监测技术在地铁隧道施工中的应用[J].工程建设与设计,2019(18):240-241.