自动化监测在地铁隧道检测中的运用

季加强

沈阳新松机器人自动化股份有限公司 辽宁沈阳 110000

1 地铁隧道自动化监测的意义

1.1 地铁隧道的自动化检测的必要性

现代化的社会生活中，交通运输问题是约束国家经济发展的一个重要因素，尤其是对于发达城市，人才济济，时间的利用就变得尤为重要，缓解社会交通压力这个问题要有效地解决，是政府展现公共服务能力的关键工作。所以地铁的建设是国家重视的市政工作，地铁在维持社会交通运输中发挥了不可泯灭的作用。而地铁的核心部分就是地铁隧道的建设，增强地铁隧道的强度是重中之重，另一方面加强地铁隧道自动化检测不仅可以有效的发现问题，又可以实时掌握隧道的形态变化。所以要完善优化地铁隧道的自动化检测，这是一个市区步入现代化的一个标志。

1.2 地铁隧道自动化检测的目的

（1）确定准确的施工参数。由于地铁是国家重点投资的项目之一，所以如果在施工参数上出现差池，不仅会让整个项目不达标，还会导致经济的浪费、安全问题，严重时还会导致事故发生。所以这种由于施工参数引起的事故绝对不允许发生。所以在施工前期要将自动化监测的数据结果和预先设计的参数进行比对，然后加以技术的判断从而进一步减少误差，直到通过检验不会导致误差的出现，优化并且记录此时的施工参数，为后期的施工工作提供可靠的数据，减少因参数不准确引起的不必要差错。

（2）优化地铁隧道的设计方案。设计是一切工程前期的必要工作，磨刀不误砍柴工，只有我们的“刀”磨的锋利无比，我们才能够在后期的施工中有预算的大刀阔斧的进行优化。根据自动化监测系统的数据我们可以进一步的完善我们的工程图纸和数据。把最后确定的图纸，数据交给施工队，不仅能够减少施工作业中不必要的步骤，还能够提高地铁施工的工作效率。运用实时监控系统的反馈数据，优化设计方案，从而建设安全可靠、经济均衡的地铁线路[1]。

（3）优化施工步骤。优秀的施工流程是整个施工项目的质量保障，地铁隧道的自动化监控系统能够有效地发现设计方案中存在的问题，能够提前联系设计人员施工前优化施工方案，相对比较严重的问题，要引进先进的，数据化的施工技术来处理，根本上解决问题，减少安全隐患。实时监控施工过程中的环境变化，确保施工人员以及施工设备的安全，在此基础上进一步提高施工效率和工艺水平。

（4）减少不必要的干扰。由于地铁施工运营阶段无法运用人工监控措施，所以就需要全自动化的检测系统，实施全天候监控，这样可以有效的降低监控工作和地铁施工运营、维护工作的互相干扰。保持监测作业的正常使用和有效使用，可以保障列车以及和外界车辆人员的安全，这是其他监测系统所不能办到的。

2 自动化监测系统应用要点

2.1 监测点布置

第一，监测点布设。监测断面为被检测位置的隧道正交横断面，需在该断面上布设多个监测点。该项目一局设计图纸，地铁隧道长处为500m，间隔10m设置一监测点，共28个点。每个断面共设置有5个测点，分别为1个拱顶沉降监测点、2个道床沉降观测点、1个拱腰沉降和1个水平位移监测点，第二，基准点布设。监测区共设置有4个基准点，2个基准点布设于远离变形区大里程方向，2个基准点布设于小里程方向。第三，全站仪布设。全站仪安装在YK7+205位置，后视点布设于里程为YK7+316.

2.2 观测方法

TS60全站仪安置在隧道中，应用数据传输技术，由计算机直接控制全站仪，按照设计参数设置循环周期即可。监测所得数据储存于数据库中，若监测结果误差较大或者是监测距离有障碍物，软件会自动采集该点信息，完成上述流程后继续下一监测点的工作，直至循环周期结束。通过计算机中的控制软件，在观测周期初始，可通过前后的基准点对测站点的坐标进行测算，依照该工作程序自动完成所有监测点的观测工作。

2.3 数据处理

（1）距离差分改正。

（2）高差差分改正。在极坐标的单向测量中，因为存在球气差这一不稳定值，需对高差进行差分处理。基准点与测站间的高差为，该值已知，实测监测站与基准点1、2间的高差分别设为，计算如下：

（3）平差处理。将经过上述计算流程得到的观测值输入系统自动进行平差计算，并进行三维坐标的解算。

3 应用效果

从自动检测系统应用周期来看，传统人工检测作业周期较长，完成数据采集、处理、复测、对比、反馈需6h，自动监测系统1min即可完成全部作业。同时，自行监测系统秩序1人定期检测和维护便可保证系统运行安全稳定，且该系统为一次性投入，后期的维护成本与传统监测维护相比可节约成本。该工程参考施工进度控制与沉降观测结果，采用线性回归或非线性回归方式分阶段对时域外的变形数据进行推演和计算。依据设计与业主单位要求，当隧道结构的沉降量接近10mm或沉降速率大于2mm/d，则需向上反馈，组织各项目部协商施工整改方案，及时采用措施控制沉降，避免地质安全与工程质量问题的发生。

4 结语

随着我国实力的不断壮大，我国发明的高铁也被世界所认可，而地铁的发展也是不可阻挡的，我国的地铁项目已经向各个市区快速发展，是国家重点投资的一个项目，而作为地铁的重要部分，隧道的结构就变得尤为重要。这时就需要我们打造最先进的地铁隧道自动化监测系统，保障地铁的完美运行，为人民提供保障，为国家提供力量，为我国向着发达国家的发展做出重要贡献，为我们成为社会主义强国奉献力量。