如果故事能杀人,那我的笔下寸草不生。如果文字能救人,那我的句子救赎无数。
地铁旁的基坑开挖可能引起的地铁外部荷载的变化会对地铁结构安全造成影响,因此对地铁结构进行监测,了解其变形情况和原因并采取有效措施,对于预防工程事故、保证地铁的正常运营是非常重要的。

监测系统组成
自动化监测系统主要由南方SMOS监测系统软件、徕卡TS30测量机器人、数据通讯系统及监测点棱镜组成
1、南方SMOS监测系统软件
南方SMOS监测系统软件是一款专业实时自动监测软件,支持各主流品牌测量机器人,多种限差实时检核和报警,通过软件的控制和数据分析,利用实时差分改正技术,消除了现场无固定规律的气象条件和各种外界条件所带来的影响,使测量值更接近于真值,达到高精度实时显示各监测点的变形趋势。SMOS监测系统软件具有仪器参数远程检查及设置、电源管理和测站检查等功能,可确保监测系统稳定可靠运行。
1)SMOS监测系统软件支持多个监测任务同时运行;
2) 通过实时测量已知点组的三维成果,软件自动计算所有实测已知点与理论数据的差分值,并将其实时配赋到每一个监测点,最大化地消除综合气象条件导致的不固定误差,从而得到最或是监测成果。监测数据曲线绘制功能可提供监测过程曲线,如监测量、监测量变化、监测量速率的时间过程曲线及进尺过程曲线,监测量、监测量变化、监测量速率的分布曲线等;同时还能将地面与地下监测变形量值进行关联分析,在地铁运营期起到地铁隧道结构保护作用。

数据分析启动服务界面

数据分析启动界面

监测数据报表---Excel格式
2、 徕卡TS30测量机器人
由于地铁运营期间的隧道安全保护监测项目监测环境特殊性,在运营地铁隧道监测项目需要采用自动化监测方式,且由于监测设备及相关系统安装调试工作只能在地铁运营天窗期时间进行(一般一个天窗期时间为3-4h),实施时间有限。项目采用徕卡TS30测量机器人,徕卡TS30拥有目标自动识别、照准及自动测量功能,仪器测角精度0.5″ ,测距精度0.6mm + 1ppm / 一般为7s,测程3500米;因为采用的是徕卡TS30测量机器人,该仪器能快速地发现并照准目标,大大提高设备安装调试速度。
3、 监测点棱镜
目标棱镜设置在基准点和变形点上。目标棱镜采用标准圆棱镜或L型小棱镜,目标距离较近时选用L型微棱镜,较远时选用标准圆棱镜或L型棱镜。在隧道壁上牢固安装好棱镜,并使棱镜面正对工作基点(即测站点),安装棱镜时注意不能穿透防水层,对于在隧道下方的监测点,为了防止碰动点位可加角钢进行保护。


盾构隧道断面测点布置图

明挖隧道断面测点布置图
4、 数据通讯系统
监测系统中一般通过GPRS无线网络控制全站仪进行自动化监测。本项目在部分区间没有网络信号采用了光纤延长至有无线网络的区间,再通过GPRS实现网络远程通信,并支持远程电源管理。
技术难点问题及解决方案
地铁隧道是狭长形的空间环境,同时,地下列车一般以平均5min左右的时间间隔车次在地铁隧道中高速运行。地铁环境的这些特点及保证地铁正常运营等因素的制约,使得自动变形监测系统在地铁变形监测中的应用遇到比其他工程中更多的技术问题。同时,这些制约因素也使得在地铁变形监测中,自动变形监测手段有着常规测量无法比拟的优越性。
南方SMOS自动监测系统可以在无人值守的情况下,全天24h连续地自动监测,实时地进行数据处理、数据分析、报表输出、图形提供和自动报警等,完全可以在列车正常运行的情况下进行自动测量。
总 结:
1)遇障碍(如车遮挡)重复测量时间延迟功能
当全站仪正在实时测量某个点时,如果列车正好驶过,挡住了全站仪的视线,如不加以处理,全站仪就会停止测量,监测工作也就中止。我们可以在南方自动监测系统软件中,定义一个延迟时间,当点位暂时被遮挡时,将暂停测量,延迟一段时间后,继续测量该点位。如果此时目标点位仍被遮挡,还可以定义一个最大重复测量数,全站仪将按照延迟的时间重新测量。假如该目标点一直被遮挡,仪器进行最大的努力后,仍不能测量该点时自动转到下一个目标点进行测量。
2)消除隧道内气流变化的影响
列车在行驶中有很大气流通过,直接影响测量结果。在系统运行中连续观察记录到这种变化的影响,用预置限差的办法来剔除这些干扰数据。
3)有效地消除外界误差的影响
南方自动监测系统中采用温度、气压实时改正和差分改正相结合的混合改正模型进行实测数据改正。温度、气压数字传感器可将温度、气压观测量实时传输到南方自动监测系统中对距离进行实时气象改正。
4)列车在行驶中地基振动影响问题
列车在行驶中有很大的振动,为了克服其对测量结果的影响,选择具有双轴自动补偿技术的全站仪。比如徕卡生产的TS30全站仪具有双轴自动补偿技术,补偿器的补偿范围为±3′。当仪器的竖轴倾斜量小于3′时,补偿器就能对测量的角度值自动进行补偿修正。自动全站仪选用了最新的系统软件提高补偿器在振动环境下的测量精度。
5)满足“视场”要求的测量点分布
在狭长的地铁隧道中,多个监测棱镜会出现在一个视场中,必须避免视场中多棱镜干扰,正确选择需监测的棱镜(监测点)。
本方案使用L型迷你棱镜,大大减少棱镜的面积,降低多棱镜出现在视场中的几率。南方自动监测系统软件中具有小视场角功能,可以将现有的徕卡全站仪视场5′中不出现多个棱镜即可实现自动测量。
本方案采用空间立体式交错布点方式,错开视场角较小的点。

隧道建筑限界及监测点布置示意图
如果按照原断面布设方案,仍有个别点在小视场内无法区分问题,还可以考虑适当调整布设断面间的间距灵活布置监测点。总体原则是监测点数量不减少、断面数量不减少。
6)限制时间内完成全部监测点的监测
监测系统中,监测点多,采用自动监测方法,正常情况下,我们自动测量一个监测点的平均作业时间约为10秒(包括仪器旋转、照准、稳定和测量)可以既保证测量精度,又能在1个小时的限制时间内完成全部监测点的监测。

你从来都不会是一个人,拿起自己的武器去跟这操蛋的社会大干一场,大爱一场,要么有钱,要么有爱——刘小宝——一个行走江湖放荡不羁风一样的男子,写得一手好文,开得一手好车我有故事,没有酒











