自動化監測技術在地鐵隧道施工中的應用

劉 亮

（蘭州交通大學，蘭州 730070）

地鐵是在城市地底鋪架軌道修建隧道，并利用電力快車實現乘客快速輸送的一種公共交通系統。與其他項目工程相比，地鐵施工項目規模較大，基礎設施較多，由于要負責大量旅客的運輸，因而在安全性、穩定性等指標方面都有著較高的要求。近年來，我國的地鐵隧道施工數量不斷增加，地鐵隧道不僅復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定性的重要性日益顯著。正是在如此背景之下，自動化監測技術獲得了社會各界的重視，并逐步被應用于地鐵隧道施工過程，并取得了讓人較為滿意的效果。

1 地鐵隧道施工監測現狀

當前階段，我國的隧道施工監測以人工測量為主，該種測量方法的優勢在于簡單、技術成熟可靠，然而人工測量弊病頗多，如時效性差、監測效率低、成本較高、危險性較大。利用自動化監測技術實現地鐵隧道施工監測是地鐵隧道施工監測發展的大勢所趨，在自動化監測技術支持下，地鐵隧道監測可實現無人值守全時段監測，并能夠快速有效的實現相關數據的初步分析，因而于解決人工測量弊病有著強的現實意義。國內地鐵隧道施工中的監測對象主要為隧道縱向變形監測、隧道橫向變形監測和隧道管徑收斂變形監測。其中，隧道縱向變形監測利用電子水平尺系統和靜力水準系統完成。靜力水準系統監測的精準性較高、可監測范圍較大，是當前地鐵隧道縱向變形監測過程中最常使用的監測技術。電子水平尺系統適用于小范圍的監測，可能存在一定的誤差。至于隧道橫向變形監測和隧道管徑收斂變形監測通常利用全站儀，然而有目標識別功能的全站儀可能會受到通視因素影響精準度，進而在較大范圍監測中應用可能難以滿足精準度方面的要求。

2 地鐵軌道自動化監測系統

2.1 徠卡TS30全站儀

徠卡TS30全站儀是地鐵隧道施工自動化監測過程中最常使用的儀器，該種儀器可以實現調節焦距、監測正倒鏡、自動記錄數據、自動識別目標并對準等，因而在具體使用時，工作人員只需大致瞄準需要辨別的目標，無需再進行人為調節焦距和精準校定，自動監測效率因而大幅度提高。

2.2 反射棱鏡及計算機設備

地鐵隧道中，反射棱鏡安裝于軌道床道、拱頂等位置，反射面可對準工作基站，因而有利于配合徠卡TS30全站儀自動識別監測目標。計算機設備與徠卡TS30全站儀相連，依賴專業監測系統實現自動化監測，利用電纜設備、電源設備、存儲等進行數據的存儲和分析并最終形成相應的監測報告。

2.3 Smart監測軟件

Smart監測軟件可以和徠卡TS30全站儀相互配合共同完成地鐵隧道施工監測，并將所獲得的相關數據存儲于SQL數據庫。除此之外，Smart監測軟件還可以基于監測的實際情況增加監測循環，確保監測工作能夠不間斷的循環往復。

2.4 數據處理分析

Smart分析系統配合自身編寫程序可形成通用的“科傻軟件”，在實際的數據分析處理過程中，可人為刪減異常信息，選平均值作為周期監測最終結果，再利用監測結果制定偏移折現圖即可以形成監測報告并反映地鐵隧道的實際變化。

3 地鐵隧道施工中的自動化監測

地鐵隧道施工中的自動化監測落實需要注重兩點問題，一是建立監測位置，主要包括三點內容，分別是設立監測點、設立基準點和設立徠卡TS30全站儀的安裝點；一是選擇合適的監測方式，徠卡TS30全站儀安裝結束后，利用GPRS等信息鏈和具備監測系統的電腦相連，電腦依照預先設置的工作周期對地鐵隧道進行監測，并對監測各點進行比較分析，如若監測時發現數據偏差較大、棱鏡遮蓋等問題，系統會記錄該測量點，并在監測完后續監測點之后再次返回監測異常位置，不僅有益于消除監測誤差，還有利于工作人員及時發現監測點問題，并采取策略對之及時修正。

4 結束語

綜上所述，智能化、不易干擾、可持續監測、可快速傳遞相關數據信息提升監測效率是自動監測技術在地鐵隧道施工中應用的最大優勢。隨著時代的不斷發展，我國的地鐵規模、線路將會不斷增加，地鐵覆蓋的范圍將會不斷擴展，地鐵運行的穩定性和安全性將會越來越重要，地鐵自動化監測的社會重視度也必然會隨之增加。為了保證地鐵隧道的安全運行，在落實地鐵隧道施工時，相關人員需要重視自動化監測技術的應用，以便于在提高地鐵運行監測質量的同時促進地鐵隧道施工工程發展。