自动化监测技术在地铁隧道施工中的应用

刘 亮

（兰州交通大学，兰州 730070）

地铁是在城市地底铺架轨道修建隧道，并利用电力快车实现乘客快速输送的一种公共交通系统。与其他项目工程相比，地铁施工项目规模较大，基础设施较多，由于要负责大量旅客的运输，因而在安全性、稳定性等指标方面都有着较高的要求。近年来，我国的地铁隧道施工数量不断增加，地铁隧道不仅复杂且贯穿于城市的主要枢纽位置，采取措施提高其安全性与稳定性的重要性日益显著。正是在如此背景之下，自动化监测技术获得了社会各界的重视，并逐步被应用于地铁隧道施工过程，并取得了让人较为满意的效果。

1 地铁隧道施工监测现状

当前阶段，我国的隧道施工监测以人工测量为主，该种测量方法的优势在于简单、技术成熟可靠，然而人工测量弊病颇多，如时效性差、监测效率低、成本较高、危险性较大。利用自动化监测技术实现地铁隧道施工监测是地铁隧道施工监测发展的大势所趋，在自动化监测技术支持下，地铁隧道监测可实现无人值守全时段监测，并能够快速有效的实现相关数据的初步分析，因而于解决人工测量弊病有着强的现实意义。国内地铁隧道施工中的监测对象主要为隧道纵向变形监测、隧道横向变形监测和隧道管径收敛变形监测。其中，隧道纵向变形监测利用电子水平尺系统和静力水准系统完成。静力水准系统监测的精准性较高、可监测范围较大，是当前地铁隧道纵向变形监测过程中最常使用的监测技术。电子水平尺系统适用于小范围的监测，可能存在一定的误差。至于隧道横向变形监测和隧道管径收敛变形监测通常利用全站仪，然而有目标识别功能的全站仪可能会受到通视因素影响精准度，进而在较大范围监测中应用可能难以满足精准度方面的要求。

2 地铁轨道自动化监测系统

2.1 徕卡TS30全站仪

徕卡TS30全站仪是地铁隧道施工自动化监测过程中最常使用的仪器，该种仪器可以实现调节焦距、监测正倒镜、自动记录数据、自动识别目标并对准等，因而在具体使用时，工作人员只需大致瞄准需要辨别的目标，无需再进行人为调节焦距和精准校定，自动监测效率因而大幅度提高。

2.2 反射棱镜及计算机设备

地铁隧道中，反射棱镜安装于轨道床道、拱顶等位置，反射面可对准工作基站，因而有利于配合徕卡TS30全站仪自动识别监测目标。计算机设备与徕卡TS30全站仪相连，依赖专业监测系统实现自动化监测，利用电缆设备、电源设备、存储等进行数据的存储和分析并最终形成相应的监测报告。

2.3 Smart监测软件

Smart监测软件可以和徕卡TS30全站仪相互配合共同完成地铁隧道施工监测，并将所获得的相关数据存储于SQL数据库。除此之外，Smart监测软件还可以基于监测的实际情况增加监测循环，确保监测工作能够不间断的循环往复。

2.4 数据处理分析

Smart分析系统配合自身编写程序可形成通用的“科傻软件”，在实际的数据分析处理过程中，可人为删减异常信息，选平均值作为周期监测最终结果，再利用监测结果制定偏移折现图即可以形成监测报告并反映地铁隧道的实际变化。

3 地铁隧道施工中的自动化监测

地铁隧道施工中的自动化监测落实需要注重两点问题，一是建立监测位置，主要包括三点内容，分别是设立监测点、设立基准点和设立徕卡TS30全站仪的安装点；一是选择合适的监测方式，徕卡TS30全站仪安装结束后，利用GPRS等信息链和具备监测系统的电脑相连，电脑依照预先设置的工作周期对地铁隧道进行监测，并对监测各点进行比较分析，如若监测时发现数据偏差较大、棱镜遮盖等问题，系统会记录该测量点，并在监测完后续监测点之后再次返回监测异常位置，不仅有益于消除监测误差，还有利于工作人员及时发现监测点问题，并采取策略对之及时修正。

4 结束语

综上所述，智能化、不易干扰、可持续监测、可快速传递相关数据信息提升监测效率是自动监测技术在地铁隧道施工中应用的最大优势。随着时代的不断发展，我国的地铁规模、线路将会不断增加，地铁覆盖的范围将会不断扩展，地铁运行的稳定性和安全性将会越来越重要，地铁自动化监测的社会重视度也必然会随之增加。为了保证地铁隧道的安全运行，在落实地铁隧道施工时，相关人员需要重视自动化监测技术的应用，以便于在提高地铁运行监测质量的同时促进地铁隧道施工工程发展。