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1、地铁隧道自动化监测(初稿),地铁结构保护性监测,一地铁隧道自动化监测的主要目的 二地铁隧道自动监测系统的构成 三地铁隧道自动化监测基准点及监测点布设 四测量原理（极坐标法） 五结论 六参考文献,一地铁隧道自动化监测的主要目的 保证施工过程中地铁隧道结构和地铁列车运行安全，需要对特定区段（施工）进行自动化监测，实现对隧道水平、垂直位移的连续、精确监测，实时掌握隧道结构的动态变化和满足信息化施工的要求。 地铁运营期间无法进行人工监测，采用自动化模式调空施工，实现全天候实时监测，可以减少监测外业与地铁运营及维护工作的相互影响，保证监测开展的正常性和及时性。可以灵活的调整监测频率，不受行车和其他因素的
2、影响,二等水准测量,二地铁隧道自动监测系统的构成 一个完整的自动化监测系统是指在无需操作人员干预的条件下，实现自动观测、记录、处理、存储、报表编制、预警与预报等功能，它由一系列的软件和硬件构成，整个系统配置包括：台全站仪、集线器、电脑、UPS电源、GEOMOS徕卡自动监测软件、电源线、数据线、485接线器、数据转换线 、棱镜 、仪器支架、控制箱。,1.自动化全站仪 自动化全站仪能自动整平、自动调焦、自动正倒镜观测、自动进行误差改正、自动记录观测数据，其独有的ATR（自动目标识别）模式，使全站仪能进行自动目标识别，操作人员一旦粗略瞄准棱镜后，全站仪就可以搜寻到目标，并自动瞄准，不需要精确和调焦，
3、大大提高工作效率。 2.标准精密棱镜 棱镜作为观测标志，利用膨胀螺丝固定在隧道内侧，其数目可按实际需要设定，该标志能被全站仪自动跟踪锁定，以实现精密测量。 3.计算机 计算机装有专用软件以实现整个监测过程的全自动化，既能控制全站仪按特定测量程序采集监测点数据，并将测量成果实时进行处理，以便及时发现错误，也可以对各个观测周期的监测数据进行存储并生成监测报告。,4.实时监控软件 GeoMos Monitor 是专门用于监测、与全站仪配套的变形测量软件，它即可按操作者设定的测量过程和选定的基准点、观测点进行相应的测量处理，也可以快速建立三维坐标、位移量以及其他相关数据库，实现数据的快速存储、检索、编
4、辑，可实时显示量测数据，并进行实时处理，能实时显示图形。 GEOMOS自动监测系统基本原理。GEOMOS自动监测系统的软件部分是由Microsoft VC+语言开发并结合Microsoft SQL Server数据库系统。 系统主要分为两个部分，监测系统和分析系统，都连接于SQL数据库。 系统在进行坐标计算过程中，采用了多种测量学方法，典型的就是后方交会法计算点位坐标。在GeoMoS中应用了两种交会方式 ，FreeStation（自由设站）：这种方式使用测量的距离和方位角进行坐标计算；Distance Intersection （距离交会）：这种方式只使用测量的距离进行坐标计算。对于多余观测，
5、系统采,5.数据成果的反映 监测信息管理系统是在ORACLE数据库的基础上，用DELPHI程序语言、按B/S、C/S方式开发，能够实现监测数据的及时传输，为保证基坑和隧道安全提供强有力的措施，可以通过互联网直接查询监测数据，及时掌握监测对象的变化情况。 人工采集系统、自动（半自动）采集系统、数据上传系统，实现现场数据的及时采集与无线传输。通过无线网卡将监测数据通过INTEL网传输到服务器上， 再由服务器将数据发送至使用用户，通信技术的运用降低了数据采集的难度。,三地铁隧道自动化监测基准点及监测点布设 例：隧道监测的对象为地铁一号线某区间靠近基坑一侧隧道，涉及到的区间范围长度约为110米。所使用
6、仪器是高精度的莱卡全站仪。以此研究自动化监测基准点及监测点布设。,1.监测基准点埋设 基准点需远离变形区，且保证其稳固性。本例涉及到的区间范围长度约为110米，故共布设12个监测断面，共设监测基准站2个，共设监测基准点8个，所涉及监测区间两端各布设4个基准点，间距均约为40米，每组基准点均在变形区域外（最近基准点离监测区域越60-70米），每组监测点与测站构成的角度尽量最大。 根据现场条件，基准点一部分埋在隧道腰部，一部分在道床。 埋设方法：用冲击钻在隧道结构体上钻孔，打入膨胀螺丝，安装小棱镜。,2.基准站安装 安装时应保证稳定性和考虑位置选择的合理性。 本例中离第一个监测断面约40m处安装1
7、个基准站， 在离最后监测断面外40m处安装另1个基准站。 基准站安装在隧道一侧靠近底部处（见图）。 在隧道壁上按一定尺寸钻孔，打入膨胀螺丝，安装固定仪器支座（具有足够的荷载、保证仪器安全并满足设备限界要求）。 数据通讯等附属设备安装在仪器固定支座或其附近。 供电、传输线路等视具体情况铺设。,基准站布设图,3. 监测点埋设 监测点应埋设在变形体变形的范围内，能反映变形特征。本例 在监测范围内每间隔10m布设1个监测断面，每个监测断面布设4个测点，测点分布在隧道的腰部、底部及两侧。监测点的安装应尽量避开隧道内的障碍物，必要时可加装支架，保证通视。本案例共布设监测断面12个，监测点48个。所有的监测
8、点、基准点及基准站的安装均要满足隧道的限界要求。,四.测量原理（极坐标法） 该系统基本原理：用全站仪按照极坐标测量原理进行观测，测量各点的三维坐标。 （如图）所示以全站仪的设站点0为原点，测站的铅垂线为Z轴， 以定向方向为X轴， 建立坐标系0-XYZ，则全站仪测量P点的观测值为水平角、竖直角，斜距S，则P点的独立坐标系下的坐标为： 三维坐标原理图 若在0点安置仪器进行观测时，同时联测3个或3个以上的已知点，则通过后方交会即可计算出0点的坐标。,五结论 运营地铁隧道引进自动化监测技术是必不可少的，这是由地铁工程的隐蔽性、复杂性、科技性等特点所决定的。 随着城市经济的快速发展，社会交通运输压力也不断增大，为缓解地面道路的交通压力，广泛开展地铁项目施工有助于提高交通运营的效率。对运营地铁隧道采取自动化监测技术，不仅保护了地铁隧道的正常使用 ，也是确保地铁运营及乘客人员安全的基本条件。 六参考文献： 1工程测量规范GB 50026-2007S； 2城市轨道交通工程测量规范GB 50308-2008S；,
