鄭明

摘 要：近年來，城市化進程加快，地鐵成為大中城市快速發(fā)展的重要標志。與一般的交通方式相比，地鐵緩解了城市交通壓力，提高了交通運輸效率。但是，地鐵工程建設更為復雜，地鐵隧道工程建設對于施工技術有著更高的要求。當前，隨著技術的進步，自動化監(jiān)測技術逐步被應用于地鐵隧道工程中，實現(xiàn)了地鐵隧道施工的全過程管理?；诖?，本文分析了自動化監(jiān)測技術在地鐵隧道施工中的具體應用，為地鐵施工提供了重要的技術支持，保障了地鐵隧道施工的安全性與便捷性。

關鍵詞：自動化;監(jiān)測技術;地鐵隧道;施工;應用

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）02-0134-02

1地鐵隧道施工監(jiān)測現(xiàn)狀

近年來，在各個城市的快速發(fā)展過程中，地鐵隧道工程逐步增多，這些工程的施工難度較大，在施工過程中存在一些不確定性因素，加大了地鐵隧道施工的風險。在很多地鐵隧道工程的施工監(jiān)測方面，依舊使用著人工監(jiān)測方式，相比較而言，人工監(jiān)測方式的應用較為成熟，且操作便捷。但是，人工監(jiān)測技術下，難以保障監(jiān)測的可靠性與準確性，其監(jiān)測的效率低下，操作人員面臨著一定的安全風險，因此，人工監(jiān)測存在諸多弊端。近年來，自動化監(jiān)測技術逐步被應用于工程領域，在地鐵隧道施工監(jiān)測中，應用自動化技術不僅保障了監(jiān)測的整體效率，還實現(xiàn)了全過程監(jiān)測，保障了監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確性[1]。在信息技術下，自動化監(jiān)測技術在地鐵隧道施工監(jiān)測中的應用將是行業(yè)發(fā)展的主要趨勢。在我國地鐵隧道施工中，施工監(jiān)測的主要對象是隧道縱向與橫向變形、隧道管徑收斂變形。隧道縱向變形監(jiān)測中，電子水平尺系統(tǒng)與靜力水準系統(tǒng)是主要的監(jiān)測系統(tǒng)。靜力水準系統(tǒng)屬于先進的監(jiān)測技術，其獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)具有更高的精準度、可監(jiān)測范圍大，是一種有效的監(jiān)測系統(tǒng)。而電子水平尺系統(tǒng)的應用中，其可監(jiān)測范圍相對有限，受到監(jiān)測過程的影響，獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)可能與實際存在一定的偏差[2]。隧道橫向變形與管徑收斂變形監(jiān)測時，全站儀可以獲得理想的監(jiān)測效果，但是，監(jiān)測結果可能會受到通視因素的影響，必須在全站儀的應用中，科學進行各種影響因素的控制，提高監(jiān)測精度。

2工程概述

以某市的地鐵隧道工程為例，該工程施工過程中，基坑工程施工與周邊居民住宅區(qū)的距離較近，基坑西部為地鐵隧道周邊的居民住宅區(qū)，而基坑東部、北部與南部均為正建、待建的道路工程。在實際的施工過程中，施工企業(yè)與人員需嚴格遵循安全施工規(guī)范，在地鐵隧道臨近60m的區(qū)域內屬于保護區(qū)域，在該區(qū)域內的基坑工程施工要避免對建筑物等的損壞。

3自動化監(jiān)測平臺

3.1全站儀

地鐵隧道工程施工中，自動化監(jiān)測技術能夠發(fā)揮重要的作用。在本工程中，徠卡TS30全站儀是主要的監(jiān)測設備，該種監(jiān)測設備的監(jiān)測精度相對較高，可以達到（0.6mm+1×10-6D）mm左右，其中，D表示的是實測距離，而測量角度在為0.5″。為保障良好的監(jiān)測質量，在監(jiān)測過程中，可以應用Smart監(jiān)測平臺來對監(jiān)測對象與相關參數(shù)加以科學調整，保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的優(yōu)化。此外，TS系列自動化監(jiān)測全站儀的功能相對完善，功能的全面性可以保障監(jiān)測工作的順利進行，比如，自動調焦、自動數(shù)據(jù)記錄、自動識別等功能，為監(jiān)測工作提供了便捷，在一定程度上實現(xiàn)了監(jiān)測的自動化，發(fā)揮了自動化監(jiān)測技術的優(yōu)勢[3]。

3.2反射棱鏡設備

地鐵隧道施工過程中，反射棱鏡設備是關鍵設備，該設備的應用可以保障監(jiān)測工作的順利進行。反射棱鏡設備一般安裝于拱頂與軌道床設備，安裝過程中需使用膨脹螺絲，安裝過程中，需要棱鏡反射面與工作基站始終保持一致性，保障自動化全站儀識別目標的靈活性與便捷性[4]。

3.3計算機

當前，自動化監(jiān)測技術在地鐵隧道施工中的應用，突破了傳統(tǒng)人工監(jiān)測的技術限制，提高了監(jiān)測的精度，其中計算機技術是保障監(jiān)測自動化的核心技術。具體的應用過程中，GPRS可以有效實現(xiàn)計算機與全站儀的連接，應用專業(yè)的監(jiān)測軟件、連接線路等，有效實現(xiàn)了監(jiān)測過程中各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的高效傳輸。此外，自動監(jiān)測系統(tǒng)的存在可以對監(jiān)測數(shù)據(jù)加以儲存與分析，這些數(shù)據(jù)可以為施工人員的施工活動提供重要的數(shù)據(jù)支持。

3.4監(jiān)測軟件

自動化監(jiān)測技術的應用過程中，監(jiān)測軟件是整個監(jiān)測系統(tǒng)與技術中的關鍵要素。本工程中，通過Smart監(jiān)測軟件與全站儀的連接，可以實現(xiàn)整個地鐵隧道施工全過程的監(jiān)測。由于監(jiān)測軟件與監(jiān)測系統(tǒng)的功能完善性，監(jiān)測設備所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠實現(xiàn)自動化存儲，而有關施工人員在施工過程中，能夠直接調取監(jiān)測系統(tǒng)內所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，及時解決了施工過程中存在的各種質量與安全問題[5]。

3.5監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

地鐵隧道施工中，自動化監(jiān)測技術要發(fā)揮其作用，必須要做好監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，當自動化監(jiān)測技術與系統(tǒng)獲得相應的監(jiān)測數(shù)據(jù)以后，需借助于專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件、程序與數(shù)據(jù)處理技術，來進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的剔除與篩選。監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析上，需結合人工處理與數(shù)據(jù)技術的優(yōu)勢，將平均值作為周期監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息，使得在地鐵隧道施工過程中，相關人員能夠獲得相應的施工變形數(shù)據(jù)等。

4自動化監(jiān)測工作

4.1明確監(jiān)測位置

自動化監(jiān)測技術在地鐵隧道施工中的應用，需保障監(jiān)測位置的正確性。在監(jiān)測工作開始之前，專業(yè)人員需根據(jù)地鐵隧道工程的具體情況，確定監(jiān)測點布置的數(shù)量與位置。在監(jiān)測位置的確定上，需結合監(jiān)測隧道監(jiān)測位置的正交橫截面情況，盡量設置多個監(jiān)測點。地鐵隧道監(jiān)測中，需保持監(jiān)測截面在地鐵隧道中呈現(xiàn)均勻性分布狀態(tài)[6]。以某城市的地鐵隧道工程施工為例，工程的總體監(jiān)測距離達到了500m，為保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確性，需將每個監(jiān)測截面的距離控制在10m左右。施工監(jiān)測過程中，必須要明確監(jiān)測基準點，使得在監(jiān)測過程中能夠獲得相應的偏離情況。全站儀作為主要的監(jiān)測設備，在監(jiān)測過程中需結合工程的具體情況，保障全站儀安裝位置的合理性，避免通視條件不足對監(jiān)測產生的干擾。

4.2自動化監(jiān)測模式

地鐵隧道工程施工監(jiān)測時，GPRS數(shù)據(jù)鏈起著連接作用，實現(xiàn)了全站儀監(jiān)測設備與計算機系統(tǒng)的連接，而計算機系統(tǒng)可以在監(jiān)測過程中起到重要的設備管理作用。在自動化監(jiān)測設備的運行過程中，需結合監(jiān)測要求來確定循環(huán)周期、監(jiān)測位置，所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)之間要進行必要的數(shù)據(jù)計算與處理。SQL數(shù)據(jù)能夠達到監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動化存儲，如果在監(jiān)測過程中存在各種的監(jiān)測問題，相關的監(jiān)測軟件能夠及時進行自動化的調整，進而解決各種的問題，使得監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠及時存儲于監(jiān)測系統(tǒng)內，實現(xiàn)監(jiān)測的全周期循環(huán)。

5差分和平差分析

5.1偏離差分修正

5.4平差處理

偏離距離與高差修正系數(shù)得到以后，能夠直接獲得每一監(jiān)測位置的立體坐標值，進而獲得變化數(shù)值，得到監(jiān)測結果。

6特殊案例分析

在地鐵隧道施工監(jiān)測過程中，如果存在徠卡TS30全站儀無法確定棱鏡的情況，可以采用以下措施加以處理：（1）在CAD平面圖中標準原始坐標值，點擊pline在特定的表格中將各個坐標值之間用逗號分隔開，測量坐標與圖紙坐標不一致，正好相反，此時，可以進行坐標值的適當調節(jié)，進而將表格中的坐標加以復制粘貼處理，直接進行原始直線的繪制。（2）依次點擊“設置”、“編輯坐標”、“插入”，可以獲得施工中可監(jiān)測的節(jié)點，利用相關的操作可以對此節(jié)點加以測量，獲得測量數(shù)據(jù)。（3）確定原始值與圓的最近距離。（4）實施監(jiān)測處理，在監(jiān)測過程中判斷是否能夠獲得相應的監(jiān)測數(shù)據(jù)，如果監(jiān)測數(shù)據(jù)難以獲得，可以重復進行上述流程，直到可以獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)為止。當獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)以后，進行數(shù)據(jù)偏差的分析與處理，將數(shù)據(jù)偏差控制在合理的范圍內。各個節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)都可以應用此種操作獲得，經由這種處理方式，所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)更具完整性與準確性，保障了地鐵隧道施工監(jiān)測的科學性，所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以直接作為施工的重要數(shù)據(jù)，實現(xiàn)地鐵隧道施工質量的控制。

7結語

近年來，隨著各個大中城市逐步開始實施地鐵工程建設，自動化監(jiān)測技術得到了更為普遍的應用。與傳統(tǒng)的人工監(jiān)測技術相比，自動化監(jiān)測技術更具智能化的特征，能夠在地鐵隧道施工監(jiān)測中保持監(jiān)測的持續(xù)性、全面性，避免其他因素對監(jiān)測產生的不利影響，提高整個監(jiān)測的效率與質量。未來的地鐵隧道施工監(jiān)測或者其他工程監(jiān)測中，自動化監(jiān)測技術還有著更為廣闊的應用前景。

參考文獻

[1] 魯罕.自動化監(jiān)測技術在基坑施工中對既有地鐵隧道影響的應用研究[J].科技創(chuàng)新導報，2018，15（22）：19-20.

[2] 王佳.天津地鐵9號線隧道結構自動化監(jiān)測的研究及應用[C].中國城市科學研究會軌道交通學組.智慧城市與軌道交通2016.中國城市科學研究會軌道交通學組：北京國建信文化發(fā)展中心，2016.

[3] 張明智，張明棟.三維激光掃描技術在地鐵隧道變形監(jiān)測中的應用[J].城市勘測，2018（03）：144-147.

[4] 郭勇.分析自動化監(jiān)測技術在地鐵運營監(jiān)測中的運用[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2017（11）：196-198.

[5] 文鵬飛.地鐵隧道中自動化監(jiān)測系統(tǒng)的應用淺析[J].山東工業(yè)技術，2018（16）：119.

[6] 朱增洪.測量機器人在地鐵隧道自動化變形監(jiān)測中的應用[J].建材與裝飾，2016（35）：252-253.