南方SMOS-SUBWAY地铁隧道自动化监测系统在深圳地铁二号线结构变形监测中的应用
发布于:2016-07-19 19:47:05

应用背景:

    近年来,我国城市轨道交通进入了迅猛发展时期,全国目前有北京,上海、深圳、广州、武汉、杭州、郑州等等数十个城市的地铁化线路已经投入运营,长沙、福州、南昌、贵阳等地的地铁也在如火如荼的施工,全国还有更多的城市陆续计划建设地铁。随着地铁发展而带来的地铁沿线开发施工越来越多,尤其是地铁附近基坑的开挖对运行地铁的影响不可忽视,这些对地铁运行的安全监测提出了挑战。
    正在运营的地铁,满载乘客,地铁运营的安全至关重要,所以必须在常规周期性监测的基础上,对外部施工有影响的重点区段做不间断的实时监测、提前预警、确保运行安全。
    为了随时了解地铁运营的状态,对突发事故进行提前预警,维护地铁运行安全和社会稳定,广州南方测绘仪器有限公司专门研发了SMOS-SUBWAY系列地铁变形监测系统。该系统采用现代光电技术,网络通讯技术,自动化控制技术,数据库技术,全自动无人值守全天候自动化变形监测系统,并可以兼容接入多种传感器进行实时监测。系统已经在国内十几个地铁区段得到成功应用。

SMOS-SUBWAY地铁隧道自动化监测系统简介:

    SMOS-SUBWAY地铁隧道自动化监测系统是一套基于各型测量机器人、兼容接入各种传感器的综合监测系统。
    它可以实现计算机的远程控制和配置、具备自动报警和消息发送的功能,可以按既定的程序进行自动应急处理和实现可视化、数字化分析结果的24小不间断运行的系统。
    自动化监测软件可与与徕卡、索佳、拓普康测量机器人联线工作,支持1-4台设备同时工作。创新应用差分算法,数据差分处理精度更高。多种测站设置模式,解决仪器安置在稳定与非稳定区域的现场难题。数据成果呈现形式完备,可将数据以EXCEL形式导出自动生成相关趋势图及数据列,大大提高内业数据处理及成果提交的效率。

SMOS-SUBWAY在深圳地铁变形监测中应用:

    项目地位于深圳市高新技术产业园南区,地处高新区核心地带。项目东临沙河西路、西至科技南路、南临高新南十道、北至白石路。基坑占地面积约4万平米,基坑深度约13.7米。拟建地下室3层。基坑工程的支护安全等级为一级。
    地铁二号线位于本基坑的南侧,基坑边线距地铁隧道最近处约14.4m,基坑施工对地铁的影响有多大,直接关系地铁的安全。为了确保地铁结构和运营安全,同时为兼顾施工、验证设计、为开发该地块房地产积累资料等,必须对深基坑开挖范围内和可能受到开挖影响的地铁站站台、砼沉管隧道、盾构隧道等主要构筑物进行安全监测。
    基坑南侧距地铁2号线的最近距离约14.4米,确保地铁安全是基坑施工需考虑的最主要问题,因此,基坑南侧的各项监测是本项目的重中之重。按设计要求在2号线地铁上、下行隧道按间距约10m布置变形监测断面,各布置22个断面,共44个断面。下行隧道每个变形监测断面布置5个点,隧道顶部布置一个顶部变形观测点,隧道腰左右两侧各布置一个变形观测点,轨道左右两侧靠近隧道腰下侧各布置一个变形观测点。上行隧道布置2个点,轨道左右两侧靠近隧道腰下侧各布置一个变形观测点。如下图所示:

 


地铁自动化变形监测系统:
    (1)地铁监测系统组成
    自动监测系统由五部分组成:测量机器人、监测站、控制计算机房、基准点和变形点组成。远程计算机通过因特网控制远程GPRS模块,可远程监视和控制监测系统的运行。系统在无需操作人员干预条件下,实现自动观测、记录、处理、存储、变形量报表编制和变形趋势显示等功能。自动监测系统的组成如下图所示:

 



自动变形监测系统实物示意图
 

    (2)全站仪观测站
    根据现场条件,选择自动变形监测系统的监测站。监测站需在隧道壁上架设观测装置,安置测量机器人,并保证有较好的通视条件。监测站应配备监测通讯模块、不间断的电源适配器、气象感应器。监测站的通讯模块根据隧道内的通信信号选择采用中国移动GPRS接入互联网,或采用中国联通CDMA接入互联网。进行观测时,监测站接受来自控制中心的指令自动开启仪器进行监测,并将监测数据通过互联网实时传输回控制中心,控制中心根据监测质量发出指令进行重测或补测。
    仪器设备的现场安装图:

 



 

SMOS-SUBWAY系统优势
    (1)远程测量、无人值守
    系统安装调试后,可以24小时自动进行测量,实时返回数据,避免传统作业方式中,测量人员需要靠天窗时间进入地铁测量的问题。
    (2)实时测量
     可以远程自由设置测量起止时间、测量周期等,较之传统监测,测量频率倍增,更有效做到及时监控,实时反馈。
    (3)差分解算、精度高
    系统设置多种测量模式可选,既有传统后方交会、极坐标测量模式,又有高铁CPIII测量技术的网平差模式。根据不同现场条件选择,确保测量精度。
    (4)支持多台设备
    南方SMOS-SUBWAY隧道自动化测量软件,行业率先支持多台设备接入,标准版支持4台设备同时接入,即可以同时控制4台设备同时工作;支持定制升级,满足更多设备接入。
    (5)接口多样
    可以支持不同厂家、不同型号设备接入的自动化监测软件,支持徕卡、索佳、拓普康主流自动化测量机器人,给客户最大的兼容性服务。
    (6)报表定制
    按照相关规范输出原始观测数据报表,也可按照客户要求可定制成果报表。更便于客户成果提交。
    (7)支持监测功能扩展
    凭借研发优势,软件支持传感器接入,实现同步监控。例如裂缝计、静力水准仪、多点位移计等传感器接入。
    (8)维护方便
    软件采用软件狗加密模式,不需要专用指定电脑。即使监控电脑崩溃,只需拔下软件狗,换另外一台电脑安装软件作为监控机即可。避免因为软件许可问题造成工程延误。
    南方SMOS-SUBWAY地铁监测系统,组合先进的软件技术及传感器设备,组成了完整的的地铁监测解决方案。将以其领先的高精度,高集成、高自动化的技术,为地铁安全运行保驾护航。