自动变形监测系统在地铁结构变形监测中的应用.

自动变形监测系统在地铁结构变形监测中的应用

摘要:介绍了以TCA自动化全站仪为基础组成的自动变形监测系统和广州地铁“非地铁施工时地铁结构变形监测”项目的现场方案及优化设计。实际应用表明,该

系统稳定可靠,可以胜任地铁结构变形监测的工作。关键词:变形观测;地下工程测量;差分在城市基础设施中,城市的交通体系位居首位,而地铁在城市综合交通体系中一般都担当骨干。同时,地铁沿线非地铁工程建筑也越来越多。为了保证地铁的正常运营,必须对地铁进行变形监测,特别是在非地铁施工可能影响到地铁结构时。广州地铁一号线已正常运营3a。在某一地铁站附近设立商业城,需要挖掘12m深的基坑。为了监测基坑开挖对车站结构的影响,而又不中断地铁的正常运营,就不能采取传统的监测手段,必须寻求新的监测方法来保证地铁的安全。受广州地铁保护办的委托,我们开发了自动变形监测系统,对地铁结构进行变形监测。

1 监测系统组成

如图1所示,监测系统由全站仪观测站、基准点(2个断面,J11、J12与J21、

J22、变形点(5个断面,D11、D12、D13

与D21、D22、D23、D24等、中继站计算机和远程监控计算机等组成。全站仪观测站与中继站计算机由供电和通讯电缆联接起来,远程计算机通过因特网控制中继站计算机,可监视并控制监测系统的运行。

图1 监测系统框图

2 监测系统现场设备安装

监测系统在地铁站的安装设备分布情况如图2所示。

图2 监测系统设备安装分布图

2.1 全站仪观测站

特制的仪器墩安装在地铁左行线的站台下,完全符合“区间直线地段矩形隧道及车辆界限”的有关安全规定,如图3所示。

图3 观测站与监测点安装图

自动化全站仪TCA通过基座固定在仪器墩上,并用特制的D型玻璃钢罩保护起来。为了便于观察监控,在站台对面的站墙上安装一块60cm×80cm的平面玻璃镜,在仪器站两边安装照明设备。这样管理人员在站台上就可通过平面镜来观察仪器的运行情况。

2.2 基准点和变形点

基准点和变形点均设置在地铁站的左行线上。在仪器站到基坑的方向上,从

30m处开始,每隔15m设置一变形点监测断面(如图2所示,在每一个断面上安装3~4个反射棱镜,分布在铁轨中央1个,站墙上、中、下各1个(如图3所示。基准点设置在仪器站的另一侧,离仪器站65m处为第1个基准断面,40m处为第2个基准断面。每个断面上安装2个反射棱镜,分布在铁轨中及站墙下。所有反射棱镜均采用

52mm直径的角反射棱镜,有L型和O型两种,根据不同的现场条件来选用。设置基准点与变形点的位置特别要利用仪器的小视场功能,

使之均匀分布在仪器望远镜的视场内,相互不受干扰。

2.3 中继站计算机

中继站计算机设置在地铁站的监控亭内,选用“联想”商用机。使用的软件为信息工程大学测绘学院和徕卡郑州欧亚测量系统有限公司开发的“ADMS自动变形监测软件”,完全中文界面,便于操作与二次开发。

2.4 供电和通讯系统

由于整个系统工作在地铁运行的环境中,220V主电网的供电应该是有保证的,因此无需设置UPS供电系统。220V的交流供电由站台照明配电室提供线路。由于全

站仪观测站与中继站计算机的通讯在100m以内,经特殊处理后,RS232接口可直接通讯。

3 监测系统软件ADMS简介

ADMS(AutomaticDeformationMonitoringSystem自动变形监测软件是在学习、消化、吸收瑞士Leica公司研制的自动极坐标测量系统

AP2SWin(AutomaticPolarSystemforWindows的基础上,通过实际的工程应用,并结合国内用户的实际需求,研制出的本地化智能型自动变形监测中文软件。

ADMS软件提供了以下功能:对所要测量的点位进行初始的学习测量;在用户设置的时段内自动地进行测量;当目标被遮挡及测量超限时智能化地处理;“小视场”功能,当隧道中同一侧的测点很多时,全站仪就会照错棱镜,该功能使仪器视场变小,从而避免了这个问题;实时多重差分改正,最大限度地消除或减弱多种误差因素;测量结果实时显示,并可以以ASCII码文件输出;变形趋势实时图解显示,并可按照用户所要求的格式进行报表输出;变形量超过限差值时自动报警;可以自动地执行用户编制的外部程序,具有良好的开放性;数据库容量巨大,测量周期数没有限制,并且每个测量周期的测点数也没有限制。

本软件还可以对数据库进行适当的压缩以更好地利用存储空间;测量数据可以实时采集,也可以事后输入;多重差分可以实时改正测量数据,也可以事后进行;计算机突然断电后,再来电开机,将自动运行ADMS,自动初始化全站仪,按照原来设置的各项参数自动开始下一个周期的测量。

4 系统运行配置介绍系统的变形点 19 个,基准点 4 个,共计 23 个,每个点正倒镜观测 2 测回,全部测完 23 个点称为 1 个周期,用时约 20min。每个小时测量 1 次,每天可采集 24 个周期的原始数据。在每小时中,测量约占 20min,观测结束后 15min 全站仪自动关机,25min 后再次开始下一个周期的测量。

5 测量数据分析为监测地下商业城南端近地铁段基坑围护结构的变形, 采用传统方法在基坑南侧(地铁段布设了 4 个测斜管(见图 2,以观测地铁站墙的变形。测斜管采用美国 SINCO 公司生产

的数字测斜仪,埋设与站墙同深度,为 13m。 0.5m 测试 1 点, 每经过数据处理,得到

基坑开挖过程中站墙在不同深度的变形。表 1 为基坑开挖进程。在基坑开挖进行锚杆施工过程中,1、3、4 号图 4 为 2 号测斜管从 8 月 17 日 9 月 13 日的观测测斜管受到损坏,只有 2 号测斜管可以进行监测。数据按不同的深度绘制的位移量图形,图中的位移向基坑内为正,向基坑外为负。靠近 2 号测斜管的为第 3、4 变形监测断面。图 4 所示的虚线(8.4m 深度处与变形监测点 D34、 D44 同高程。图 6

5、 6 为全站仪测得的变形点 D34、图 D44 从 8 月 12 日 9 月 26 日的位移数据,其中 X 方向向基坑内为正,横轴的日期为月日, 如“812”表示 8 月 12 日。图4 2 号测斜管观测数据的位移图图5 D34 点的全站仪观测位移图图6 D44 点的全站仪观测位移图由图 4、5、6 可以看出,全站仪观测的变形趋势与测斜管观测的结果一致。由于测斜管埋设在土中,而全站仪观测的棱镜安装在地铁的结构上,故棱镜的位移量较小。采用 ADMS 系统进行地铁结构的自动变形监测,具有以下特点与优点: 7

1在无人值守的情况下,可以实现全天 24h 连续地自动监测。在列车运行时,系统也可以自动进行监测,克服了传统测量方法的不足,节约了大量的人力,为地铁提供了实时的安全运营保障。 2建立高精度的基准点,采用实时差分式的测量方案,可以最大限度地消除或减弱多种误差因素从而大幅度地提高测量结果的精度。 3简化了气象等附加设备,为系统在计算机控制下实现全自动、高可靠的变形监测,创造了有利条件。 4实时进行数据处理、数据分析、报表输出及提供图形等。 5自动报警。 6在短时间内同时求得被测点位的 3 维坐标,可根据设计方案的要求作全方位的预报。 7系统维护方便,运行成本低。 8

面对广泛的非地铁项目的工程建筑活动,采用 ADMS 系统的监控方法,可以有效地保护地铁结构安全运行。而且这种保护行为,时间上与地铁运营线路的生命周期共存,空间上与地铁运营线路的网络拓展规模同在,其意义重大。参考文献: [1] 张良琚,徐忠阳,包欢.自动极坐标差分测量系统及其在大坝外部变形监测中的应用[J].测绘通报,2001,(9. [2] JGJ/T8-97,建筑物变形测量规程[S]. [3] 陈永奇,吴子安,吴中如.变形监测分析与预报[M]. 北京:测绘出版社,1998. 9

运营期间的地铁隧道结构变形安全监测技术研究

运营期间的地铁隧道结构变形安全监测技术研究 发表时间：2017-05-14T13:31:08.110Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年1月下作者：王鹏 [导读] 随着我国现代化建设的飞速发展，城市基础设施地铁越来越多，是城市客运交通的大动脉以及城市生命线。 广州市吉华勘测股份有限公司 510260 摘要：随着我国现代化建设的飞速发展，城市基础设施地铁越来越多，是城市客运交通的大动脉以及城市生命线，其投资大、难度高、施工期长、环境复杂等。同时地铁沿线高强度的物业开发、市政工程建设对地铁结构和运营安全带来一定的隐患，城市轨道交通结构的安全保护工作日益严峻，一但出现城市轨道交通安全事件，将严重影响城市轨道交通的正常运营。因此，在外界施工影响下，对运营期间的地铁实施必要的变形安全监测至关重要。 关键词：地铁，测量机器人，自动化监测。 1 地铁监测的意义和目的 地铁结构本身由于地基的变形及内部应力、外部荷载的变化而产生结构变形和沉降。而地铁旁边的施工正是引起外部荷载变化的主要原因，地铁结构变形和沉降超过允许值，将会对地铁的运营安全造成影响。通过监测可动态收集地铁结构变形信息，掌握结构变形情况，保障运营安全。 地铁监测的主要目的如下：1）通过对测量数据的分析、掌握隧道和围岩稳定性的变化规律，修改和确认设计及施工参数；2）通过监控量测了解施工方法的科学性和合理性，以便及时调整施工方法，保证施工安全及隧道的安全；3）了解隧道结构的变形情况，实现信息化施工，将监测结果反馈设计，为改进设计施工提供信息指导，提供可靠施工工艺，为以后类似的施工提供技术储备。 2.监测实施 因地铁隧道的特殊性，对于地铁运营期的监测，需采用自动化监测手段，即采用测量机器人和自动监测系统软件建立隧道结构变形自动监测系统。在外部施工期间自动测量地铁隧道结构顶板、侧墙及道床在三维—X、Y、Z方向（其中：X、Y为水平方向，Z为垂直方向）的变形值。 2.1监测点与基准点布置 参考工程设计、实际情况及有关规定，确定地铁受外界项目施工影响的范围，监测断面可按5～20m间距布设，每断面布设一般情况下六个监测点。在隧道两端不受建设项目施工影响的隧道远处各设置3个基准点。 2.2自动监测系统 自动监测系统主要由监测设备、参考系、变形体和控制设备构成。监测设备由测量机器人、自动化监测系统软件和监测控制房组成；控制设备由工控机及远程控制电脑组成。 1）自动化监测网络系统的硬件部分包括高精度自动全站仪、目标棱镜、信号通信设备与供电装置、计算机及网络设备等部分组成（如图1）。 图1数据采集系统图 2）系统软件包括动态基准实时测量软件和变形点监测软件两大部分。动态基准实时测量软件功能上主要有以下特点：根据距离及棱镜布设情况自动进行大小视场的切换；依据布设的网形站与站之间的观测关系，对测站点的观测方向可分组设置，可适合任意控制网形，不局限于导线网；采用局域网技术进行数据的通信，并具有网络断开的自动判断功能；为满足各种测量等级和运营环境的需要，具有各项测量限差、时间延迟、重试次数、坐标修正的设置功能；考虑到地铁内局部范围内气象一致性，在平差计算中，采用加尺度参数解算，避免了气象参数的测定，提高控制网测量的精度。 3）变形点监测软件包括各分控机上的监测软件和主控机上的数据库管理软件两部分。分控机上的监测软件用来控制测量机器人按要求的观测时间、测量限差、观测的点组进行测量，并将测量的结果写入主控机上的管理数据库中。 2.3自动监测系统工作流程 首先建立计算机和测量机器人的通信，然后对测量机器人进行初始化，此外进行测站及控制限差的设置，所有设置完毕后进行学习测量，设置点组和定时器，根据点位的重要性以及监测频率将相同的观测点纳入同一点组，最后进行自动观测。一周期观测完毕后软件便对原始观测数据进行差分处理，得到各变形点的三维坐标、变形量及变形曲线图，设置软件还可以将数据通过手机网络发送至指定的邮箱。 3地铁隧道自动化监测的技术难点 地铁隧道是狭长形的空间环境，同时列车一般以平均5分钟左右的间隔在隧道中高速运行。地铁环境的这些特点及保证地铁正常运营等因素的制约，使得自动变形监测系统在地铁变形监测中的应用，遇到比其它工程中更多的技术问题，因此自动变形监测手段有着常规测量无法比拟的优越性。自动监测系统系统可以在无人值守的情况下，全天24小时连续地自动监测，实时进行数据处理、数据分析、报表输

自动化变形监测系统在地铁监测中的应用

自动化变形监测系统在地铁监测中的应用 摘要：随着我国城市化进程的不断加快，地铁已成为城市公共交通建设的重要 组成部分。由于地铁自身运营及临近地铁相关工程建设对地铁结构产生动态影响，如何对隧道结构及轨道开展自动化监测尤为重要。本文结合沈阳地铁二号线青年 公园站～青年大街站区间自动化监测项目来详细说明自动化监测技术在地铁变形 监测中的具体应用。 键词：轨道交通；地铁；自动化监测系统；变形监测 1、工程实例概况介绍 本基坑工程处于沈阳地铁二号线左线控制范围内，基坑结构边线距离地铁左 线结构边线距离约12米，基坑结构地下四层，深度约22米。该基坑的施工将对 地铁左线结构产生明显的影响，地铁左线结构将产生向上隆起和向基坑侧的水平 位移变形。为保证地铁结构的绝对安全，对运营的左线地铁结构采用基于高精度 智能型全站仪的自动化变形监测系统，来实时地监测左线地铁结构的三维变形。 2、针对运营的左线地铁结构采取的监测方法 采用基于高精度智能型全站仪的自动化变形监测系统，实时监测左线地铁结 构的三维变形。为确保监测数据的可靠，左线在布设自动化监测系统的同时，布 设人工监测点，人工监测与自动化监测系统相互校核。 3、使用的仪器设备及软件 瑞士徕卡TM50或TS30自动全站仪（0.5″，0.6mm+1ppm），武汉大学测绘 学院“GeoRDMAS”软件，Leica L型棱镜。 3.1 自动化变形监测系统简介 自动变形监测系统是用于控制测量机器人进行自动变形监测以及对监测过程 中所采集的数据进行管理与处理的软件，该系统将自动测量、实时显示测量成果、实时显示变形趋势等智能化的功能合为一体（详见图3-1）。 3.2 自动化变形监测系统优势 自动化变形监测系统使用的是全自动跟踪全站仪，它可以代替人完成对观测 目标的自动搜索、照准、跟踪、识别并且获取观测目标的距离、角度等数据，而 且精度高、可连续作业。由于地铁隧道内观测环境特殊性不同，传统的人工监测 方法缺乏同时性，而且作业效率低、观测周期长，仅适用于施工环境复杂、隧道 结构相对稳定不需要长期进行监测的工程。 4.自动化监测项目实施 4.1自动化监测内容 1）道床沉隆及水平位移监测； 2）结构侧壁沉隆及水平位移监测； 3）道床（轨道）差异沉降监测； 4）现场安全巡视。 4.2监测断面布设及点位埋设 自动化监测区间为约100米，70米施工基坑范围每10米布设1处监测断面，两侧各外延30米，15米一个断面，各设2个断面，共设12个断面，每个断面布设4个监测点，道床2个，侧壁2个（详见断面监测点布置示意图4-1、监测断 面位置示意图4-2）。 4.3自动化数据采集过程

变形监测方案

绿园污水处理厂 顶管施工基坑监测方案 编制: 审核: 审定: 二0一五年七月

目录 1.项目概述 (2) 1.1概况 (2) 1.2监测项目 (2) 2.第三方监测原则及技术规程 (2) 2.1监测原则及目的 (2) 2.2技术规程 (2) 3.监测实施程序 (3) 4.监测实施 (3) 4.1基坑围护结构顶部沉降监测 (3) 4.1.1水准控制网的设置 (3) 4.1.2监测点的埋设原则 (5) 4.1.3监测点的安设方法 (5) 4.1.4监测方法及精度控制 (6) 4.1.5沉降观测数据分析及成果表述 (7) 4.2基坑围护结构顶部水平位移监测 (7) 4.2.1水位位移监测控制网的布设形式 (7) 4.2.2水平位移监测控制网布设原则 (8) 4.2.3水平位移测点布置原则 (8) 4.2.4水平位移测点的埋设技术要求 (8) 4.2.5观测技术方法及精度控制 (9) 4.2.6观测数据分析及成果概述 (12) 4.3基坑自身监测频率 (13) 5报警的处理方法 (14) 5.1报警值的设定 (15) 5.2报警的处理办法 (15) 6实施组织计划 (14) 7本工程拟投入的主要仪器设备表 (15) 8人员组织实施 (16)

.项目概述 1.1概况 受0000000厂委托，00000000承担绿园污水处理厂配套管网基坑沉降变形观测工程，管道位于：东湖大街、滏阳路、朝阳大街、长安路、和平路、等路段，管线总长度约12263米，共计92个深基坑，我公司在基坑开挖至回填土完成期间，对基坑坡顶进行水平位移和沉降变形监测。 1.2监测项目 本方案监测项目有：基坑围护结构顶部沉降、水平位移监测。 2.第三方监测原则及技术规程 2.1监测原则及目的 在施工方对基坑支护结构进行实时监测前提下，我方监测在对施工方监测进行校核的基础上，独立地进行监测。 我方遵照委托方提出的要求，在基坑施工期间对基坑支护进行高精度监测，并从岩土工程专业的角度对监测数据、信息进行及时分析，向业主提供监测变形的情况，对异常情况及时提供建议，为施工安全和施工方案优化提供科学依据。 2.2技术规程 《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009） 《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007） 《国家一二等水准测量规范》（GB/T12897-2006） 《工程测量规范》（GB50026-2007） 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011） 《岩土工程勘察规范》（GB 20021-2001,2009版） 《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）

地铁运营自动化监测调研报告

地铁运营自动化监测技术国内外研究现状调研报告 上海地矿工程勘察有限公司 二O一O年十一月

目录 第一章前言 (1) 第二章国内外监测技术研究现状 (1) 2.1 全站仪自动量测系统 (2) 2.1.1 系统的构成 (2) 2.1.2 TCA自动化全站仪 (2) 2.1.3 Leica标准精密测距棱镜 (3) 2.1.4 计算机 (4) 2.1.5 其他设备 (4) 2.1.6 实时监控软件 (4) 2.1.7 后方处理软件 (4) 2.1.8 观测方法 (5) 2.1.9误差来源 (5) 2.1.10误差来源 (5) 2.2 静力水准仪系统 (6) 2.2.1 系统组成 (6) 2.2.2 静力水准仪的结构 (6) 2.2.3 静力水准仪的测量原理 (7) 2.2.2 RJ型电容式静力水准仪主要技术指标 (8) 2.2.3 静力水准仪的安装及调试 (9) 2.2.4 静力水准仪的观测和运行维护 (10) 2.2.5静力水准仪漏液及蒸发后所得数据的处理 (10) 第三章自动化监测项目的必要性与可行性分析 (11) 3.1 项目必要性分析 (11) 3.1 重大工程运营安全已成为社会稳定的重要因素之一 (11) 3.2 随着轨道交通不断建设和投入使用，地质环境变化及自身结构变形对其安全运营影响日益显现 (11) 3.2 重大工程安全运营对环境要求不断提高，需及时地掌握影响其安全运营的变形情况 (13) 3.2 目前国内监测市场的方法体系相对落后、不够系统，有待提高 (14) 3.2 项目可行性分析 (14) 3.2.1政府和社会的高度重视 (14) 3.2.2国内外相关技术的飞速发展提供了技术可行性 (14) 第四章结束语 (15)

地铁车站深基坑施工中的变形监测研究

地铁车站深基坑施工中的变形监测研究 在深基坑施工过程中，对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行综合、系统的监测，保证施工质量和安全，避免发生事故造成更大损失，从而保证工程项目整体目标的实现。 标签：地铁车站；深基坑；变形监测 1、前言 在基坑开挖及地铁隧道施工的过程中。内外的土体将由原来静止土压力向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变引起基坑承受荷载并导致施工结构和土体的变形，基坑及地铁隧道结构的内力和变形中的任一量值超过容许的范围，将造成结构的失稳破坏或对周围环境尤其是对四周建筑物和地下管线造成不利的影响。因此，通过监测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，把握施工过程中结构所处的安全状态。 2、地铁基坑工程监测的内容和基本要求 2.1监测的内容 基坑开挖与支护的监测项目，可根据具体情况，采用以下部分或全部内容：基坑围护桩（墙）的水平变位，包括围护桩（墙）顶部的水平位移和围护桩（墙）的测斜；支护结构支撑轴力或锚杆拉力；各立柱桩的隆起沉降量和水平位移；基坑回弹；围护桩（墙）的内力；基坑内外侧的孔隙水压力及水土压力；基坑内外侧土体地层的分层沉降和土体测斜；基坑周围建筑物（构筑物）的沉降和倾斜，地下管线的沉降和水平位移；基坑外侧地下水位。 在实际工程中，监测项目的选择应根据工程情况（如基坑开挖深度）及周围环境而定，如工程规模较大，基坑开挖深度较深，尤其时处在闹市中心，周围环境保护要求较高时，上述项目均需监测；中、小型工程，开挖深度不是太深，则可选择几个项目进行监测。 2.2监测的基本要求 （1）监测数据必须时可靠的。数据的可靠性由监测仪器的精度、可靠性以及观测人员的素质来保证。（2）观测必须是及时的。因为基坑开挖是一个动态的施工过程，只有保证及时观测才能有利于发现隐患，及时采取措施。（3）观测的项目，应按照工程具体情况预先设定预警值，预警值应包括变形值、内力值及其变化速率。当观测发现超过预警值的异常情况，要立即考虑采取应急补救措施。（4）每个工程的基坑支护监测，应该有完整的观测记录，形象的图表、曲线和观测报告。

自动化变形监测

自动化变形监测技术的研发与应用 摘要：在各项工程的变形自动化监测方面，测量机器人正逐步成为首选的自动化测量技术设备。与传统人工测量手段相比，测量机器人以它的高精度、高稳定性和高可靠性等优越性，在变形监测中发挥越来越重要的作用。自动化变形监测能够在无人值守情况下完成变形监测，完全能够取代人工测量，同时还为我们提供了可视化的动态变形信息，做到了信息化施工，也避免了工程事故的发生。 关键词：自动变形监测；传统人工测量；自动全站仪；可视化 The development and application of automatic deformation monitoring Subtract：In the project of the automation deformation monitoring, measuring robot is gradually becoming the preferred automation measuring technology equipment.The system is simple operation, high automation level. Compared with the traditional artificial measurement methods, measuring robot to its high precision, high stability and high reliability etc- advantages in deformation monitoring playing more and more important- role. When no one guards,it can complete deformation monitoring and completely replace artificial measurement. At the same time, it also provides us with a visualization of the dynamic deformation information. We can do the informatization construction and avoid engineering accident. Key words: automatic deformation surveying ; The traditional artificial measurement; automatic total station; visualization 1 引言 传统的工程变形监测测量是靠人工实地测量，工作量大，测出的各项参数存在一定的系统误差和人工误差，还要受天气和现场条件状况的影响，资料的整理与分析周期也很长，不能及时地发现工程隐患。为了解决这些问题，测量机器人开始进入人们的视野。测量机器人通过CCD影像传感器和其它传感器对测量的“目标”进行识别，迅速做出分析、判断与推理，实现自我控制，并自动完成照准、读数等操作。自动化变形监测系统是采用测量机器人对各种工程进行自动化安全监测和数据处理的通用软件系统，可对各监测点进行实时监控、自动测量和变形过程显示等功能。国内外自动化变形监测系统的研究和开发也取得一定成果。例如,国内武汉大学张正禄开发研制的测量机器人变形监测系统等，国外德国Leica公司推出的Geomos(Geodetic Monitoring System)自动监测系统,已经相对比较完善。 2 系统整体设计 (1)工程管理：工程中保存着该变形监测项目在监测过程中的相关数据。 (2)系统初始化:实现各项通讯参数设置以及测量机器人的初始化设置等。 (3)学习测量:对所需观测的目标点进行首次人工测量，获取目标点概略空间位置信息,以便日后计算机控制测量机器人自动搜寻定位目标点,完成自动测量。

地铁隧道收敛变形监测

隧道周边收敛量测 一、实验目的 1. 了解微地震监测技术目的。 2. 了解速度传感器及加速度传感器的工作原理。 3. 了解数据采集的基本原理。 4. 掌握微地震监测软件的使用方法。 二、以煤科学研究总院的数显收敛计为例说明 1. 性能 量测基线长度：0. 5 m ?10 m 及0. 5 m ?15 m ; 最小读数：0.01 mm; 量测精度：0.06 mm; 数显值稳定度：24h不大于0.01 mm。 2?仪器构造及工作原理 2.1主要结构 微地震监测系统主要由（1 ）三分量加速度传感器、（2）三分量速度传感器、（3）电缆、 （4）链接传感器26芯插头线、⑸HZ-MS12通道微地震监测仪、⑹USB2.0电缆、（7）电源转换器、（8）干电池及电池盒、（9）断线钳、（10）十字螺丝刀、（11）万用表、（12）XP操 作系统电脑一台、（13）榔头等组成，见图 9.1 o 4 t 7 ? 图9.1 收敛计结构与工作示意图 2.2基本工作原理 数据采集是微地震监测的基础，对硬件设备要求较高。由于微地震的特性所致，必须用 高采样率、宽频带、连续记录、宽动态范围（96dB）进行微地震信号采集。应用时，数据 采集系统置于被监控的设备处，通过传感器对设备的电压或者电流信号进行采样、保持， 并送入检测仪中变成数字信号，然后将该信号送到FIFO中。 3.使用方法 1）首先在测点处牢固的埋设预埋件；预埋件长度根据需要加工，连接件与预埋件的连接，应使销钉孔方向铅直。 2）检查予埋测点有无损坏、松动并将测点灰尘擦净。 3）打开收敛计钢尺摇把，拉出尺头挂钩

放入测点孔内，将收敛计拉至另一测点，并将尺架挂钩挂入测点孔内，选择合适的尺孔，将尺孔销插入与联尺架固定。

浅谈变形监测平面控制网的建立与精度分析

浅谈变形监测平面控制网的建立与精度分析 发表时间：2019-09-12T11:49:43.813Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：岳小勇[导读] 摘要：如今在人类生活和生产建设中，出现了越来越多的山体、基坑塌陷等的灾害。 青海地理信息产业发展有限公司青海西宁摘要：如今在人类生活和生产建设中，出现了越来越多的山体、基坑塌陷等的灾害。由于多种因素的影响，在一定的时间内发生某种程度的变形，这种变形在一定范围内往往是允许的，但当其超出一定值时，就很可能会变成灾害，而要预防这些灾害的发生，就必须进行变形监测，分析变形产生的原因，总结变形发展的规律。本文主要就变形监测平面控制网的建立与精度进行分析，以供参考和借鉴。 关键字：变形监测；平面控制网；精度；分析引言 变形是自然界历来普遍存在的现象，它是指变形体在各种外力作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域中发生变化。所谓变形监测，就是利用测量仪器与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作，其任务是在确定各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。 1变形监测概述 1.1变形监测的概念 变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作，其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。在精密工程测量中，最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道以及地铁等。变形监测的内容应根据变形体的性质和地基情况决定，对水利工程建筑物主要观测水平位移、垂直位移、渗透及裂缝观测，这些内容称为外部观测。为了了解建筑物内部结构的情况，还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测，这些内容常称为内部观测，在进行变形监测数据处理时，特别是对变形原因做物理解释时，必须将内、外观测资料结合起来进行分析。 1.2变形网的特点 第一，工程测量控制网建立时，保证网点之间的相对精度至关重要，而变形监测网的布网目的是为了测定网点的变形，网点之间的相对精度不是最重要的。由于布网目的不同，影响网质量的因素也就不同，比如大气折光和系统误差对工程测量控制网的影响很大，而对变形网的影响不是最重要的。在变形观测中只要保证监测仪器和人员相对不变，计算过程中上述影响可以相互抵消，使变形不会受这些误差的影响；第二，首级网的精度相对较高，基准点一般应建立在变形体以外的稳定区域，特别是网址的起算点一点要建立在基岩基础上，以便于发现其他点位移，工作基点可以布设在变形区；第三，变形网的网址应在现有的人力、物力和财力的基础上尽可能的具有发现监测点位移的精度、灵敏度和可靠性，看其指标能否满足变形监测要求；第四，变形网的边长一般较短，但精度高，一般情况下需要强制归心；变形网要求通视条件好，而不过于要求网形的构成；对变形网来说，多余观测冗余多。 2变形监测系统的组成 2.1自动监测系统 通常情况下，为实现项目监测的自动化，工作基点站应设在隧道侧壁，同时设置四个校核点以校核工作基点。安装于基点站的TCA2003全站仪与监测系统机房建立通讯联系，由机房控制全站仪对校核点和变形点按一定的顺序进行逐点扫描、记录、计算及自校，并将测量结果发送至机房入库存储或并进行整编分析，实现了自动观测、记录、处理、储存、变形量报表编制和监测结果自动远程发送等功能。 2.2徕卡自动全站仪 徕卡TCA系列自动化全站仪，又称“测量机器人”，该仪器精度高，且性能稳定，其内置自动目标识别系统，可以自动搜索目标、精确照准目标、跟踪目标、自动测量、自动记录数据，在几秒内完成一目标点的观测，像机器人一样对多个目标作持续和重复观测，具有计算机远程控制等优异的性能。采用结构变形自动化监测系统进行变形监测，可以实现无人值守及自动进行监测预报，即实现变形监测全自动化，它不仅便捷准确，而且可以减少传统意义上形变观测中的人为观测误差及资料整编分析中可能造成的数据差错。 2.3工作基站及校核点设置 为使各点误差均匀，并使全站仪容易自动寻找目标，工作基站布设于监测点中部，校核点布设在远离变形区以外，最外观测断面以外40m左右的隧道中，先制作全站仪托架，托架安装在隧道侧壁，离道床距离1.2m左右，以便全站仪容易自动寻找目标，监测基准点使用位于东山口站台内的平面、高程控制点。 2.4隧道监测断面布置及监测断面内监测点布置 变形监测点按照设计要求的断面布设，上下行隧道各布置5个监测断面，每个断面在轨道附近的道床上布设两个沉降监测点，中腰位置两侧各布设两个水平位移监测点，即每个监测断面布设6个监测点。各观测点用连接件（人字形钢架）配小规格反射棱镜，用膨胀螺丝及云石胶锚固于监测位置的侧壁及道床的混凝土中，棱镜反射面指向工作基点。布设监测点应严格注意避免设备侵入限界，可以将监测点布设在图中位置。 3变形监测平面控制网的建立与精度分析 3.1监测网的建立 3.1.1平面控制网的建立 首先应根据设计单位和用户对实施监测物的精度要求，结合施工单位的仪器设备，制定平面测量的等级，然后充分考虑工程各部施工放样需要，点位不与工程建筑物发生冲突，使用方便，点位便于长期保存等方面情况下交替进行图上和实地选点，构造网形，确定点位测量的实方案。在点位确定后，可以根据点与点之间的通视情况构成网形，拟定图中的角度和边长观测量，可以用专有的软件进行精度的估算和观测量优化，通常是边角全测网开始优化计算，若计算结果的冗余过大，删掉一些通视条件不好的，边长过长，竖直角过大的边和相应的角度，再进行估算，直至点位精度满足要求，工作量又相对较小。 3.1.2高程控制网

地铁工程施工监测方案

地铁工程施工监测方案 监测目的:一是通过对监测信息的分析指导后续工程的施工，二是确保周围建筑物的稳定及施工安全，三是为今后类似工程的建设提供经验. 根据招标文件中有关施工监测部分的精神，结合本工程的地理位置及基坑的开挖深度和工程结构型式的特点来考虑，我们认为监测重点为监测围护结构的水平位移及沉降、地表变形、钢支撑受力、地下水位以及地下管线变形等方面监测。 1.监测组织与程序 建立专业监测小组，根据业主要求委托有资质和有业绩的单位进行，并由具备独立资质有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成。负责监测方案的制定、监测仪器的埋设和调试、监测数据的收集、整理和分析，并采用先进可靠的计算软件，快速、及时准确的反馈信息，指导施工。同时与预测的数据进行对照，有利于及时发现异常，及早采取措施。 2. 监测项目 地下工程按信息化设计，现场监控量测是监视围岩稳定、判断支护衬砌设计是否合理安全、施工方法是否正确的重要手段，通过监控量测：将监测数据与预测值相比较，判断前一步施工工艺和支护参数是否符合预期要求，以确定和调整下一步施工，确保施工安全和地表建筑物、地下管线的安全。 将现场测量的数据、信息及时反馈，以修改和完善设计，使设计达到优质安全、经济合理。 将现场测量的数据与理论预测值比较，用反分析法进行分析计算，使设计更符合实际，以便指导今后的工程建设。 测点布置、监测手段与监测频率 现场监控量测项目、测点布置、监测手段与监测频率详见明挖段监控量测表。 3.监测方案及相应措施

1）地面沉降 （1）监测方法：主要监测基坑开挖引起的地表变形情况。监测方法是在地表埋设测点，用水准仪进行下沉的量测。根据量测结果进行回归分析，判断基坑开挖对地表变形的影响。 （2）测点布置原则：测点布置在基坑周围地面上，间距10～20米。 （3）量测频率：见监测项目汇总表 （4）量测精度：±1mm （5）相应对策：当地表沉降速度过大，加快监测频率，必要时，停工检查原因，采用加强支撑和加固地层的措施保证施工安全。 2）基坑开挖引起的地下管线变形监测。 （1）监测方法：本车站施工范围内及周围地下管线较多，根据招标文件，针对每一根管线，提出初步的保护措施，管线分布及保护方案详见管线布置示意图。本次监测主要针对基坑周边的管线及受保护的管线，监测管线的水平的和沉降。 施工监测项目表

地铁隧道结构变形监测控制网及其数据处理

地铁隧道结构变形监测控制网及其数据处理 发表时间：2017-10-30T09:25:06.667Z 来源：《基层建设》2017年第20期作者：汪英宏王守横 [导读] 摘要：地铁隧道结构复杂，在长期使用过程中会受到各种因素的影响，因此，做好变形监测非常重要。 上海市机械施工集团有限公司大连地铁216标段项目经理部辽宁大连 116037 摘要：地铁隧道结构复杂，在长期使用过程中会受到各种因素的影响，因此，做好变形监测非常重要。本文将进行分析，以供参考。关键词：地铁隧道；变形监测；原因；措施 1.前言 对于地铁隧道结构变形的监测，不能采用传统的变形监测控制网布设方法，在施工过程中根据施工要求对工艺参数进行控制，为保证结果的准确度，必须进行基准点的稳定性检验。 2.地铁隧道变形原因 2.1轨道结构变形 地铁隧道变形包括轨道结构变形和隧道结构变形两种形式。其中轨道结构变形的主要原因是列车荷载长期对轨道产生反复作用，使轨道发生几何偏差进而影响轨道的平整性和顺畅性。除列车荷载作用外，隧道周边建设施工的卸载、负荷、加载也会引起道床的不均匀沉降。这种沉降同样会影响轨道的平整度及顺畅。对于铁路来说，地铁运行车辆重量较轻、速度低，轨道和车辆行走部分的变形一般不会引起地铁事故，但轨道变形造成的不平顺可能会导致列车发生不正常振动。这会降低列车运行的稳定性，减少用户的舒适度，更重要的是会加快轨道结构部件的损坏速度，从而间接影响列车的行车安全。 2.2隧道结构变形 地铁隧道结构变形发生在施工阶段和运营阶段，在施工阶段，地铁暗挖隧道工程是在岩土体内部进行的。在开挖过程中对地下岩土的扰动是不可避免的，这就破坏了地下岩土体原有的平衡条件。隧道开挖时地层初期受到的影响较小，发生的也是微型形变，随着开挖的不断深入，变形会极剧增大然后又趋于缓慢。因此，在隧道开挖过程中应对隧道的拱顶下沉量和地表的下沉量进行监测，以便于对隧道结构的稳定性和开挖工程的安全性提供分析依据。地铁隧道开挖引起的地层变形是一个漫长而缓慢的过程，无论是浅埋暗挖法还是盾构法在工程完工投入使用后都会不同程度的发生整体下沉的现象，尤其是工程处于软土层中时下沉现象更加明显。 3.地铁隧道变形监测技术 3.1传统监测技术 传统监测技术是利用水准测量仪的检测功能对隧道结构的变形情况进行监测，主要对隧道变形区域的断面进行监测。该法在实际使用过程中存在一系列不足： 首先，该法无法使用先进的远程测量技术。在监测过程中不得不打断监测区内的列车运行。 其次，地铁隧道内可视性差，空间受到限制，运行环境复杂，给监测的安全性和监测质量造成了不利影响。 最后，监测点数量受限，若设置监测点过多，不仅会增大工作量还会延长监测周期的长度，无法准确的反映出变形的真实情况；若设置监测点过少，无法根据有限的数据得到较为精准的变形趋势，这对后期的隧道结构的变形负荷分析是极为不利的。传统的监测技术已经无法适应现代社会的需求新型的监测技术急需被研发使用。 3.2高程监测控制网 在地铁进行跨河水准测量、测量机器人三角高程法测量、GPS 测高三种方法进行施测。 3.2.1跨河水准测量跨河水准观测采用威特 N3 及配套的铟瓦水准尺，施测前仪器 i 角检校为+1.2s。跨河水准测量严格按《国家一、二等水准测量规范》要求选定与布设场地，使仪器及标尺点构成平行四边形。作业方法、视线距水面的高度、时间段数、测回数、组数及仪器检查等按规范要求执行。按二等跨河水准观测精度施测 8个测回，高差中数中误差为±1.48mm。 3.2.2 测量机器人三角高程法测量采用徕卡 TCA2003 机器人完成，在 b1、b2 设置仪器，对向观测 12 个测回，测回间隔 5min。每测回量取 2 次仪高和棱镜高，量取至毫米。高差中数中误差为±1.00mm。 3.2.3 GPS 高程测量b1、b2大地四边形进行 GPS 联测，GPS 网解算的 b1、b2大地高的高差为-0.3403。 3.2.4 三种方法的成果比较高程监测控制网采用跨河水准测量、测量机器人三角高程法测量、GPS 测高三种方法进行施测结果进行对比。 4.基于组合后验方差检验法的灵敏度 4.1灵敏度的概念及其目的 通常情况下对基准点的稳定性进行判断是在测量结束后的内业处理过程中，删除一些不稳定的点带来人力物力和时间的浪费，在当今世界寻求的应是高效节能的方法，若是在观测现场测量人员或者测量机器人根据观测数据能感知到基准点的不稳定性，就可以给外业监测提供指导，提前对基准点进行筛选，甚至给基准网的布设提供意见，使得地铁隧道结构变形监测网和后期数据处理得到优化。 然而对同一个点的多次观测结果存在差异可能是误差影响也可能是基准点不稳定引起，要是知道到底出现多大的变动时可以认为是基准点发生了移动，那进行现场监测时就能对基准点的稳定性进行判断，不需要等到进行完内业处理才能得到答案。当观测值出现一定程度变化的时候，这种方法就能够有效的检测出结果。 4.2组合后验方差检验法灵敏度的探测 为模拟基准点的变动，对观测数据进行人为的改动。从众多基准点中任意选取3个，分别对方位角、天顶距和距离三个观测量进行测试，当角度偏差大于3秒小于6秒时对该点的稳定性应持怀疑态度，而大于6秒时该点稳定性就一定不可靠，当距离的测量偏差大于5ｍｍ时该点的稳定性同样不可靠。计算所得的组合后验方差检验法的灵敏度在实际工程实例中可以作为重要的比较参考值，通过比较监测数值间的差值，实现监测现场简单、快速判定基准点的稳定性。 5.隧道变形监控的系统建立 5.1系统数据库结构 变形监测数据库用于存储监测点属性、监测成果等数据信息，是数据管理系统的基础。因此，合理的数据库结构不仅是数据库设计的

监测自动化发展现状

我国大坝自动化安全监测现状 200930201489周杰华 我国大坝自动化安全监测的研究始于70年代末，80年代有了长足的进步，进入90年代中期以后，随着现代科学技术的迅猛发展，特别是传感技术、计算机和微电子技术、通信技术的巨大发展，我国大坝自动化安全监测技术的总体水平有了一个质的飞跃，监测自动化技术已渐趋成熟，大坝安全监测的实时性、稳定性、可靠性和实用性有了显著的提高。可以说21世纪大坝自动化安全监测已进入了推广应用的新时代。 一、概述 从1992年对83座水电站大坝开展了首轮水电站大坝安全监测设施更新改造工作开始，通过八年多的努力，绝大部分水电站大坝已完成以“完善化为主，着重配齐必要的监测项目，提高监测精度、稳定性和可靠性”为目标的更新改造工作，设置了必要的变形、渗流等监测项目，大坝安全监测设施的现状有了较大的改善，使这些大坝健全了监视其安全的耳目。但是，通过调查发现:由于客观因素的限制和变化以及人们认识水平的不断提高，部分大坝的监测设施还存在一些问题。如:有的大坝变形监测未设校核基点，或测点布置和结构不合理，或监测精度不能满足规范要求，或设备老化、受损，或自动化程度不高等。 在大坝自动化安全监测方面，根据对电力系统136座水电站大坝自动化安全监测调查情况看，有60座水电站大坝单个或多个监测项目采用了监测自动化技术，实现了数据的自动采集。其中，有33座大坝的变形、渗流等主要监测项目实现了监测自动化，有18座大坝的变形监测实现了自动化，有6座大坝的渗流监测实现了自动化。系统都有在线监测的功能(如数据的自动采集、传输、储存和处理)，大多数系统还有离线分析、建立数学模型、报表制作、图形制作等功能。 大坝自动化安全监测的实现，提高了监测精度，改善了监测条件，减轻了劳动强度，增强了对大坝的在线监测能力，为今后实现在线监控和在线管理打下了良好的基础。同时对及时掌握大坝运行状态发挥了重要作用，也为大坝安全评价提供了科学依据。 从调查的资料中也可以看出，各大坝的监测自动化系统的规模、功能、稳定性、可靠性参差不齐，绝大多数基本能满足监测要求。但也有一些系统，特别是1995年以前建成的系统问题较多，有的已处于瘫痪状态(如盐锅峡)，有的监测数据系列较差、精度低不能满足资料分析要求(如桓仁、回龙山的垂线，梅山的垂线，柘溪的垂线和量水堰、富春江的引张线，长潭的激光准直，枫树坝的采集单元等)，急需进行改造完善。系统发生故障的原因主要有:传感器、设备元器件质量差，还有雷击、潮湿、鼠咬、浸水等外界因素。 二、下面分监测方法、监测仪器(传感器)、数据采集系统、监控管理系统四大部分对目前的监测自动化有关现状加以叙述。 1 监测方法 选择有效的监测方法是取得良好监测效果的保证。表1汇总了大坝自动化安全监测常用

城市地铁工程定向测量及变形监测技术研究

城市地铁工程定向测量及变形监测技术研究 发表时间：2018-05-24T16:03:15.960Z 来源：《基层建设》2018年第6期作者：农运珍[导读] 摘要：近年来随着城市地铁建设规模的不断扩大以及人们对地铁出行依赖程度的提升，地铁的安全施工和运维成为关系民生的大事。 南宁市勘察测绘地理信息院摘要：近年来随着城市地铁建设规模的不断扩大以及人们对地铁出行依赖程度的提升，地铁的安全施工和运维成为关系民生的大事。而测量工作为地铁安全提供了重要的数据支撑和保障。本文在分析地铁施工定向测量方法、特点、影响因素等问题的基础上，对变形监测技术进行了分析，其结果对指导地铁施工测量，保证地铁安全稳定运行具有重要意义。 关键词：地铁工程；定向测量；变形监测由于我国人口数量较多，这就需要足够的交通工具来保证人们的正常出行。当前在市场上主要有小汽车、公交车以及自行车等交通工具。相比较而言，私家汽车虽然方便，但是成本太高，对于许多普通家庭而言并不是一个合理的选择。而公交车由于中间站点比较多，行驶速度较慢，对于一些长距离的工作一族而言并不是理智的选择。在这种情况之下，地铁这一绿色环保且便捷的交通工具有效的解决了这一问题。根据相关的数据资料显示，目前市场上越来越多的人选择了地铁这一交通出行方式，它在人们的生活之中扮演着愈加重要的作用。由此可见，对于地铁在使用过程当中的后期维护一定要加大监测力度，以此来保证这一交通工具的正常运行。 一、定向测量技术的类型以及特征 （一）定向测量的主要内容 1、地面控制网定向测量法 这种方法离不开地理信息技术手段的支持，其中最常用的便是 GPS 信息网络技术。地铁运营公司通过对测量收集的地域资料进行深入的分析，及时发现出现的新问题。然而这种测量方法也是存在一定弊端，由于它所选择的 GPS 技术只能够负责收集数据，对这些数据并没有一个自动分析和处理的能力，所以这就要求地铁运行公司要另外设置相关的处理系统，这就会在某些方面加大了人力和物力资源的耗费，对于初期发展的公司也不是一个理智的选择。 2、地铁工程的施工测量 俗话说得好，“良好的开端是成功的一半”，说的就是这个道理。要想让地铁的使用寿命够长，减少后期的维修治理工作，节约地铁公司的人力、物力和财力资源，就必须严格重视地铁工程的施工建设环节，也只有这样才是许多公司最明智的做法。同样的，地铁是建设在地下的，所以对于地形地质有着特殊的要求，这是在监测工作当中的重要一部分。也就是说，这里的监测主要是指对于一些可能会影响地铁建设的自然因素。当然除了要考虑自然因素之外，我们还要充分的考虑好当地的人文因素，只有在万事俱备的情况之下我们才可以保证地铁的良好运行。 3、地铁工程监测 这部分所涉及的范围就比较广了，但是它又比较侧重于整个施工的管理系统。要知道，地铁建设是一个巨大而复杂的工程，它必须要求所要建设的城市具有一定的自然环境以及一定的经济实力，只有具备这些才能保证这个地区有建设地铁的资格。公司无论是从最初的决策环节，还是中间的施工环节以及之后的监督环节都要有一个良好的运营系统，一旦在哪个环节出了问题，就必须及时得以解决。 （二）定向测量的主要特点在我国，由于经济建设的需要，越来越多的城市开始进行地铁建设。而科技水平的不断提高，突破了以往受自然因素条件的限制，地铁可以说已经成为了哪里需要便可以进行建设的大工程。所以在这一时期它所显现出来的新特点就是可以突破空间的限制，施工的规模变得更加宏大，周边的建设环境也越来越复杂，施工难度越来越大，相关的科技水平也发展得越来越快。但是在我国目前还没有出现哪一个企业拥有独立承接一项地铁建设工程的能力，每一个项目都是由许多个公司来共同建设。这也就迎来了另一个问题，那就是如何做好分工工作，特别是在施工环节，如何处理好中间的交接工作使得地铁工程一体化，而不会因为某些方面而导致这项工程不能够正常运行。 二、城市地铁工程定向测量的主要方法 在地铁工程施工中，为了控制隧道施工的贯通误差，需要根据施工现场条件采用适当的施工措施，同时设计和采用合理的测量方法，以保证隧道按照设计精度和要求贯通。 1、联系三角形法 联系三角形法主要是通过在地铁隧道施工竖井处悬挂两根钢丝，由井上近井点测定到悬挂钢丝的距离和角度，算出钢丝的坐标及与钢丝间方位角，同时在井下测量作业时，通过坐标传递和数值计算等方式得出地下导线起始边的坐标和方位角的测量方法。竖井三角形联系测量主要优点是运用普遍，精确度高，缺点是对钢丝稳定度要求高，观测繁琐，时间长，计算量大，对测量环境的要求较为严格。 2、竖直导线定向法 竖直导线定向是竖井联系测量的另一类，该测量方法的原理是将地面控制点的坐标、方向通过竖井传递到井下，并使地上和地下同处于同一坐标系统。竖直导线定向法对地铁工程的定向测量尤为适用，城市地铁工程一般深度较浅，处于地下 20米范围以内，采用竖直导线定向法原理更简单，且易于操作，布网灵活，利于优化设计，测量精度较高，能满足施工精度要求。同时采用竖直导线定向法测量对施工测量现场的场地要求低，对施工的干扰较小。 3、水准陀螺仪联合定向法 水准陀螺仪联合定向方法原理就是利用垂准仪投出地上、地下在同一铅垂线上的点位，根据地上、地下陀螺定向成果计算出投点在空间的平面夹角，使地上、地下的导线连成一体，把地上导线坐标、方位角传递到地下导线。在地铁工程施工，联合定向法相比其它定向测量方法而言，作业效率更高，同时不受井筒孔径大小限制，作业精度也能够满足要求，应用相对广泛。 三、地铁工程的监测技术研究 由于地铁建设项目在我国才刚刚起步，还属于初步探索阶段，并不具备相关的丰富经验，特别是与国外发达国家相比，仍然存在较大的差距。而且就目前的地铁测量情况来看，无论是在前期的决策阶段还是中间的施工阶段都存在一些较大的问题，严重影响了我国地铁运行系统的良好运行。

变形监测知识点

所谓变形监测，就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。其任务是确定在各种载荷和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。 变形观测：对变形体在运动中的空间和时间域内进行周期性的重复观测，就称为变形观测。根据变形体的研究范围，可将变形监测研究对象划分为这样三类： 1全球性变形研究如监测全球板块运动、地极移动、地球自转速率变化、地潮等； 2区域性变形研究如地壳形变监测、城市地面沉降等； 3工程和局部性变形研究如监测工程建筑物的三维变形、滑坡体的滑动、地下开采使引起的地表移动和下沉等。 变形监测的内容 1）工业与民用建筑物：主要包括基础的沉陷观测与建筑物本身的变形观测 2）水工建筑物：对于土坝，其观测项目主要为水平位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测。3）地面沉降：对于建立在江河下游冲积层上的城市，由于工业用水需要大量地吸取地下水，而影响地下土层的结构，将使地面发生沉降现象。对于地下采矿地区，由于在地下大量的采掘，也会使地表发生沉降现象 变形监测的目的和意义：具有实用上的意义，主要是掌握各种建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要信息，及时发现问题，以便采取措施；具有科学上的意义，包括更好地理解变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，进行反馈设计，以及建立有效的变形预报模型。 变形监测技术的未来发展趋势： 1）多种传感器、数字近景摄影、全自动跟踪全站仪和GPS的应用，将向实时、连续、高效率、自动化、动态监测系统的方向发展； 2）变形监测的时空采样率会得到大大提高，变形监测自动化可为变形分析提供极为丰富的数据信息； 3）高度可靠、实用、先进的监测仪器和自动化系统，要求在恶劣环境下长期稳定可靠地运行； 4）实现远程在线实时监控，在大坝、桥梁、边坡体等工程中将发挥巨大作用，网络监控是推进重大工程安全监控管理的必由之路。 1.什么是监测网平差的基准，平差基准有哪三种类型？ 固定基准位于变形体之外，在各观测周期中认为是不变的，以作为测定变形点绝 对位移的参考点。在监测网平差中，我们通常将变形参考系称为基准，监测网平 差时必须考虑网点位置及其位移的参考基准。如果基准不统一，形变量中就会混 入基准误差；如果基准定义不当，也会给形变分析带来困难。 监测网平差的基准固定基准—经典平差，重心基准—自由网平差，局部重心基准—拟稳平差监测点位布置：必须安全、可靠，布局合理，突出重点，并能满足监测设计及精度要求，便于长期监测。 沉降观测工作点的布设：1）沉降监测工作点应布设在最有代表性的部位，还要考虑到建筑物基础的地质条件，建筑物特征，建筑物内部应力分布状况等。2）工作点应与建筑物连接牢固，使工作点的高程变化能真正反映建筑物的沉降变化情况。3）工作点的点位应便于观