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形变监测系统介绍戴森隧道

地铁隧道结构健康实时监测系统解决方案

西安戴森电子技术有限公司

地铁重要性和我国的现状

地下铁道交通，是一座城市融入国际大都市现代化交通的显著标志各个城市均迅速掀起建设地铁热潮

国家扩大内需政策，大力投资地铁项目，支持城市基础设施建设

地铁事故频发

2003年7月1日上海轨道交通4号线旁通道工程施工渗水塌陷事故

2007年3月28日中铁十二局第二工程公司在承建北京市地铁10号线2标段施工过程中出现环向裂缝事故

2008年11月15日杭州萧山区萧山风情大道地铁一号线出口附近发生大面积地面塌陷事故

2009年1月份发生在上海的11号线地铁打通事故

……

地铁解决方案

?戴森对于地铁快速新建提供了全面的应用解决方案，主要包括：地铁施工路面扫描系统

地铁隧道断面监测系统

全自动化的Geomos变形监测系统

地铁施工路面扫描系统

地铁施工路面扫描系统系统组成

地铁施工路面扫描系统功能特点

监测的目标可选择圆棱镜，无棱镜，和反射贴片三种类型，且可混合使用；

可采用无线或有线的方式远程控制仪器进行测量；

可实时显示变化趋势图和三维图形；

可以方便灵活的方式输出各种图形报表；

多台仪器可以同时并行工作，且可以采用不同的方式与远程控制中心进行通讯

地铁施工路面扫描系统变形分析模块

地铁施工路面扫描系统

部分成功案例

?上海地铁2号线盾构穿越虹桥机场跑道的实时跑道扫描监

测

上海地铁10号线天山路段盾构穿越外环线立交桥的路面监测

杭州地铁一号线坍塌事故的施工抢险中

地铁施工路面扫描系统部分成功案例

地铁隧道断面监测系统

地铁隧道断面监测系统主要功能

断面定位：定位需要监测的隧道断面，每次监测保持同一断面。

断面测量和输出：按照设定的间隔对隧道断面进行自动扫描测量并输出测量数据。

断面曲线拟合：根据隧道断面的设计要素进行数据拟合。

断面变形分析：根据两次测量同一断面的拟合数据进行分析对比，以求出变形量。

报表数据输出：将变形数据以报表和图形的方式输出。

地铁隧道断面监测系统

主要特点

可任意自定义要监测的隧道断面；

自动剔除一些测量到隧道管线和其他部位的粗差点；

可根据实际情况任意设置断面扫描的起点和终点；

可任意对比任何两个断面数据的变形量；

测量数据曲线、拟合曲线、设计曲线等可设置为显示或不显示，并可自定义其曲线的颜色；变形数据以图形和报表的方式输出，方便直观；

整个软件操作简单，人性化程度高。

地铁隧道断面监测系统分析模块

地铁隧道断面监测系统

部分成功案例

?本系统已经成功运用于上海地铁4号线、6号线、8号线、11号线等

多条地铁的隧道断面监测中

全自动化的GeoMoS变形监测系统

本系统通过对安置在地铁隧道

内部的目标棱镜的连续不间断

测量，从而打开实时掌握隧道

变形情况的目的

系统组成

野外数据采集子系统

控制中心数据处理子系统

相应的通迅子系统

系统组成

野外数据采集子系统

18 台全自动高精度的全站仪

560 块迷你棱镜

控制中心数据处理子系统

控制中心数据处理系统

计算机工作站

相应的通迅子系统

野外数据采集子系统

全站仪的安装：

每一个路段安置4 到6 台高精度全

自动全站仪；

18 台全自动高精度的全站仪；

根据实际情况的需要被安装在不

同的位置上，有些是在隧道的墙

壁上，有些是在车站的屋顶上，

有些则是在路轨附近的比较稳固

的结构物上；

每一个测站都有持续的电源供应

并配有专门的安全锁确保仪器的

防盗安全；

野外数据采集子系统

棱镜的安装

每间隔13 米在路轨两侧设置一对迷你棱镜；

560 块迷你棱镜；

度身定制的遮雨保护罩

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

隧道变形监测方案

富水土质隧道围岩变形监测及其应用 (中铁建某集团山东) 摘要本文以新松树湾隧道为例，通过内空收敛和围岩内部位移的量测，分析了富水土质隧道的围岩变形规律，对类似工程施工有一定的参考价值。关键词富水土质隧道围岩变形随着西部大开发的进行，对富水黄土地区的隧道施工参数的测试和研究具有重要的意义。本文以新松树湾隧道为例进行探讨。 1 工程概况新松树湾隧道为既有松树湾隧道复线的单线铁路隧道，位于甘肃省陇西县境内大营梁，全长1726m，复合衬砌。大营梁为黄土梁峁区，该隧道范围地层为上更新统风积粘质黄土和下、中更新统冲、洪积杂色砂粘土。粘质黄土为淡黄色、棕黄色，厚0—20m，土质较匀，具孔隙及虫孔，局部含白色钙丝及钙质斑点，半干硬至硬塑，II级普通土，II类围岩，σ0=150kPa，具II级自重湿陷性。杂色砂粘土主要表现为强崩解性，一定的膨胀性及含有盐碱成分。II级普通土，II类围岩，σ0=200--250kPa （局部软塑—流塑状，I类松土，I类围岩，σ 0=100--120kPa）。大营梁地带年平均降水量513.3mm，隧道三面汇水，地下水较发育，系大气降水补给。地下水主要有上层滞水和裂隙水，前者一般埋深15—30m之间。多见有泉和渗水出露，水量相对较大，隧道内日渗水量22--18m3/d.地下水对混凝土具弱侵蚀性。经调查，既有松树湾隧道（1960年建成）各地段有不同程度的渗漏水现象。隧道渗水主要通过拱顶、边墙接缝、排水沟孔、墙角部位渗出，水对普通硅酸盐水泥有侵蚀性。因此，新松树湾隧道采用曲墙有仰拱衬砌，除进口端I类围岩模筑衬砌，余均采用复合衬砌。初期支护为1榀/m钢格栅+钢筋网+钢筋锚杆喷锚。在施工中采用新奥法分三台阶开挖。 2 量测项目根据现场情况，选取了八个量测断面进行内空收敛的测试；还选取了两个断面进行围岩内部位移测试。内空收敛在开挖后马上埋设测点，在12小时内测取初始读数，采用煤炭科学研究院生产的JSS30型数显收敛计量测。观测断面里程分别为1#面——DK1601-8.4，2#面——DK1601+6.4，3#面——DK1601+21.9，4#面——DK1601+36.1，5#面——DK1601+46.5，6#面——DK1601+86.5，7#面——DK1601+122.5，8#面——DK1601+172.7，其中7#、8#面进行围岩内部位移测试（图1），每个断面各有六条内空收敛测线，即1-2、1-3、1-4、1-5、2-3、4-5。围岩内部位移采用煤炭科学研究院生产的杆式多点位移计进行测量，这种位移计使用膨胀木锚头，具有安装简单，可靠等特点，每个钻孔可分别测量埋深1M，2M，4M处的围岩与洞壁之间的相对位移。 Fig.1 Arrangement of the c onvergences and internal displacement of the wall rock 3 内空收敛量测通过测量结果计算各测线收敛累计值，同时计算出各测线的位移速率。隧道周边收敛按下式计算： R R U i i - = 收敛速率按下式计算：

盾构现场施工隧道监测方法

精心整理上海长兴岛域输水管线工程盾构推进环境监测技术方案

目录一工程概况二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估计三监测施工的依据四监测内容

施工工序，第一台盾构自原水过江管工作井始发推进（东线）至中间盾构工作井进洞后盾构主机解体调头，继续西线隧道推进施工。第二台盾构自中间盾构工作井始发推进（东线）至水库出水输水闸井进洞后盾构转场回中间盾构工作井，继续进行西线隧道推进施工。总体筹划详见下图：二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估算因很复杂，其中隧道线形、盾构形状、外径、埋深等设计条件和土的强度、变形特征、地下水位分 V l S （x ）i Z －地面至隧道中心深度。 φ－土的内摩擦角。在已知盾构穿越的土层性质、覆土深度、隧道直径及施工方法后，即可事先估算盾构施工可能引起的地面沉降量，同时可及时地采取措施把影响控制在允许范围内。在推进过程中根据盾构性能及监测数据及时调整施工参数，控制变形量，确保周边环境的绝对安全，实现信息化施工。三监测施工的依据 3.1技术依据 1) 上海长兴岛域输水管道工程技术标卷（甲方提供）

地铁隧道变形监测中的三维激光扫描技术研究

地铁隧道变形监测中的三维激光扫描技术研究发表时间：2018-11-14T17:16:54.063Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第20期作者：黄鑫 [导读] 有效减轻了监测的劳动强度、缩短了监测作业时间，并且获得了更加准确、全面的检测数据，大大提高了检测的质量。本论文以地铁隧道变形检测中的三维激光扫描技术为研究切入点，对其进行了详细的研究和论述。黄鑫广州云胜工程勘测技术有限公司广东广州 510000 摘要：在地铁隧道施工建设完成之后，做好地铁隧道变形监测尤为重要，是保证地铁工程施工质量，确保地铁安全运营的重要条件。在地铁隧道变形监测中技术中，充分融入三维激光扫描技术，有效减轻了监测的劳动强度、缩短了监测作业时间，并且获得了更加准确、全面的检测数据，大大提高了检测的质量。本论文以地铁隧道变形检测中的三维激光扫描技术为研究切入点，对其进行了详细的研究和论述。关键词：地铁隧道；变形监测；三维激光；扫描技术地铁隧道在施工建设完成之后，受到土地扰动、周边工程施工、建构物负载等因素的影响，在具体施工中会出现纵向、横向变形，严重影响了地铁隧道的安全运行。这就要在具体的施工中，加强地铁隧道变形监测工作。传统的检测具有明显的缺点，如：工作效率低下、数据不全、自动化程度低，而将三维激光扫描术引入到地铁隧道变形监测过程中，有效地弥补了传统监测的不足。 1.地铁隧道变形检测相关概述随着城市化进程的加快，城市人口增加、机动车辆增加。各大城市都面临着较为严重的交通压力。为了有效的缓解城市交通压力，各大城市都加强了地铁隧道的建设。但是在地铁隧道建设完成之后，受到复杂地质地理因素的影响，原本设计的地铁线路可能会出现多种结构改变，如：沉降、弯曲、扭曲变形、开裂等，在一定范围内的结构变形，并不会对地铁隧道的发展产生重要的影响，一旦地铁隧道出现严重的结构变形，就会导致地铁隧道出现结构与道床剥离、地铁轨道设备几何形位改变等。除此之外，地铁隧道建设完成后，在运营过程中，还会受到地面和周边建筑物负载、隧道周边工程施工、隧道工程结构施工、地铁列车运行过程中所产生的振动等因素的影响，也在一定程度上加强了地铁隧道的变形。因此，对于新建的地铁隧道线路，必须要加强变形监测，根据监测结果充分了解其平面位移、竖向位移情况，以有效保障地铁隧道的运营安全[1]。同时，变形监测数据，还可以为以后的地铁隧道设计，提供一定的借鉴和依据。 2.三维激光扫描技术以及特点 2.1三维激光扫描技术三维激光扫描技术主要是指在地铁隧道变形监测过程中，利用激光扫描装置进行自动、系统、快速的扫描，并将所获得相应数据进行整理分析，以获得对象的表面三维坐标。这种三维激光扫描技术是一种高科技的测绘技术，集成了多种高新技术的测绘仪器，并在具体监测过程中，采用非接触式的高速激光测量方式。三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的具体应用，应包括以下四个步骤：步骤一：在地铁隧道内部建立一个监测基准网，并形成一个闭合的观测系统。通常，地铁隧道内部基准网往往在铺轨施工期间完成，并采用地铁的基本控制网进行建立。步骤二：根据地铁隧道的实际情况，在每隔一定的距离上，可采用CPⅢ控制点埋设的方式，设置一个激光反馈观测点。通常，激光反馈观测点往往选择在增加横断面上，这样便于激光反馈点的收集。之后，根据激光反馈点所的到的数据进行分析，从而根据分析结果得出地铁隧道的变形程度。步骤三：以地铁隧道和你建立的检测基准网为基础，采用三维激光扫描仪，对激光反馈光测点进行扫描，从而得到整个地铁隧道线路的三维激光扫描数据。步骤四：将三维激光反馈点所得到的数据进行综合整理，并据此建立三维模型，进行综合检测。在这一过程中，对于大量的数据分析，要保证数据的完整真实，不能在分析过程中，随意更改[2]。 2.2三维激光扫描技术特点具体来说，三维激光扫描技术在地铁隧道变形检测中的应用，具有一定的优势：第一、效率高。三维激光扫描技术在监测的过程中，所用的时间仅仅为传统监测时间的几十分之一，能够在短时间内完成高质量的监测。尤其是对于地形结构复杂的区域内部来说，三维激光扫描技术监测优势尤为明显。第二、三维可视化三维激光扫描技术在监测中，可以快速获取地铁隧道内部精确信息，充分反映其本身特点，并在此基础上，实现了地铁隧道内部表面的三维可视化。第三、安全稳定，精度均匀与传统的监测方法相比较，三维激光技术在应用中由于扫描仪自动识别，大大降低了监测过程中人为因素所造成的误差，在一定程度上提高了观测的精准度。另外，在监测过程中，由于三维激光获取数据密度较大，精度分布较为均匀，所谓在此基础上构建出的三维立体模型，具有较强的完整性和连贯性。第四、数据监测更加全面三维激光扫描技术在应用中，可以对隧道内部各个区域的沉降、结构变形、收敛情况进行详细、直观的了解，使得数据监测更加全面。 3.三维激光扫描技术的具体应用 3.1制定监测方案制定科学的检测方案，是实施三维激光扫描技术监测的第一步。在制定监测方案的过程中，不仅要根据地铁隧道的实际情况，还要对

盾构施工隧道监测方案

上海长兴岛域输水管线工程盾构推进环境监测技术方案上海东亚地球物理勘查有限公司二00八年五月

目录一工程概况二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估计三监测施工的依据四监测内容五监测技术方案六监测人员安排七技术及质量保证措施八附图

上海长兴岛域输水管线工程盾构推进环境监测技术方案前言科学技术的发展与试验技术的发展息息相关。历史上一些科学技术的重大突破都得益于试验测试技术。因此，试验测试技术是认识客观事物最直接、最有效的方法，也是解决疑难问题的必要手段，试验测试对保证工程质量、促进科学的发展具有越来越重要的地位和作用。测量技术在土建工程中同样占有重要地位，它在各类工程建筑，尤其是在地下工程中已成为一个不可或缺的组成部分。随着科学技术的发展，测量的地位更显关键和重要。早期地下工程的建设完全倚赖于经验，19世纪才逐渐形成自己的理论，开始用于指导地下结构设计与施工。于是在重大或长大隧道中，及时掌握现场的第一手资料，进行动态分析，就成为施工控制的重要项目之一。因此施工量测项目显得更加突出和重要。为了验证设计和计算是否合理，运营是否安全，各种工程试验与测试技术的研究和应用也越来越受到施工和科研工作者的重视。地下工程的设计，必须将现场监控量测列入设计文件，并在施工中实施。现场监控量测是判断围岩和隧道的稳定状态，保证施工安全，指导施工顺序，进行施工管理，提供设计信息的重要手段。掌握围岩和支护动态，按照动态管理量测断面的信息，正确而经济的施工；量测数据经分析处理与必要的计算和判断，预测和确定到最终稳定时间，指导施工工序和实施二次衬砌的时间；根据隧道开挖后围岩稳定性的信息，进行综合分析，检验和修正施工前的预设计；积累资料，已有工程的量测结果可应用到其他类似的工程中，作为其他工程设计和施工的参考依据。盾构在推进过程中必然会造成地面沉陷、位移现象，针对这种情况本监测工程设置了相应的监测手段，对在盾构推进过程中产生的各种变形进行实时监测。一工程概况长兴岛域输水管线工程位于长兴岛上，起点于牛棚圩以北的丁字坝附近，与青草沙水库出水输水闸井相接；终止于永和路以南120m左右的上海崇明越江通道东侧绿化带内，与长江原水过江管工作井相连。输水管线总长约10563.305m，其中东线长5280.993m，西线长5282.312m。全线最小平曲线半径为R＝450m；最大纵坡为8.9‰。具体详见下表。

隧道施工期间的变形监测

TRANSPOWORLD 2011No.9 (May) 206B RIDGE&TUNNEL 桥梁隧道隧道监测作为新奥法的重要内容之一，在隧道施工中起着非常重要的作用。某隧道（DK2+450～DK4+036）地处龙岩闹市区，具有埋深浅、地表建筑密集、地下管线众多、围岩破碎、施工对地表建筑及地下管线影响大等诸多施工不利因素。在施工期间对地表位移、建筑变形及爆破震动等进行监测，监测成果除了为评价施工对建筑的影响服务外，监测成果还可反馈施工，为施工方案及爆破设计参数等的优化提供重要依据，测试成果对确保施工安全、加快施工进度、降低施工成本具有重要意义。监控测量的目的在施工期间对隧道进行监控测量，可掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈，指导施工作业；通过对围岩和支护的变位、应力测量，修改支护系统设计，提供二次支护的最佳时间；在位移——时间曲线中如出现以下反常现象，表明围岩和支护呈不稳定状态，应加强监视。隧道洞内外观测隧道开挖工作面的观测在每个开挖面进行，特别是在软弱破碎围岩条件下，开挖后由隧道工程师和地质工程师立即进行地质调查，观察后绘制开挖工作面略图（地质素描），填写工作面状态记录表及围岩级别判定卡。开挖后未被支护围岩的观测，如节理裂隙发育程度及其方向；开挖工作面的稳定状态，顶板有无坍塌；涌水情况：位置、水量、水压等；底板是否有隆起现象。对开挖后已支护的围岩的观测，如对已施工区段的观察每天至少进行一次，观察内容包括有无锚杆被拉断或垫板脱离围岩现象；喷射混凝土有无裂隙和剥离或剪切破坏；钢拱架有无被压变形情况；锚杆注浆和喷射混凝土施工质量是否符合规定的要求；观察围岩破坏形态并分析。洞外观察洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定以及地表水渗透等的观察，观察结果记录在工程施工日志及相关表格中。隧道位移及变形量测地表下沉量测根据图纸要求洞口段应在施工过程中可能产生地表塌陷之处设置观测点，如图1所示。地表下沉观测点按普通水准基点埋设，并在预计破裂面以外3～4倍洞径处设至少两个水准基点，以便互相校核，基点应和附近原始水准点多次联测，确定原始高程，作为各观测点高程测量的基准，从而计算出各观测点的下沉量。地表下沉桩的布置宽度应根据围岩级别、隧道埋置深度和隧道开挖宽度而定。地表下沉量测频率和拱顶下沉及净空水平收敛的量测频率相同。地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。周边位移量测 C R D 法洞内监控点布置见图2所示，而双侧壁导坑法洞内控制点布置见图3所示。量测坑道断面的收敛情况，包括量测拱顶下沉、净空水平收敛，以及底板鼓起(必要时)。拱顶是隧洞周边上的一个特殊点，挠度最大，其位移情况，具有较强的代表性和显示“闯口”作用等。拱顶下沉和水平收敛量测断面的间距，Ⅲ级及以上围岩不大于40m；Ⅳ级围岩不大于25m；V级围岩应小于隧道施工期间的变形监测文/王刚

地铁隧道结构变形监测数据管理系统的设计与实现

地铁隧道结构变形监测数据管理系统的设计与实现摘要:探讨开发地铁隧道结构变形监测系统的必要性与紧迫性。以ＶiｓuａlBａsic编程语言和AＣCESS数据库为工具, 应用先进的数据库管理技术设计开发地铁隧道结构变形监测数据管理系统。系统程序采用模块化结构,具有直接与外业观测电子手簿连接下传原始观测资料、预处理和数据库管理等功能,实现了测量内外业的一体化。系统结构合理、易于维护、利于后继开发,提高监测数据处理的效率、可靠性以及监测数据反馈的及时性，值得类似工程的借鉴。关键词:地铁隧道;变形监测；管理系统随着经济的发展,越来越多的城市开始兴建地铁工程。地铁隧道建造在地质复杂、道路狭窄、地下管线密集、交通繁忙的闹市中心,其安全问题不容忽视。无论在施工期还是在运营期都要对其结构进行变形监测,以确保主体结构和周边环境安全。地铁隧道结构变形监测内容需根据地铁

隧道结构设计、国家相关规范和类似工程的变形监测以及当前地铁所处阶段来确定，由规范[1]与文献［2]知,运营期的地铁隧道结构变形监测内容主要包括区间隧道沉降、隧道与地下车站沉降差异、区间隧道水平位移、隧道相对于地下车站水平位移和断面收敛变形等监测。它是一项长期性的工作,其特点是监测项目多、线路长、测点多、测期频和数据量大,给监测数据处理、分析和资料管理带来了繁琐的工作,该项工作目前仍以手工为主，效率较低,不能及时快速地反馈监测信息。因此,有必要开发一套高效、使用方便的变形监测数据管理系统,实现对监测数据的科学管理及快速分析处理。现阶段国内出现了较多的用于地铁施工期的监测信息管理系统[3-4],这些系统虽然功能比较齐全、运行效率较高，能够很好地满足地铁施工期监测需要,但它主要应用于信息化施工,与运营期地铁隧道结构变形监测无论是在内容还是在目的上都有着很大的区别和局限性。而现在国外研究的多为自动化监测系统[５-6],也不适用于目前国内自动化程度较低的地铁隧道监测。此外,能够用于运营期并符合当前国内地铁隧道结构监测实际的监测数据管理系统还较为少见。因此，随着国内建成地铁的逐渐增多,开发用于运营期地铁的变形监测数据管理系统变得越来越迫切。为此，根据运营期地铁隧道结构变形监测内容[1-2]和特点,以ｉsｕaｌBasic作为开发工具［7］，应用先进的数据库管理技术[8］,以目前较为流行的

地铁、隧道施工监测方案

施工监测方案第一节监测方案设计和测点布设原则 18.1.1 监测组织机构 18.1.2 设计原则 1、本工程项目监测方案以安全检测为目的，根据不同的工程项目如（明挖、暗挖、盾构）确定监护对象（建筑物、管线、隧道等），针对监测对象安全稳定的主要指标进行方案设计。 2、本工程项目监测点的布置能够全面地反映监测对象的工作状态。 3、采用先进的仪器、设备和监测技术，如计算机技术、遥测技术等。 4、各监测项目能相互校验，以利数值计算，故障分析和状态研究。 5、方案在满足监测性能和精度的前提下，可适当降低检测频率，减少检测元件，以节约监测费用。 18.1.3 测点布设原则 1、观测点类型和数量的确定应结合工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综合考虑。 2、为验证设计数据而设的测点布置在设计中最不利位置和断面，为结合施工而设的测点布置在相同工况下的最先施工部位，其目的是及时反馈信息、指导施工。 3、表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于来用仪器进行观察，还要有利于测点的保护。 4、除埋测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的变形刚度和强度。 5、在实施多项内容测试时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使一监测部位能同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。 6、深层测点应在施工前30 天布置好，以便监测工作开始时，监测元件进入稳定的工作状态。 7、测点在施工过程中遭到破坏时，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，保证该点观测数据的连续性。 18.1.4 主要监测仪器

在本标中，若我局中标将采用由中国地震局第一地形变监测中心研制的“隧道形变自动化监测系统”用于本标监测控制。该自动化监测系统是对整个被监测区域进行多点同时快速扫描式测量，测试的频率可根据实际情况来设定，因此所取得的每一瞬时观测值更真实、更可靠的反映当时被测目标的变形状态。 1、BOY—1 型臂式倾斜仪该仪器具有传感器体积小，安装简单灵活，既能分散单个观测，又能多臂组合成隧道变形监测系统。该仪器可用来监测隧道纵向倾斜（沉降）、环缝变形错位及隧道收敛变形等。主要技术指标灵敏度：0.005mm—0.01mm（1—2 角秒）测量范围：±5°或±10°（臂的最大倾斜度）采数频率：自由选择平均日漂移：小于0.05mm/d 测量精度（单臂）：±0.017mm 适宜环境温度：0°—45℃ 适宜环境湿度：90% 电源：AC200V 50HZ 0.15W DC±9V 20Ma 2、激光水平位移监测仪利用激光发散小，能量高的特性，使用激光束做为位移监测的参照系（基准线），用装有硅光电池的光电转换板对激光聚焦中心进行自动跟踪，光电转换板与一个精密位移传感器相连，这样就可以测量出接收端相对激光束的水平位移变化量。主要技术指标灵敏度：0.05mm 测量动态范围：50mm 采数速度、频率：2 分钟以上自由选择日漂移：小于0.05mm/d 测站精度：0.1mm 非线性误差：小于2% 电源：AC220V 50HZ 3、数据采集及处理软件为了使监测仪采集的数据使用电脑来分析处理，采用相应的软件和建立数据库。本次处理软件是在windows 下进行数据处理和操作，使用微软公司开发的Visual Basic 6.0 软件，Visual Basic 6.0 可以支持使用多种数据库，Access 是Visual Basic 6.0 的内部数据库，其操作方便，安全性强，因此选择Access 作为数据处理的数据库。计算机接口采用DC1054A/D 转换器和DC1070A/D 转换器，前者用于激光位移仪，后者用于臂式倾斜仪。本次采用的软件主要有下述几方面的功能： A、实时采集数据并同时显示各监测目标点的观测数据和连续变化的图形； B、对观测数据储存和各种形式的输出； C、打印数据报表和绘制输出观测图形（全部数据、小时值、日均值、五日均值、月均值）； D、对监测到各项目各组数据（任意时间区段）进行精度计算统计和分析； E、对观测数据进行相关的数学处理：（1）滑动滤波（圆滑观测曲线）；（2）低通滤波（去掉高频躁声）；

盾构施工监测方案

广州市轨道交通三号线北延段工程施工 8 标段【龙归站～人和站盾构区间（二）】土建工程盾构隧道施工监测方案
§1 编制依据 §1 编制依据
1、广州市轨道交通三号线北延段工程施工 8 标段工程合同文件（GDJCDG-0521） 2、《盾构法隧道工程施工及验收规程》（DGJ08－233—1999） 3、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308－1999） 4、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999） 5、《建筑变形测量规范》（JGJ/T8－97） 6、《土木工程监测技术》夏才初等编著，中国建筑工业出版社，2001.7
§2 工程概况 §2 工程概况
三号线延长线出龙归站沿 106 国道继续向北行进，穿过沙坑涌、北二环高速公路、泥坑涌、流溪河后到人和站。本区间为龙归～人和区间的第二段盾构施工段，由南端风井始发往北掘进至北端中间风井吊出，掘进长度为 1750.4 米（右线）。本标里程范围 YCK19+830～YCK21+660，即南端风井终点～北端风井起点段盾构和南端风井；含 4#、5#、6#联络通道。南端风井起点里程 YCK19+830，终点里程 YCK19+909.6，结构净长度为 78m；4#联络通道里程 YCK19+900，与风井合建。盾构区间起点里程 YCK19+909.6，终点里程 YCK21+660，右线盾构长 1750.4 米，左线盾构长 1749.2 米，区间盾构总长 3499.6 米； 5#联络通道里程 YCK20+500， 6#联络通道里程 YCK21+100。见图 2-1。
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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

隧道变形监测方案-新

隧道变形监测方案 1、目的为明确隧道内变形观测的作业内容，规范技术细节及作业程序，总结隧道结构变形规律，为隧道结构维修养护提供依据，指导津滨轻轨隧道变形观测工作进行，从而保证行车安全，特制订本预案。 2、适用范围 2.1适用于津滨轻轨隧道变形观测的相关工作； 2.2线桥室从事变形观测的相关工作人员须依据本方案开展各项变形观测工作。 3、职责分工隧道变形工作由线桥室主任及安技主管进行监督指导，桥梁维修主管负责变形观测工作的全面管理与协调，桥梁检测工程师协同隧道工程师、桥梁维修工程师负责隧道变形观测的相关技术工作，并由桥隧检测工区负责具体实施。 4、参考依据《建筑变形测量规程》《地下铁道、轨道交通工程测量规范》《地下铁道工程施工及验收规范》 5、变形观测工作内容 5.1隧道沉降观测监测隧道结构的沉降，主要是监测隧道结构的底板沉降，实质上是对道床的监测，主要包括区间隧道的沉降监测以及隧道与地下车站交接处的沉降差异监测。运营测量采用的坐标系统、高程系统、图式等与原施工测量相同。 5.1.1监测基准网监测基准网是隧道沉降监测的参考系，由水准基点和工作基点构成，网形布设成附合水准路线或沿上、下行线隧道布设成结点水准路线形式，采用国家二等水准测量的观测标准进行。水准基点采用隧道线路两端远离测区的国家II等水准点，在沿线车站内和联络通道处布设工作基点，每个车站布设4个工作基点，联络通道处布设2个工作基点，水准基点与车站内、联络通道处工作基点共同构成监测基准网，如图1所示。基准网的高程值由国家水准点引入，每季度校核一

次，分析工作基点的稳定性；然后，再通过车站内两侧的工作基点，采用附合水准路线对每段隧道结构进行沉降观测。图1 监测基准网示意图 5.1.2沉降监测点津滨轻轨地下结构由明挖段和盾构组成，明挖段沉降监测点按施工浇筑段每段设4个点，分别布设在左右两侧墙上。具体布置见图2。图2 明挖段沉降监测点布置示意图为方便以后长期的位移监测工作，隧道内沉降监测点布设在隧道中线的道床上，隧道直线段每隔30m设一个测点，曲线处根据曲线半径大小设置测点间距，半径为400m曲线处每隔12m设一个测点，半径为800m曲线处每隔18m设一个测点，半径为2000m曲线处每隔30m设一个测点。具体布置见图3。

浅谈地铁盾构隧道洞内监测的实施

浅谈地铁盾构隧道洞内监测的实施【摘要】目前地铁多处于城市繁华地段，隧道洞内的沉降直接影响到地面建筑物的沉降，做好洞内观测是一个非常重要的施工措施。本文通过一个实例，从监测布点、监测方法到监测成果的反馈及报告方面来介绍地铁盾构隧道洞内进行监测需要注意的一些要点，以提高施工的安全性。【关键词】地铁；隧道；沉降；监测 1、工程概况广州市轨道交通四号线车黄区间，区间线路隧道埋深14～16m，线间距15m，轨面埋深14.5m～23.3m，线路最大坡度为3.36%，最小坡度3.02%。区间地貌形态属于珠江三角洲冲积平原地貌，地表沉积物为冲~洪积砂层及土层，下伏基岩为白垩系碎屑岩，地形变化不大，地面高程一般在8.83～11.34 m。本项目洞内监测包括区间隧道水平位移及沉降，区间土体水平位移及沉降，区间土层压应力及衬砌环内力和变形。在整个土建过程中，当掘进面前后<20m时，1～2次/d；掘进面前后<50m时，1次/2d；掘进面前后>50m时，1次/周。通过洞内监测可以判定地铁结构工程在施工期间的安全性及施工对周边环境的影响，对可能发生的危险及环境安全的隐患或事故提供及时、准确的预报。 2、监测点布设与监测方法 2.1 隧道水平位移及沉降隧道水平位移监测采用全站仪观测的方法进行。在每一代表性地段布设1个断面，设置2个测点，分别在衬砌腰部对称布置（如图1），共设置了8个点，标志采用强制对中装置。监测使用全站仪，以施工控制导线点为基准，采用极坐标法或前方交会法观测布设的强制对中小棱镜监测点。水平角及距离使用1秒级全站仪，观测6测回。内业计算将各期观测的监测点坐标变化量投影至线路法向方向，计算水平位移值。隧道沉降监测采用水准仪和钢尺测隧道顶沉降的方法。点布设在隧道顶内壁，标志采用特制的挂钩，做法是冲击钻在隧道内壁钻孔，用锚固剂将挂钩埋入，共设置了4个点。沉降测量方法是在隧道内顶部的监测点悬吊钢尺，使用水准测量的方法观测各监测点的高程变化，计算沉降量。 2.2 土体水平位移及沉降土体水平位移测量采用测斜的方式，在具有代表性的地段布设1个断面，设置2个测孔（如图2），共设置了8个孔。分层沉降观测，正式观测前做一定量的前期观测，以确定沉降环是否被土层牢固限制。先用水准仪观测孔口标高，并在以后做定期观测。用孔口沉降情况对分层沉降数据进行修正。

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、(5)HZ-MS12通道微地震监测仪、(6)USB2.0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。

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。 4)调整调节螺母，仔细观察，使塑料窗口上的刻线对在张力窗口内标尺上的两条白线之间（每次应一致）。 5)记下钢尺在联尺架端时的基线长度与数显读数。为提高量测精度，每次基线应重复测三次取平均值。当三次读数极差大于 0.05mm 时，应重新测试。 6)测试过程中，若数显读数已超过 25mm ，则应将钢尺收拢（换尺孔） 25mm 重新测试，两组平均值相减，即为两尺孔的实际间距，以消除钢尺冲孔距离不精确造成的测量误差。 7)记录数据、时间、温度、尺孔位置和测点编号。 8)一条基线测完后，应及时逆时针转动调节螺母，摘下收敛计，打开尺卡收拢钢带尺，为下一次使用作好准备。 4．数据的记录与修正记录数据有三项内容，包括数显读数；钢卷尺使用长度及测点附近气温。一般情况下读数取三次平均值，三次读数的偏差应小于 0.05mm 。基线两点间收敛值S 按下式计算： )()(00n n L D L D S +-+= 式中：0D －首次数显读数，（mm ）；－首次钢尺长度，（mm ）；－第n 次数显读数，（mm ）；－第n 次钢尺长度，（mm ）。如第n 次测量与首次测量的环境温度相差较大时，要进行温度修正。公式如下： n n n n L T T L L )('0--=α 式中：'n L －温度修正后钢尺长度，（mm ）；

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