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摘要:地铁隧道变形监测是隧道工程建设及运营的基础,确保基础应用的高效化、规范化,对于其检测精度和质量提升具有重大影响。本文在阐述地铁隧道变形监测中现代测绘技术应必要性的基础上,对全位移自动检测技术和三维激光扫描技术的应用内容进行分析,并指出现代检测技术的应用优势。以期有利于现代测绘技术应用水平的提升,进而在保证变形检测质量的同时,实现隧道工程的进一步发展。
关键词:现代测绘技术;地铁隧道;变形监测;应用优势
随着城市化建设的不断深入,城市交通压力不断增大,基于此,地铁轨道建设得到了迅速发展。与传统观交通运输方式相比,地铁轨道在运输总量、空间利用率、安全性能和舒适度等方面具有突出优势。然而在地铁隧道施工及运营过程中,隧道会在土体应力的变化下,产生一系列的变形损害,这对其应用的安全性和稳定性造成严重阻碍。基于此,利于现代测绘技术进行地铁隧道变形监测已成为城市地铁工程建设的重要内容,本文由此展开分析。
一、现代测绘技术在地铁隧道变形监测中应用的必要性
地铁隧道工程是城市基础建设的重要内容,确保地铁隧道的高质量建设,不仅有助于其基本运输职能的发挥,更对城市形象塑造和区域经济发展具有重大影响。在地铁隧道施工中,隧道变形是一种常见的工程质量问题;实践过程中,人们对于隧道变形体进行了严格的指标控制,一定限制内的隧道变形是被允许的,而一旦变形的变形容量超过工程控制指标,其是其势必对隧道的正常使用造成影响。尤其在当前地铁工程建中,其地下结构较为复杂,管道、桩基础等内容广泛存在,其使得隧道工程变形的危害不断扩大,亟需进行必要的变形监测。
然而在传统地铁变形监测中,较为滞后的监测手段在监测精度和效率上存在一定不足,其已难以,满足当前的工程建设需要。从实践过程来看,进行现代测绘技术的隧道变形监测具有以下必要:其一,较高质量的隧道变形检测质量对于地铁工程建设质量提升具有重大影响,其在保证地铁专线快速、便捷、有序运行的基础上,实现了城市交通压力的有效缓解。其二,人流量密集是地铁运输的主要特征;基于此,进行运输过程的安全保证至关重要。在现代测绘技术变形监测下,其使得地铁各个结构部位和节点的应用得以有效控制,有效的提升了地铁运输的安全性、可靠性。其三,从从城市服务工能上看,较高水平的监测技术确保了地铁社会服务职能的有效发挥,其在保证城市良好形象塑造的基础上,实现了城市经济的高效、稳定发展。
二、测绘技术在地铁隧道变形监测中的具体应用
现代测绘技术是一种基于现代高新技术发展起来的工程质量和进度监测手段[1]。新经济形态下,人们对于地铁隧道的建设质量要求不断提升,基于此,进行较高水准的现代测绘技术变形监测应用势在必行。目前,地铁隧道变形监测中,全站仪自动化监测技术和三维激光扫描技术是其较为常用的两种监测手段。
1、全站仪监测技术应用
全站仪自动监测技术是一种常见的的工程监测设备,其在计算机多媒体平台的支撑下,实现电磁波测距技术、数据库技术、互联网通信技术及目标识别技术的结合,然后在服务器、控制器、客户端的硬件设备的统筹下,进行信息语言的开发,并保证C/S架构的规范形成,进而有效的保证了自动化测量的效率和质量。
全站仪应用过程中,工程建设人员首先对待测区域进行全面规划,并确保控制网的有效设置;然后,针对不同区域的控制网和断面内容进行高规格的小棱镜设置;最后在全站仪的应用下,实现地铁空间变化信息的自动化获取(如图1)。需要注意的是,在全站仪应用过程中,免棱镜测距及ATR技术是其检测质量提升的核心所在;在控制下,全站仪的变形监测精度可控制在±0.3mm,有效的满足了隧道工程建设的质量要求[2]。
图1全站仪隧道变形监测
2、三维激光扫描技术的监测应用
三维激光扫描技术是现代地质变形监测的前沿技术。实践过程中,三维激光扫描技术的应用具有较高的专业要求,一般情况下,其与精密时钟编码器进行配合使用,然后在实现隧道实体空间离散矢量距离把控的基础上,实现了工程结构变形情况的有效把控。具体而言,在三维激光扫描仪作用下,独立化的坐标体系被系统构建,然后工程变形体的斜距、水平方向及距离、天顶距、反射强度等信息具备系统收录,然后在CCD传感器的支撑下,变形空间的实体拓扑信息将被系统把控。最后,通过现代多媒体设备及云数据的应用,监测设备所捕获的实时资料将被系统的配准,然后在抽稀、去噪及滤波的实践下,确保工程空间信息的高度还原,从而为沉降变形情况的监测奠定有效基础。
三维激光扫描技术应用过程中,观察速度快、抗干扰能力强、测量精度高、结果形态直观等都是其主要的应用特征[3]。在其支撑下,现代化高频率的地铁施工及运维得有有效进行。需要注意的是,在三维激光扫描技术应用过程中,工程建设人员不仅要实现随机采样一致性的保证,更要注重最小二乘算法的规范应用,从而确保隧道连续断面变形数据提取的科学合理,并在确保其变形曲线高度拟合的基础上,实现工程变形情况的有效控制。
三、现代测绘技术的应用优势
地铁隧道工程建设中,全站仪变形监测技术和三维激光扫描技术俱得到了较为深刻的应用。从应用过程来看,以三维激光扫描技术为代表的现代测绘技术具有以下应用优势:
1、确保沉降监测精度
现代测绘技术的变形监测应用具有较高的监测精度。具体而言,在传统监测方式应用过程中,其监测设备的功能相对有限,故而难以满足当前的高精度监测需求;譬如,全站仪监测技术不能进行沉降监测等。而在现代测绘技术应用下,这一功能限制被有效的打破,其有效的保证了沉降监测设备功能的满足,对于监测效率提升具有重大影响。
2、保证变形监测效率
传统地铁变形监测过程中,监测过程不连续是其主要的特征所在。一方面,传统监测过程中,监测人员是具体检查内容的执行单位,其检测过程容易受到外界因素的干扰;另一方面,受监测设备限制,其晚上变形情况的监测难以有效进行,这就造成了监测结果之间的间隔,影响了工程总体监测质量。而在现代测绘技术下,一旦监测设备布局完整,监测系统会在现代科技的支持下,实现连续性的自动化检测,不仅确保了变形监测效率的提升,更对其监测质量控制意义重大。
3、实现多点检测保证
地铁隧道变形检测中,受检测仪器和效率的影响,通过检测设备抽样监测是其变形监测控制的基本方式;在这种方式的控制下,隧道变形监测的内容具有较大的离散性,其难以实现地铁隧道内部空间位置信息的高度还原。而在现代测绘技术体系下,尤其是三维激光扫描技术应用过程中,全面化的多点监测得以实现,其有效的实现了现代测绘设备的全天候、高效率、高精度、多维度和自动化作业,因而有效的保证了地铁隧道变形监测的质量,对于工程建设效益提升和人们的安全出行具有重大影响。
结论
现代测绘技术的应用对于地铁隧道变形监测质量提升具有重大影响。实践过程中,工程建设人员只有充分认识到现代测绘技术应用的必要性;并在明确其应用优势的基础上,进行高效化、规范化的应用内容保证。才能实现现代测绘技术应用水平的提升,进而在保证变形检测质量的同时,推动隧道工程的进一步发展。
参考文献
[1]王紫蔚,王伟.地铁保护区自动化变形监测系统的设计与应用研究[J].现代测绘,2016,39(3):23-26.
[2]陈灵秋,邱永林,胡伍生.地铁隧道结构变形监测控制网及其数据处理[J].现代测绘,2014,37(1):3-5.
[3]邵文.某地铁保护区自动化监测方案设计与监测数据分析[J].现代测绘,2017,40(1):55-58.