现修改。3.数据采集层功能。人工采集系统、自动(半自动)采集系统、数据上传系统，实现现场数据的及时采集与无线传输。在本实施例中由全站仪TCA2003配合GEOMOS徕卡监测软件实现现场监测数据的自动采集，通过无线网卡将监测数据通过无线通讯网络传输到服务器上，再由服务器将数据发送至使用用户，通信技术的运用降低了数据采集的难度。
[0019]设在隧道里的遥控终端控制着全站仪TCA2003定时自动观测全部监测点和监测基准点。每个自动监测网都需要进行一次初始设置。在系统方面，包括遥控终端和各台全站仪TCA2003的连接，由于与监控中心通讯的软硬件，以及电力供应，在数据方面，要为每台全站仪TCA2003设定他所要观测的棱镜的初始水平角和垂直角。
[0020]在每个预定的检测周期来到时，遥控终端开始驱动全站仪TCA2003逐个的观测每个反射棱镜，如果视线被运行的地铁暂时阻挡，遥控终端会驱动全站仪TCA2003转向下一个目标，并周而复始，直至每个目标获得2次(或4次)互相符合的度数。系统实现设有时限，无法在该时限内完成观测的个别目标将被放弃。遥控终端与全站仪TCA2003之间使用通讯电缆连接。遥控终端上装有监视计时器，可以在计算机锁机时自动地重新启动它。遥控终端采集到的监测数据利用无线通讯网络及时传输到监控中心的监控主机上。具体实施例，
地铁隧道从建筑物下穿过。相邻地铁区间隧道结构顶的顶板城建高程约为-2.2?-4.2米，地铁隧道主要处于淤泥和砂层地质环境中，为了保证施工过程中地铁隧道结构和列车运行安全，需对该区间的局部地段进行自动化监测，以实时掌握隧道结构的动态变化和满足信息化施工的要求。在本实施例中，隧道中最可能受建设工程影响的区段成为变形区，隧道结构变形自动化监测包括监测点为48个、基准点为7个，共55个测点。隧道自动化监测的对象靠近基坑一侧隧道；涉及到的范围是区间地段，长度约110米。所使用的仪器是高精度的徕卡全站仪TCA2003 (精度0.5"，l+lppm)。本实施例中，自动化监测基准点及监测点布设情况如下:1.监测基准点埋设:监测基准点须远离变形区，保证其稳固性，通常是在3组间隔10-15m的截面上，采用与监测点相同口径的基准点反射棱镜，或者稍大的口径，因为离全站仪较远。区间隧道的中共布设12个监测断面，共设监测基准站2个，监测基准点7个，每组监测基准点均在变形区域外(最近监测基准点离监测区域约60?70米)，每组监测基准点与检测基准站构成的角度尽量大。根据现场条件，监测基准点一部分埋在隧道腰部，一部分在道床。埋设方法:用冲击钻在隧道结构体上钻孔，打入Φ 10的膨胀螺丝，安装L型基准点反射棱镜。2.监测基准站安装:隧道中最可能受建设工程影响的区段成为变形区，全站仪TCA2003就安装在区内隧道壁上。安装时为了保证稳定性和位置选择的合理性，监测基准站安装在隧道一侧靠近底部处。在隧道壁上按一定尺寸钻孔，打入膨胀螺丝，安装固定仪器支架，其中仪器支架具有足够的荷载、保证仪器安全并满足设备限界要求。数据通讯等附属设备安装在仪器支架或其附近。供电、传输线路等根据实际情况铺设。3.监测点埋设:监测点应埋设在变形区变形的范围内，在间隔3-10m的每个隧道截面内，上下左右四壁各安装一个朝向全站仪TCA2003的监测点反射棱镜，作为监测点，反映变形特征。监测点分布在隧道的顶部、底部及两侧腰部。监测点的安装应尽量避开隧道内的障碍物，必要时可加装仪器支架，保证通视。所有的监测点、监测基准点及监测基准站的安装均要满足隧道的限界要求。
[0021]以该实施例说明地铁隧道实施自动化监测的目的在于:1.确定施工参数。地铁工程是国家投资的重点工程，若施工参数出现错误或误差偏大则直接导致工程质量不达标。将监测数据与设计理论值相比较以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定和优化下一步的施工参数，为后期施工信息化操作提供了可靠的帮助。2.优化设计方案。设计是地铁工程的总指导，对隧道进行优化设计可引导施工单位采取最优化设计方案，简化整体工程作业的步骤，提高项目施工的效率。将现场监测结果用于信息化反馈优化设计，使设计达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。3.提升工艺水平。良好的工艺流程是施工质量的保证，地铁隧道监测可及时发现工艺方案存在的不足，提醒作业人员尽快修改方案。如临近地铁基坑施工现场积极引进先进、信息化施工技术，对施工全过程中周边环境进行监测，确保施工安全并提高施工工艺水平。4.避免互相干扰。地铁运营期间无法进行人工监测，采用自动监测模式调控施工，实现全天候实时监测，可以减少监测外业与地铁运营及维护工作的相互影响，保证监测开展的正常性和及时性。可以灵活调整监测频率，不受行车和其他因素的影响。
[0022]需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种城市地铁隧道主被动自动化安全监测系统，其特征在于:包括监测基准点、监测基准站、监测点、膨胀螺丝、通讯电缆、无线通讯网络、遥控终端和监控中心，所述监测基准点包括数个膨胀螺丝和数个基准点反射棱镜，所述监测基准站包括全站仪TCA2003，所述监测点包括数个膨胀螺丝和数个监测点反射棱镜，所述监测基准点和监测点均与监测基准站相连，所述监测基准站通过通讯电缆连接遥控终端，所述遥控终端通过无线通讯网络连接监控中心。2.根据权利要求1所述的城市地铁隧道主被动自动化安全监测系统，其特征在于:所述的监测基准站还包括仪器支架和电源，其中，所述仪器支架上设有全站仪TCA2003。3.根据权利要求1所述的城市地铁隧道主被动自动化安全监测系统，其特征在于:所述的监控中心设有监控主机、显示器和打印机，其中监控主机内设有GEOMOS徕卡自动监测软件。4.根据权利要求1所述的城市地铁隧道主被动自动化安全监测系统，其特征在于:所述的基准点反射棱镜采用L型基准点反射棱镜。5.根据权利要求1所述的城市地铁隧道主被动自动化安全监测系统，其特征在于:所述的监测点反射棱镜采用L型监测点反射棱镜。6.根据权利要求4或5所述的城市地铁隧道主被动自动化安全监测系统，其特征在于:所述的L型基准点反射棱镜与L型监测点反射棱镜口径相同，或者为L型监测点反射棱镜口径的1.1-2倍。
【专利摘要】本发明公开了一种城市地铁隧道主被动自动化安全监测系统，包括监测基准点、监测基准站、监测点、膨胀螺丝、通讯电缆、无线通讯网络、遥控终端和监控中心，所述监测基准点包括数个膨胀螺丝和数个基准点反射棱镜，所述监测基准站包括全站仪TCA2003，所述监测点包括数个膨胀螺丝和数个监测点反射棱镜，所述监测基准点和监测点均与监测基准站相连，所述监测基准站通过通讯电缆连接遥控终端，所述遥控终端通过无线通讯网络连接监控中心。本发明通过自动监测系统的实施,全面整合和实时监测城市地铁隧道相关的工程数据,在数据之间建立关联,形成一个完整的实时监测网络工程数据库,使得系统针对实时监测信息的综合分析和管理能力得到了显著的提高。
【IPC分类】G01C5/00, E21F17/18
【公开号】CN105649676
【申请号】
【发明人】毛振刚
【申请人】天津银箭科技有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月15日