1.地铁运营隧道中运用自动化监测技术的重要意义

随着我国各城市经济的发展，城市交通问题日益成为社会关注的话题。虽然城市轨道交通的建设不仅缓解了道路拥堵，也减缓了道路交通负荷，但是由于中国城市地铁交通线路越来越多，城市轨道交通建设的布局也越来越复杂，此外，房地产对城市地下空间开发的影响正在加深，在地下开挖设施建设中，相邻地铁运营隧道越来越多，必然会给地铁交通工程运营隧道带来不同程度的危害。在地铁和轨道交通隧道运营中采用智能自动监控手段是非常必要的。

2.地铁运营隧道中自动监控系统的组成

2.1自动静力水准监测系统

静力水准自动监测系统主要利用通过静态U型管内液位高度变化来监测多点的相对沉降，是一种高精度液体系统测量仪器。静力水准系统包含静力水准仪、储液箱、支架、通气管、通液管等。温差过大会导致仪器内的液体产生热胀冷缩现象，从而导致测量出现偏差。可对仪器和连通管进行保温处理。同时为了防止通信电缆裸露在外面容易受到破坏，也同样需要强化保护。可制作专用的不锈钢仪器保护箱（可在里面填充发泡材料，充当隔热层）。然后将静力水准仪套在里面，既能保护设备，又具有隔热功能。同时将通信线缆穿入φ20mm的PVC管，防止线路被破坏。

2.2全站仪自动监控系统

静力水准仪自动监测系统只能监测隧道结构的沉降变化，不能全面了解隧道断面的变形情况。应结合全站仪自动监测系统进行全面监控。一般来说，全站仪自动监测系统主要包括测量机器人、反射棱镜和自动控制软件。测量机器人实际上是一种高精度全站仪。为保证测量成果精确，监测仪器应有较高的精度和稳定性，并具有自动识别功能。操作者可以自动完成锁定、跟踪、测量等功能。此外，测量机器人可以连续、重复观察多个目标，对提高工作效率具有重要意义。

3.地铁运营隧道中自动化监测技术的具体运用策略

3.1进行自动化监测控制网的布设

地铁隧道监控系统通常在地铁隧道探测区域两端设置三个工作基准点作为自动监测基准点。除了工作基准之外，还须在站台之间设置三个起始基准点作为起始基准。由于地铁站台系统的设计规范，其安全性远远优于其他隧道区域。因此，常采用起始基准点对监测基准点进行联测。当监测基准点前后高差大于1.0 mm时，以标准标高值作为起始标高；同时，应定期检查各种仪器设备，确保测试数据的正确性。根据相关标准，控制参考系统应为独立的坐标系统和高程系统。监测网应选择平台基准点和工程基点。控制网满足监测标准和运行条件后，应选择自动化系统和工程基点进行联网后的实时控制运行。

3.2科学选取合理的自动化监测手段

自动监控系统的通信方式包括无线信道和有线信道。目前，国内外的自动监测系统大多采用无线通信技术，方便了监测人员对被监测环境的监测。在实际使用中，无论采用哪种通信方式，传感器的串口数据信息都会转换成电磁波信息，以微波方式实现无线通信。通信方案的选择取决于成本、覆盖范围和连接方案。监测技术人员可以根据业主要求和隧道的特点合理选择通信方案，降低监测成本，大大提高自动监测技术成果的准确性和时效性，及时发现监测过程中出现的问题。

3.3静力水准自动化监测

静力水准仪一般安装在地铁隧道变形重点部位，间距20m固定在结构表面。

1）支架安装。标注膨胀螺栓安装孔位，打入膨胀螺栓并锁紧，套上支架并固定牢固。2）储液箱安装。储液箱安装的位置要根据量程要高于系统中的任意一台设备，在量程内，一般比最高设备高出1/2~2/3量程处。根据可安装方式固定好储液箱，避免环境引影响下抖动。关门通液口，加入适量的液体（约20cm）。3）静力水准安装。传感器不需要找平，可直接用螺杆（M5*45）固定到支架上，排气阀朝上。4）连通管、线缆安装。按各测点之间及储液箱的管线路长度顺序铺放通气管、通液管、线缆。并将设备连接，安装时应先将设备通液口的螺套卸下并套入连液管。通液管铺放时注意管子理顺拉直，中间尽量不让管路走弯道，保证压力能快速传递。设备之间的连通管需计算好长度，防止沉降发生时，液位管长度不够，导致拉绅松动，发生漏液现象。5）充液。使用水泵对已连通液管进行充液（尾端排气口先松开）。当各设备及管的液体充液完成，并从尾端排气口流出时，锁紧排气口，并将首端连接到通液管连接到储液罐。（如发现管与设备有气泡时，可通过相近的设备的排气口排出）。6）通气管安装。通气的作用是使所有液面压力保持一致，整个气压平衡系统应相互连通并仅在一端(两端选其一)与储液罐及大气相通。

3.4全站仪自动化监测系统的应用

全站仪自动监控系统的应用，可以实时监控隧道的运行情况。在自动监测系统的建设中，测量机器人和反射棱镜是非常重要的基础部件。首先，在使用测量机器人时，一定要严格按照规定的要求，保证对其测量精度的合理控制。监测点采用反射棱镜布设，每10m布设一个监测断面。每个断面包括净空收敛、水平位移、竖向位移、道床沉降监测，其中净空收敛与水平位移、竖向位移共用监测点，单行每断面需布设3个棱镜。

结语：

为了保证地铁运营隧道的长期使用，自动监测技术可以实时监测地铁运营过程中的安全风险和潜在影响因素，并将上述情况转化为数据输出给后端工作人员，同时对数据进行分析，得出监测报告。通过自动监控系统的专业分析，可以快速评估地铁隧道的运行情况并及时反馈，从而保证地铁的安全运行。

参考文献：

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