地铁隧道水平位移监测技术

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三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的应用

0 引言隧道变形监测作为地铁隧道安全工作中的重要环节，对于监测数据的及时、高效和准确有了越来越高的要求。

三维激光扫描技术是一种以激光测距方式快速获取大量测点三维坐标的测量技术，能够克服传统测量技术的局限性，获取更加全面的隧道变形信息[1]，并可在隧道照明条件下正常工作。

该技术数据采集效率高，完成每个测站的数据采集仅用时约5 min，较好地满足了运营地铁隧道一般只能在夜间较短时间内作业的要求。

多站点云数据拼接方法作为点云数据预处理步骤之一，对后续点云数据的分析和解释起到重要作用。

该方法主要分为手动匹配和软件匹配2种：手动匹配基于特征点混合拼接法，而自动匹配基于贴附标靶。

目前，应用较广泛的是Iterative Close Point（ICP）算法，是基于点信息的点云拼接算法之一，该算法由Besl等[2]和Chen [3]提出，通过最小二乘算法的最优匹配方法，对点云数据进行多次重复配准，确定数据中对应关系点集并计算最优刚体转换和平移参数，迭代计算直至满足某个设定的误差收敛，经国内外许多学者的研究和改进，已成为3D点云匹配中的最经典的算法之一。

在已有理论基础上，通过对深圳市轨道交通2号线某隧道自动化监测红色报警区域进行三维激光扫描，得到该区域的6站点云数据，经ICP算法配准，得到6个测站的整体拼接数据，根据拼接后的数据计算各环片椭圆度变形值，与自动化监测数据对比，达到复核及补充监测的效果。

1 项目概况以深圳市轨道交通2号线长约130 m的隧道监测区域为研究对象，该区域位于市中心繁忙主干道下方，地上高层建筑物林立，易发生隧道变形。

经隧道收敛监测发现，部分区间的道床沉降、水平位移、横向收敛变化量均较大；隧道现状调查发现，区间段部分隧道管片环纵第一作者：孙泽会（1991—），男，工程师。

E-mail ：***************三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的应用孙泽会1，曾奇1，刘德厚2，陈鸿1，余海忠1（1. 深圳市市政设计研究院有限公司，广东深圳 518029；2. Woodside Priory School，Portola Valley CA USA 94028）摘要：随着测量技术的快速发展，三维激光扫描技术在地铁隧道收敛变形监测中的应用日益广泛。

上海轨道交通14号线隧道工程变形监测与分析

上海轨道交通14号线隧道工程变形监测与分析摘要：为探讨隧道工程变形监测要点，文章以上海轨道交通14号线隧道工程为例，从建立地面及地下高程系统、布设监测点位，到获取监测数据，有效实现了对隧道变化情况的监测，监测结果可靠，能够为实际工作提供指导。

这对于促进隧道工程行业的发展也具有一定现实意义，希望能够为有关单位提供帮助。

关键词：轨道交通；隧道工程；变形监测地铁轨道工程的使用运行过程中，隧道沉降现象较为常见，但沉降量较大时，往往会造成车辆运行过程的平顺问题，带来较大的安全隐患。

与此同时，还存在治理难度大、周期长的特点。

对此，给予有效的监测方式，及时发现变形问题，尽早给予处理，才利于切实维护轨道工程的稳定应用，减少事故、问题的发生。

1 工程概况项目为上海轨道交通14号线沉降与收敛工程，测量范围为：昌邑路站（不含）～桂桥路站（含）段正线里程自K26+176.901～K38+557.755，包含工作范围内的折返线、与6号线云山路站换乘通道，桂桥路出入场线，地下车站9座。

实际的工作中，重难点为线路长，跨幅大，参与人员多，仪器设备投入多等，且存在时间紧、任务重的特点。

最终通过科学合理的规划，快速建立了地面高程系统、获取了线路测量数据、并对数据进行了有效处理，完成了监测任务，取得各方一致的好评。

2 工程地质条件从轨道工程所在地域情况来看，为水系较为发达的区域，包括地上河流与地下暗河。

地质情况为浜土、粘土、基岩石等，基岩面被厚约250~350m的第四系覆盖。

由于基岩出露面积较少，工程地质条件主要涉及100m以浅的主要由软土、粉土和黏性土组成的第四系松散土体，其中与地铁隧道工程建设密切相关的主要为浅部砂、粉土层和软土层。

由于地质情况较差，虽然施工过程中给予了有效的固化技术，但还可能出现工程的沉降变形问题，因此给予全面的变形监测具有必要性[1]。

3 隧道变形监测3.1 隧道监测内容（1）对隧道位移变形监测。

隧道工程在长期使用过程中，很可能出现地表下沉位移或周边位移现象。

广州地下铁道既有隧道的自动化监测方案

自动进行２小时连续监测；时、及时提供监４随测数据信息；为确保地铁的安全正点运行，监测系统需全自动、无人值守；远程监控管理、自动变形预报；左右线隧道各布设５个监测断面，断面间距分别为１ｍ、６５６２．７ｍ、６５６．７ｍ、１ｍ。每个断面设置５个变形监测点，１２含个拱顶沉降监测点、２个道床沉降监测点及２个
水平位移监测点。
２针对本项目的具体情况制定的具体方案
２１自动监测系统的基本组成．
为实现本项目监测的自动化，工作基点站应设在隧道侧壁，同时设置四个以上校核点以校核工作基点。安装于基点站的ＴＣＡ１０／８０２０全站仪与监测系统机房建立通讯联系，０３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。使用仪器：方案拟采用徕卡ＴＣ０３本Ａ２０或ＴＡ１０全站仪及相应的配套软硬件实现Ｃ０８对地铁隧道形变的自动监测。ＴＣＡ全站仪的精度指标为：仪器型号
程控制等优异的性能。采用Ｔ＋ＡｓｉｃＡＰｗｎ软件系统进行变形监测，以实现无人值守及可自动进行监测预报，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的可能造成的数据差错。监测精度估算：计算各变形点的三维坐标的极坐标公式为：

基于智能型全站仪的地铁隧道变形自动化监测技术及应用

基于智能型全站仪的地铁隧道变形自动化监测技术及应用摘要：在地铁建设和运行的时候，要始终监测隧道结构的变形情况，以往使用的人工监测技术很难达到预期的目标。

为了使地铁既有线路正常运行和在建项目顺利施工，可利用智能型全站仪自动化监测技术，实现对地铁隧道变形情况的实时监测。

文章从全站仪变形监测的原理入手，具体包含三维坐标监测原理、围岩收敛变形监测的目的与原理等内容，并围绕其设计和实现展开探讨，结合实际案例探讨其应用，保证地铁既有工程的正常运行和在建工程施工的顺利实施。

关键词：智能型全站仪；自动化监测；地铁隧道引言由于新建地铁工程工作量大，施工、计量工作繁杂，各种工作过程错综复杂，对邻近运营的轨道交通监控造成了一定的影响，故对已经投入运营的地铁进行实时监控。

智能全站仪的自动监控技术能够实现地下隧道的实时数据采集，从而准确、及时地掌握和了解隧道的变形情况，因此，采用智能全站仪对地下隧道的变形进行自动监控有着十分重要的意义。

地铁隧道变形监测精度高、频次高、时效性强，但是隧道变形监测环境复杂，天窗时间段，存在着一定的安全风险，常规的手工操作方式很难适应地铁监控的需要。

采用全天候自动化的变形监测方法，是目前地铁隧道监控的最佳方法。

全站仪自动化变形监控系统能够全天候、高精度、高频率、安全稳定地进行变形监测，并能实时、准确、快速、安全、稳定地进行变形监测，并产生变形曲线、变形报告，对安全事故进行预测，消除隐患，确保地铁的安全施工和运行。

1.地铁隧道施工监测现状目前国内隧道工程监测主要采用手工监测，其优点是简单、技术成熟可靠，但其缺点是时间短、监测效率低、成本高、危险性大。

采用自动监控技术对地铁隧道施工进行实时监控，是目前地铁隧道工程监控发展的必然趋势，通过自动监控技术，可以实现对隧道工程的实时监控，并对其进行快速、高效的分析，对解决人工测量弊端具有很强的实际意义。

目前，我国隧道工程监测的重点是隧道纵向变形监测、隧道横向变形监测、隧道管径收敛变形监测。

国内外隧道监控量测技术发展现状综述-概述说明以及解释

国内外隧道监控量测技术发展现状综述-概述说明以及解释1.引言1.1 概述隧道监控量测技术是指利用各种传感器和监测设备对隧道结构、环境和运行状态进行实时监测和数据采集的技术手段。

随着隧道建设的不断发展，隧道监控量测技术也取得了长足的进步。

国内外的隧道监控量测技术发展现状在本文中将进行综述和比较分析。

本文主要从技术应用范围和技术应用案例两个方面对国内外的隧道监控量测技术进行调研和概述。

在国内，随着隧道建设规模的逐渐扩大和隧道工程的不断增多，隧道监控量测技术也取得了显著的进展。

目前，国内的隧道监控量测技术已经广泛应用于高速铁路、公路、地铁等各个领域。

通过传感器、激光雷达、摄像机等设备的安装和数据采集，可以实时监测隧道结构的变形、裂缝、应力等情况，及时发现潜在的安全隐患，提高隧道的运行安全性。

在国外，隧道监控量测技术的发展也非常迅速。

许多发达国家和地区，如欧洲、美国、日本等，已经在隧道监控量测技术方面取得了重要突破。

他们利用传感器、监测系统和数据处理算法等手段，实现了对隧道结构、车辆行驶状态、环境变化等多个方面的监测与分析。

这些技术的应用在改善隧道安全性、提高运行效率等方面都有着重要的作用。

本文将重点介绍国内外隧道监控量测技术在技术应用范围和技术应用案例方面的发展现状。

通过对比分析国内外的发展情况，可以为我国的隧道监控量测技术提供经验和借鉴，为我国的隧道建设和运维提供科学的决策依据。

同时，本文还将对隧道监控量测技术的发展趋势进行探讨，为未来的技术研究和应用提供参考。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下的方式进行编写：1.2 文章结构:本文分为三个主要部分进行讨论。

首先，在引言部分，我们将概述国内外隧道监控量测技术发展的现状，并明确本文的目的。

其次，在正文部分，我们将分别讨论国内和国外隧道监控量测技术的发展现状。

在国内部分，我们将介绍技术应用范围，并通过案例来展示隧道监控量测技术在实际工程中的应用情况。

地铁隧道保护区水平位移监测方法的研究

式，结合在南京地铁隧道保护区监测水平位移测量的具体应用实例，分析方法的测量精度，证明方法在此类狭长条
件下进行测量的可行性和可靠性。
关键词：自由设站；边角后方交会；地铁；水平位移监测；平差计算
中图分类号：Ｐ２５８文献标志码：Ａ文章编号：１００６ — ７９４９（２０１３）０３ — ００８８ — ０５
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｔｈｅｓｕｂｗａｙｔｕｎｎｅｌｐｒｏｔｅｃｔｅｄａｒｅａｓＦＡＮＹａ－ｊｔｉｎ，ＨＵＡＮＧＴｅｎｇ，ＬＩＤｏｎｇ — ｓｈｅｎｇ。，ＧＡＮＹｕａｎ－ｆａｎｇ
ＡｔｌａｓｔｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈａｓｐｅｃｉｆｉｃｅｘａｍｐｌｅｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎＮａｎｊｉｎｇ
ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｓｆｅａｓｉｂｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｉｎｓｕｃｈｌｏｎｇａｎｄｎａｒｒｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９８，Ｃｈｉｎａ；２．ＰＬＡＴｒｏｏｐｓ９１５６１，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ

红外热像仪在建筑物水平位移监测中的应用

红外热像仪在建筑物水平位移监测中的应用随着现代社会的不断发展，建筑物在我们日常生活中起到了越来越重要的作用。

然而，建筑物的安全问题也随之成为了亟待解决的难题。

特别是建筑物水平位移监测，对预防事故发生至关重要。

红外热像仪作为一种非接触式监测手段，因其高精度、无损、实时性等优点，在建筑物水平位移监测中得到了广泛应用。

本文将探讨红外热像仪在建筑物水平位移监测中的应用。

一、红外热像仪原理及工作机制红外热像仪是利用物体自身发出的红外辐射进行测量的仪器。

其工作原理基于物体的热辐射特性，通过捕捉物体发射的红外辐射能量，将其转化为可视化的热图像。

红外热像仪能够实时记录物体的温度分布情况，并通过图像呈现给用户，从而达到了对建筑物位移情况的监测。

二、红外热像仪在建筑物水平位移监测中的作用1. 高精度监测：红外热像仪通过测量建筑物表面的温度分布情况，可以实时获得建筑物的水平位移信息。

并且，其高精度的测量能力可以准确地提供建筑物位移的数据，为相关工作人员提供科学依据。

2. 实时监测：红外热像仪以其实时的特性，在建筑物位移监测中异常重要。

它可以连续地记录建筑物的位移情况，并将数据实时传输到监测系统中进行处理和分析。

一旦出现异常情况，相关人员可以及时采取措施，避免事故的发生。

3. 无损监测：红外热像仪作为一种非接触式监测工具，与传统的监测方法相比，无需对建筑物进行任何破坏性操作。

这种无损的监测方法，能够保证建筑物的完整性和安全性，避免了在监测过程中可能引起的额外风险。

三、红外热像仪在建筑物水平位移监测中的应用案例1. 桥梁监测：红外热像仪在桥梁监测中起到了重要作用。

通过对桥梁表面温度的实时监测，可以判断桥梁是否存在水平位移问题。

一旦发现异常情况，相关部门可以及时采取措施，避免桥梁垮塌事故的发生。

2. 建筑物变形监测：建筑物在使用的过程中，由于各种原因可能会发生变形。

红外热像仪可以通过监测建筑物表面的温度分布情况，提供及时的变形监测数据。

地铁工程监测技术规范

地铁工程监测技术规范篇一：地铁工程监控量测技术规程地铁工程监控量测技术规程第一章定义、术语1.1 定义1.1 监控量测地铁工程施工中对围岩、地表、支护结构及周边环境的动态进行的经常性观察和量测工作。

1.2 施工监控量测土建承包商按施工合同有关要求在满足监测技术规程的要求下，自行组织对地铁工程实施的监控量测工作。

1.3 第三方监控量测由业主通过招标或委托形式引入的有关资质的单位对其签订的承包合同范围实施的监控量测工作。

1.2 术语2.1 地铁在城市中修建的快速、大运量、用电力牵引并位于隧道内或地铁转到地面和高架桥上的轨道交通。

2.2 应测项目保证地铁周边环境和围岩的稳定以及施工安全应进行的日常监测项目。

2.3 选测项目相对于应测项目而言，为了设计和施工的特殊需要，由设计文件规定的在局部地段进行的检测项目。

2.4 浅埋暗挖法在浅埋软质地层的隧道中，基于喷锚技术而发展的一种矿山工法。

2.5 盾构法使用盾构机械进行开挖并采用管片作为衬砌而修建隧道的施工方法。

2.6 明挖法由地面开挖的基坑中修筑地铁构筑物的方法。

2.7 隧道周边收敛位移隧道周边任意两点间距离的变化。

2.8 水平位移监测测定变形体沿水平方向的位移值，并提供变形趋势及稳定预报而进行的量测工作。

2.9 垂直位移监测测试那个变形体沿垂直方向的位移值，并提供变形趋势及稳定预报而进行的量测工作。

2.10 拱顶沉降隧道拱顶内壁的绝对沉降（量）。

2.11 地表沉降地铁工程施工中地层的（应力）扰动区延伸至地表而引起的沉降。

2.12 隧道围岩隧道周围一定范围内对洞身产生影响的岩土体。

2.13 围岩压力开挖隧道时围岩变形或松散等原因而作用而支护、衬砌上的压力。

2.14 初期支护隧道开挖后即行施作的支护结构。

2.15 二次衬砌初期支护完成后施作的衬砌。

2.16 衬砌沿着隧道洞身周边修建的永久性支护结构。

2.17 管片是一种在工厂制作的圆弧形板肋状并由钢筋混凝土、钢、铸铁或其它材料制作的预制构件。

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地铁隧道水平位移监测技术地铁隧道水平位移监测技术是地铁建设中非常重要的一项技术，它能够实时监测隧道的水平位移情况，及时发现并解决潜在的风险。

本文将介绍地铁隧道水平位移监测技术的原理、方法以及在地铁建设中的应用。

一、技术原理
地铁隧道水平位移监测技术主要基于传感器和数据采集系统，通过感应地铁隧道的水平位移变化，将采集到的数据传输到数据处理中心进行分析和处理。

1. 传感器
地铁隧道水平位移监测主要使用压力传感器和位移传感器。

压力传感器可以感应地铁隧道内部的压力变化，进而判断隧道是否存在水平位移。

位移传感器则可以感应地铁隧道壁体的位移情况，通过连续采集位移数据，可以准确判断地铁隧道的水平位移。

2. 数据采集系统
地铁隧道水平位移监测的数据采集系统主要由传感器、数据传输设备和数据处理中心组成。

传感器将采集到的数据通过数据传输设备传输到数据处理中心，数据处理中心会对数据进行实时监测和分析，发现潜在的位移风险，及时采取措施。

二、监测方法
地铁隧道水平位移监测方法多种多样，可以根据实际需求选择合适的方法。

1. 动态监测
动态监测是最常用的地铁隧道水平位移监测方法之一。

通过连续监测地铁隧道的位移情况，及时发现和预警潜在的位移风险。

可以利用雷达成像技术、激光扫描技术等进行动态监测。

2. 静态监测
静态监测是通过在地铁隧道壁体上设置传感器进行离散监测。

这种监测方法可以在地铁隧道施工期间进行，通过离散监测得到地铁隧道各个断面的水平位移数据，进而判断整个地铁隧道的位移情况。

三、应用案例
地铁隧道水平位移监测技术在地铁建设中有着广泛的应用。

1. 隧道施工监测
地铁隧道施工过程中，水平位移监测技术可以实时监测隧道的位移情况，及时发现施工质量问题和风险隐患，确保施工安全。

2. 运营监测
地铁隧道运营期间，水平位移监测技术可以实时监测隧道的位移情况，确保地铁隧道的安全运营。

一旦发现异常位移，可以及时采取措施，避免发生事故。

3. 地铁隧道监测管理
通过水平位移监测技术，可以对地铁隧道进行全面、高效的监测管理。

可以根据监测数据进行风险评估，制定相应的维护计划，保障地铁隧道的安全运营。

四、技术发展趋势
地铁隧道水平位移监测技术在不断发展，未来的发展方向主要包括以下几个方面：
1. 多元化传感器技术
随着传感器技术的不断发展，未来的水平位移监测技术将采用更加多元化的传感器技术，提高监测数据的精确性和可靠性。

2. 数据智能化处理
未来的数据处理中心将采用更加智能化的处理算法，能够自动分析和提取监测数据中的有用信息，为地铁建设和运营提供更多的决策依据。

3. 远程监测技术
随着通信技术的不断进步，未来的水平位移监测技术将能够实现远程监测，实时获取监测数据，远程管理地铁隧道的运营和维护。

总结：
地铁隧道水平位移监测技术是地铁建设中不可或缺的一项技术，它能够实时监测地铁隧道的位移情况，及时发现潜在的位移风险，确保地铁的安全运营。

随着技术的不断发展，水平位移监测技术将逐渐趋
于智能化和远程化，为地铁建设和运营提供更加准确和便捷的数据支持。