现代测绘技术在地铁隧道变形监测中的应用研究 蓝天浩

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:蓝天浩
[导读] 摘要:随着我国城市化进程的不断加快,当前城市中的轨道交通发展呈现出井喷式是发展状态,由于城市内部的地铁系统运量较大且空间利用率相对较高,因此成为现阶段城市市民出行的重要载体。
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        摘要:随着我国城市化进程的不断加快,当前城市中的轨道交通发展呈现出井喷式是发展状态,由于城市内部的地铁系统运量较大且空间利用率相对较高,因此成为现阶段城市市民出行的重要载体。本文将以地铁隧道变形监测作为研究背景,探讨现代测绘技术在地铁隧道变形监测中的应用路径。
        关键词:现代测绘技术;地铁隧道变形监测;应用研究
        前言:在城市的日常运行过程中,城市地铁已经逐渐成为完善我国现阶段的城市交通的重要手段。地铁的建设以及良好运行可有效带动周围环境的经济发展。在城市地铁的建设以及运行过程中,由于不同地理位置其土体应力状态差异性较大,进而使地铁结构承载的压力过大最终导致变形,进而造成极大的安全隐患。基于此,相关工作人员应当及时运用现代测绘技术,对地铁隧道的变形问题开展实时监测。
        1.传统测绘技术与现代测绘技术的对比分析
        传统的地铁保护监测工程中的测绘技术与当前现代测绘技术相比,主要存在以下不足:
        首先,在对地铁隧道开展不同位置的检测任务时,传统的隧道变形监测技术主要运用以往的普通全站仪,该种仪器的精准度以及功能有限,运用该种设备监测地铁隧道变形时,只能运用在位移监测的工作过程中,无法运用该仪器开展对地铁隧道的沉降观测,进而有效降低了对地铁隧道的监测效率。
        其次,以往的地铁隧道变形监测技术有限,一些地铁隧道的监测数据只能通过人工监测来完成。但由于城市内地铁的运行时间较长,因此,在对地铁隧道内开展变形测量过程中,经常会出现测量工作与地铁运行时间冲突的现象,进而造成了在地铁隧道的变形观测工作中,经常会出现大于12个小时的观测空白期,进而严重掣肘地铁隧道变形监测工作的实效性以及精准度。
        最后,在传统的测绘技术运用过程中,由于测量仪器的观测面积以及观测效率相对角度,因此,通过传统测量仪器获得的隧道内部监测数据具有一定的离散性。如传统的全站仪以及水准仪在对地铁隧道开展位移与沉降监测的过程中,都无法在隧道内采集完整的空间信息,进而无法对隧道内部的空间位置进行精确的还原以及全方位监测。
        2、现在测绘技术在地铁隧道变形监测中的应用路径
        2.1制定监测方案
        在对地铁隧道变形问题制定相关监测方案,首先需要结合隧道实际运行情况,并且对目标隧道的地下结构以及区域地表中的变形量进行深入分析。通常来说,在对地铁隧道开展变形监测的初期,应当提升监测频率,降低监测周期[1]。在监测过程中,如发现地铁隧道发生较为显著的变形现象时,应当及时降低监测周期,如在监测过程中隧道没有明显的变形,则需要将监测周期适当延长。对地铁隧道的变形监测工作通常需要两个阶段,第一阶段是轨道交通系统已经建设完成,但还没有正式运行,需要间隔60天对地铁隧道变形进行监测,第二阶段是地铁在正常通车运行后,需要间隔半年或一年对地铁隧道开展变形监测,指导地铁交通系统持续稳定运行。
        2.2导向和水准测量
        对地铁系统中的隧道结构内部开展监测工作属于导线测量,对该结构的测量工作应当运用具有超高精准度的全站仪开展对隧道结构内部的测量工作。

对其进行水准测量的工作中,由于该项工作对精准度的要求相对较高,因此需要运用具有超高精确度的电子水准仪,进而有效保证最终的测量结果能够具有超高的精准度,为后期的工作提供精确的数据支持。
        2.3三维激光扫描获取数据
        在对地铁隧道开展变形监测工作过程中,需要运用三维激光扫描技术,进而是工作人员能够通过该技术得到直观的CCD影像、准确的GPS数据、以及点云数据。在地铁运行阶段中,工作人员只需要运用三维激光扫描技术获取地铁隧道内的相关数据模型,能够有效监测重叠度以及扫描间距。在此需要注意的是,相关工作人员应当对该项工作制定具有高度可行性的实测方案,对地铁隧道的导线测量以及水准测量能够传递标靶的三维坐标,并可修正获得点云数据[2]。在对地铁隧道的各项数据监测完成后,可获得地铁隧道内部的点云数据,与此同时,亦获得了歌标靶的点云数据。
        3、内业数据处理
        3.1导向和水准测量数据处理
        对于导向以及水准测量所获得的地铁隧道内部的相关数据,工作人员通常可以运用普通的平差软件对其进行处理,将其作为基础,最终获得地铁隧道内部不同标靶的三维坐标。
        3.2点云数据处理
        对于运用现代勘测技术获得的地铁隧道点云数据,需要相关工作人员运用专业技术较高的软件对其进行处理。首先需要对点云数据进行数据裁剪工作,该项工作主要运用软件中的相关功能,消除粗差或无用的数据;其次,需要对处理后的点云数据开展数据配准与整合工作,该项工作主要是通过的隧道内不同标靶的坐标以及点云数据,将隧道内的数据坐标转化同意,使其形成一个整体的数据坐标。在此过程中,可利用导线与水准测量数据与整体坐标数据进行对比,进而有效提升地铁隧道内的点云数据的精确度[3]。在此环节过后,可利用最终获得的坐标数据创设地铁隧道内的三维立体模型;最后,在三维立体模型建立完毕后,需要对三维模型开展拓扑错误检查、隧道漏洞修补处理等等。
        3.3成果输出
        根据对地铁隧道的实际变形监测需求,工作人员需要对隧道内不同的管片截取三维模型的端面,并对所获得的数据开展高次样条曲线拟合,并将该数据与标准值相互比较,进而得出管片是不同变化量数据曲线,进而得出隧道内每个管片的收敛变形报告。
        结束语:综上所述,在现阶段的地铁隧道变形监测工作开展中,现代测绘技术能够发挥非常重要的检测价值。该技术在工作效率、数据精准度以及检测设备自动化方向上,都具有传统测绘技术无法比拟的优势。因此,相关工作人员在对城市内地铁隧道开展变形监测工作时,应当积极运用以全站仪自动化检测系统以及三位激光扫描技术为代表的现代测绘技术,进而有效提升该项工作的精准度以及工作效率。
        参考文献:
        [1]段清超.丝绸之路视域下现代测绘技术在地铁隧道变形监测中的应用研究[J].新丝路:上旬,2019,000(001):0059-0060.
        [2]何永中.城市地下施工变形监测中现代测绘技术的研究与应用[J].探索科学,2019,000(010):262-263.
        [3]刘湘媛,陈伟.现代测绘技术在城市地下施工变形监测中的应用[J].有色金属文摘,2019,034(001):115-116,118.
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