地铁隧道结构变形监测控制网及其数据处理 李华敬

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:李华敬
[导读] 摘要:由于地铁隧道结构变形监测控制网具有一定的特殊性,在变形数据处理的过程中对其基准点的稳定性判断是比较重要的缓解,一般需要采取有效的方法做好相应的处理,从而更好的做好数据方面的优化。
        南宁轨道交通集团有限责任公司  广西南宁市  530029
        摘要:由于地铁隧道结构变形监测控制网具有一定的特殊性,在变形数据处理的过程中对其基准点的稳定性判断是比较重要的缓解,一般需要采取有效的方法做好相应的处理,从而更好的做好数据方面的优化。相关人员需要根据运营期地铁检测数据的特点做好分析,并采取有效的方法做好地铁的设计工作,以此确保系统具有较好的实用性和可靠性。本文围绕当前地铁隧道结构变形检测控制以及数据处理做出分析,以供参考。
        关键词:地铁隧道结构;沉降监测;数据处理与分析
        引言:对于地铁隧道结构变形的检测,不能惯用传统的方式展开,需要结合当前变形检测控制网的布设方法,这样的情况下很可能会使得当前的数据处理出现异样,针对这样的现象应该采取有效的方法做好改善。当前比较好用的形式采用监测网为基准,并结合一些相应的方法对其稳定性进行判断,技术人员再通过观测对其进行分析与判断,从而明确自身的灵敏度,这样可以更好的做好基准点的判定,对于工程的实践具有一定的帮助。
        一、地铁隧道结构检测内容以及方法
        地铁基坑以及隧道关键结构一般都采用根据钢环中心检测、盾构区域进行全面分析,从而做好各方面的检测工作,具体围绕以下几点展开:(1)盾构钢环中心检测以及附近的控制点作为依据,同时还要结合导线作业的各项要求展开。在洞口内径边上均匀的采集测点的各项坐标,再通过相应的软件明确当前钢环中心的三位坐标,这样可以有效计算出相应的水平位置和垂直角度,通过自身偏移情况做好分析,明确当前洞口的放养以及施工精度。(2)盾构区间管片姿态检测主要是根据隧道内径选用长度形成,需要对其进行细节的测量,通过全站仪测量出铝合金管上反射的三维坐标和三角高程。再结合隧道线路相关参数计算三维坐标对应的里程,合理的计算出里程对应的设计坐标,最后通过有效的方法计算出偏差和垂直偏差,最后明确当前各项参数。(3)结构断面测量中,线路直线、曲线端一般根据6m和5m设定一个横断面,此区间隧道会出现一定的改善,而且要明确当前区域隧道的起始点和终点,隧道结构变化需要适当做好改善,随着当前隧道结构不断变化,一些区域都做好改善,车站以及附近的联络点都设定了对应的控制点,这样有利于更好的做好设备的改善,从而制定相应的标高和宽度,这样有利于做好各方面的安装工作,并做好相应的观测。
        二、地铁隧道结构检测数据处理算法
        (一)线路信息读取以及计算
        线路信息主要包括:平曲线起点信息、平曲线要素、竖曲线要素等信息,从而形成偏移信息,具体体现在以下几个方面:(1)平曲线起点信息包括自身的起点和历程以及点坐标信息和切线方位等,通过任意直线形成的起点,而且不会受到数量的限制。在计算的过程中可以根据输入历程判断其点是否存在,若存在可以直接使用该店作为信息,则不会再重新进行计算。(2)平曲线要素信息包括的平曲线类型,包括自身的里程、长度以及半径等实现信息专项,需要注意的是将缓和的曲线段和直线半径设定为0,圆曲线线段半径为圆曲线半径,线路纵向可以根据缓和曲线的情况来进行判定,从而实现直线和分界线的衔接。(3)竖曲线起点信息包括竖立曲线的起点以及历程内容,通过隧道中心高程以及坡度值做好相应的改善。(4)竖曲线要素信息包括竖曲线类型和起始历程、长度以及半径和开口方向等。(5)断链信息为锻炼出的前后里程,断链信息会影响历程自身计算和差值。(6)平面偏移信息作为当前圆曲线和缓和曲线的重要内容,其自身有固定的数值,在缓和曲线上处于一成不变的关系。同时,偏移自身存在一定的正负关系和平曲线转向比较相似。(7)在获取相应的信息过程中需要做好相应的计算,主要是通过获取后获得的相应数据,以此提高计算的整体速度,需要根据平曲线的要素结构做好相应的信息计算,根据平曲线要素和平面偏移要素展开,同时对缓和曲线的平面偏移要素进行计算,根据竖曲线要素结构对其关键点信息做好改善。
        (二)平面偏移的方向以及正负值确定
        在计算平面偏移的过程中,通过线路前进方向以及平曲线的专项来进行判断自身的正负数值,这样有利于内容的改善与实现,在具体的开展过程中需要考虑到线段和原线路的存在点,通过有效的方法制定当前三角形的面积,从而自身的偏移数值和正负。
        假设任意点存在平面偏移的现象,任一点对应的平面垂直线上移动,平面偏移,平面偏移正负值对应两种不同的情况,通过设定点1和点2实现点线的结合,这样有利于都将点3和点4分别进行判定,而且在负点的对应点上,可以实现对123和点124的计算,在面积较小的情况下获取正确的结果,这样可以根据三点坐标求出三角面积公式,并通过有效的方法做好计算,具体可以参考下图1。
       
        图1 利用三角形面积确定偏移数值
        (三)通过坐标进行计算
        由于坐标计算历程的过程中,其自身难点在于如何找到对应的线元,然后通过有效的方法做好坐标的计算工作,对于直线和曲线,可以通过判断点做好细节的分析,可以通过判断自身的两端是否处于垂直之间,并判断数值的乘积是否为负,具体可以如2所示。对于曲线方面应该考虑到实际观测点和距离的线段测量,同时还要考虑自身的近似情况,以此确保处于封闭的状态。
       
        图2 通过垂直判断测点归属线元示意图
        结束语:综上所述,城市地铁隧道工程中,对于盾构区间应该确保自身的施工周期长短,同时还要相关的测量人员及时做好测试工作,针对当前地铁线路的信息输入与整合做好改善,同时还要确保盾构钢环中心偏差值的计算,以此保证盾构区间管片姿态的计算准确,并通过相应的软件进行有效对比,加强对数据处理的方式。在具体的对比过程中可以发现软件的计算精度比较高,而且计算成果相对比较可靠,这样可以有效的解决当前地铁隧道的关键问题,同时还能为相应的工程奠定基础。
        参考文献:
        [1]袁灵,曾如财,任毅,贺建旺. 超高层建筑施工对既有地铁隧道影响智能监测分析[J]. 重庆建筑,2020,19(12):11-13.
        [2]熊志金. 基于激光位移传感器的地铁隧道结构变形监测系统设计[J]. 应用激光,2019,39(04):678-683.
        [3]黄腾,岳荣花,陈建华,于安柱,黄昱旻. 地铁隧道沉降监测基准网的稳定性分析[J]. 铁道勘察,2006(05):1-3.
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