中铁第六勘察设计院集团有限公司 天津市 300308
摘要：在城市化不断发展的背景下，城市地铁线路越来越多、为人们的生活提供了便利。但不断地开发地铁沿线也造成了地铁隧道保护区结构变形的问题越来越频繁发生。地铁隧道保护区是否变形是影响地铁运行状态的一个重要指标，及时发现隧道结构的变化、解决变形问题对于保障地铁运行安全具有重要意义。为此，相关部门及工作人员应当加大对自动化监测技术的研究和应用，全面保障地铁运营安全、保障人们生活与出行安全。本文对地铁保护区变形自动化监测技术应用进行探讨。
关键词：地铁保护区；自动化监测；技术应用
1有关机器人测量的非接触型监测的技术应用
机器人测量的非接触型监测技术是一种常用的地铁保护区变形自动化监测技术，是一种在机器人顶部中央位置安装超声波、红外线的装置，通常信号发射装置上会设置一个具有四面反射作用的反射体。这样的设置可以做到全方位的监测，即便是一些监测盲区也能被监测到，从而实现监测范围的扩大。采取非接触型监测技术还是接触型监测技术需要考虑监测环境的各方面情况、测量对象，地铁隧道内光线并不充足，在一定程度上加大了监测工作难度，若是能将机器人测量的非接触型监测技术应用于监测过程中，可以全面提高监测效率、质量和水准，避免事故的发生。常用的四种非接触型监测传感器包括超声波、微波雷达、毫米波雷达以及激光雷达，四种传感器各有优势和劣势，超声波具有较强的穿透力又具有很强的稳定性，不受电磁干扰，但测量范围仅限于百米之内，抗干扰能力也十分有限；微波雷达可实现多目标探测工作、测距范围较大，但微波雷达探测的盲区较多、体积过大不易于携带和安装；毫米波雷达抗干扰能力较强且具有测距范围大的优势，但精准度并不高、在特定环境下容易出现模糊的情况；激光雷达使用寿命较长、性价比高且安装使用比较方便，但其量程有限，具体选择何种传感器，需要视情况而定。以某地铁为例，某地铁在建设过程中便充分应用了机器人测量的非接触型监测技术，这一技术主要被应用于数据的收集工作，借助机器人测量的非接触型监测技术为地铁建设工作收集必要的数据，配合计算机和数据采集器可以在监测过程中造成数据采集和数据处理，为地铁建设工作提供必要的数据支撑。而且在具体开展机器人测量的非接触型监测工作之前，工作人员还会借助人工监测建立好监测控制网，以便于建立极坐标和后期进行复测，从而提高监测的稳定性和准确性，全面提高自动化监测效果。机器人非接触型监测技术中所用到的传感器各有优劣，为进一步提升自动化监测效果，还需要相关工作人员的不断探索和努力。
2有关静力水准仪多传感器位移监测技术应用
地铁线路在建设过程中免不了出现线路交叉的情况，而且大部分地铁交叉是立体交叉，很有可能会引发高程沉降方面的变化，从而影响地铁保护区隧道结构，对地铁的安全运行造成不利影响，静力水准仪多传感器位移监测技术便主要应用于对相应工程的监测。精力水准仪的工作原理是连通液的原理，即将多个连通管连接于一起时，储液罐内液体总是处于同一平面。借助这一工作原理，将静力水准仪的基点与相对应的数据进行比较和公式计算，便可以得出具体的沉降值。静力水准仪多传感器位移测量技术的应用十分广泛，包括铁路沉降值的测量、大坝、房屋等沉降值的测量，在地铁保护区监测中主要用于监测地铁基坑。
某地铁线路之间立体交叉过程中所运用的监测技术便是静力水准仪多传感器位移监测技术，安装静力水准仪时严格控制安装时间和安装位置，以免影响静力水准仪的监测效果。在安装时间选择方面，确保路基及各种过渡段结构施工工作结束之后，选择在无雨天气进行安装。在安装位置的选择方面，详细参考设计方案，在各种施工工作结束之后利用相关仪器进行定位和测量，确定好具体的水平基准点和沉降观测点，最终敲定静力水准仪的安装位置。
后期还需要对仪器进行维护和保养，安装好之后便需要安排指定人员对仪器进行监管，分析数据是否出现异常变动，如若发生漏水的情况及时采取措施进行处理，特别注意灰尘处理工作。在仪器养护过程中需要确保冲水工作不会影响到电缆，避免仪器发生短路的问题。除此之外，当数据出现问题之后，相关工作人员需要及时分析问题发生的原因，如若无法判断问题根源、及时联络专业人员进行处理和解决，从而全面提升地铁保护区自动化监测效果与质量。
3有关固定式自动测斜仪的位移监测技术应用
固定式自动测斜仪的位移监测技术也是地铁保护区自动化监测过程中常用的一种技术，之所以称为固定式是为区别于移动式测斜仪位移监测技术。移动式测斜仪虽然可以发挥监测作用，但经常会出现监测中断的情况，影响监测工作的连续性，固定式测斜仪是对移动式测斜仪的改进，可以实现连续性的地铁保护区自动化监测。固定式测斜仪的工作原理是在需要被监测的位置钻孔埋入测斜管并将探头放在测斜管内，再根据监测的方向将测斜探头卡在内壁之上，同一个测斜管内可以安装多个测斜探头，发挥自动化监测作用。当被监测对象发生位移变形时，测斜管也会相应发生变形，这时探头便会发生倾斜并在重力作用的影响下旋转，系统便可以借助观察和计算探头电流特定读数得出相对应的位移，大大提高了监测效率、节省了监测时间。固定式自动测斜仪的位移监测技术可在地铁保护区自动化监测过程中发挥巨大的作用，以某地铁为例，地铁隧道是一个狭长的空间环境，地下列车保持高速的运行速度前行，这就造成自动化监测技术在监测地铁保护区过程中遇到的技术性问题远多于其它应用领域。变形区不仅受到气流变化的影响，还存在网络信号影响精准度、远程控制影响可靠度、新技术术操作影响规范性等一系列问题，固定式自动测斜仪位移监测技术还存在较大改进空间，这一技术的普及应用还需要经历一个漫长的过程。但从长远角度来看，我国轨道交通将朝着智慧化方向发展，地铁保护区监测的自动化程度与水平也会持续提升，包括固定式自动测斜仪位移监测技术在内的各种自动化监测技术具有良好的发展前景和广大的应用范围。
4有关光导纤维的光纤光栅通信监测技术应用
除以上三种自动化监测技术之外，光纤光栅通信监测技术也可以被应用于地铁保护区变形情况的自动化监测工作之中。光纤光栅通过新监测技术的出现和发展得益于光导纤维及其通信技术的发展，这种技术的载体是光、介质是光纤，具有实时性强、抗腐蚀以及轻巧便捷的特点。进入二十世纪九十年代之后，越来越多的国家将这一技术运用于电站、大坝等大型工程的安全监测中，现如今得到了进一步发展。光纤传感器是光纤和光通信技术发展的综合产物，当光源发出的光射入时，光栅反射一部分光，其余的宽带光继续透射，从而形成一个光纤光栅传感网络，对其进行分析之后参考变化量及其它数据信息，可以得出被测量的温度和应变值，从而达到自动化监测地铁保护区的目的。
结束语
通过以上内容分析可以得出，自动化监测技术具有全天候监测地铁隧道保护区结构、监测地铁运行状态的作用，可有效避免安全事故的发生，具有人工监测所不可比拟的优势。若是人工监测和自动化监测技术全面应用于对地铁保护区的监测过程中，可进一步提升地铁运行安全性，为地铁运行消除基本安全隐患。从长远来看，自动化监测技术具有良好的应用与发展前景，相关工作人员仍然需要在实践应用过程中不断完善技术、提高自动化监测技术的水平。相信不久的将来，我国城市轨道交通定能朝着智慧化方向取得更好的发展。
参考文献
［1］刘杰.地铁保护区变形自动化监测技术应用［J］.今日自动化，2018，000（001）：107-108.
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