非接触测量在轨道交通工程监测中的应用研究--中国期刊网

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非接触测量在轨道交通工程监测中的应用研究

发表时间：2021/9/7 来源：《城市建设》2021年9月上17期作者：尚金涛

[导读] 随着近年来我国建筑工程技术不断的发展，轨道交通工程技术已经得到了充分的革新升级。在轨道交通工程施工过程中，对其进行的监测工作是极为必要的，不仅可以充分反馈出当前施工过程中所出现的数据信息，还能保障其准确性。

浙江华东测绘与工程安全技术有限公司尚金涛浙江省杭州市 310014

摘要：随着近年来我国建筑工程技术不断的发展，轨道交通工程技术已经得到了充分的革新升级。在轨道交通工程施工过程中，对其进行的监测工作是极为必要的，不仅可以充分反馈出当前施工过程中所出现的数据信息，还能保障其准确性。我国近年来城镇化的持续推进，使得轨道交通工程的建设更加具有特点，其线路更长更深是目前我国轨道交通工程的一大特点。
关键词：非接触测量；轨道交通工程；工程监测
        前言：目前我国大中型成熟的轨道交通线路的间隔是在不断缩短的。在同一个线路有着多种的交通方式，例如地铁、轻轨、高速公路、城市主干道等等。因此在实际的开展轨道交通工程施工的过程中，应该首先对周边的环境以及建筑设施进行一个相应的评估，以此来保障施工过程中保障施工安全以及施工环境不会受到相关的影响。基于此，为了充分保障轨道交通工程监测工作的效率，我们应该采取非接触测量方式开展测量工作。
        一、自记水位计监测方式
        自记水位计监测方式一般应用在轨道交通工程下方存在地下水时的情形。利用自记水位计来对地下水水位的变化进行实时监测。在自记水位计监测的过程中，一般存在多种监测方式。例如：超声波、水压方式监测等等。对水位的记录方式也多种多样，包括但不限于数字显示、磁带记录以及固态存储等形式。自记水位计一般来说是在需要监测的测井中安装浮子，然后通过水位变化引发浮子变化，并将这种变化传递给浮轮，这样一来就可以通过传感器来获取到相应的水位信息。自记水位计监测较为简单方便，准确度也较好，但是很容易在实际的施工过程中损坏[1]。
        二、静力水准仪监测方式
        静力水准仪监测一般应用在轨道交通工程中竖向变形的监测。静力水准仪利用的是联通液的工作原理来实现监测的。将一个水平面上的储液罐利用多只连通管进行连接，然后再利用测点容器内地面安装高程的变化来计算出不同基点的沉降量。通常来说，这种静力水准仪的监测方式监测精度较高，误差能达到0.1毫米之内，且测量范围较为广泛，结构以及系统硬件安装也较为简便，可以24小时进行精准监测。但是这种监测方式还存在一定的弊端，那就是对设计静力水准系统的管路长度有一定的要求，到不到标准长度以及高度会影响最终的监测结果。

        精力水平仪监测流程（图1）
        三、测量机器人自动监测方式
        测量机器人自动监测方式一般应用在轨道交通工程施工附近存在水平与竖向位移的情形下。这种监测方式是通过监测设备以及监测系统开展工作的。一般是利用Leica智能系列全站仪作为监测基础来开展的监测工作，其中需要利用TPS系统来支持监测工作的运行。TPS系统是结合了多种技术与工作步骤的一个全自动集成测量系统。测量机器人自动监测系统可以充分节省人力资源，可以全天候针对工程情况进行实时监测，有着极强的监测精准度，还能对平移或竖向位移的信息数据进行详细获取，这是一种可以值得广泛应用的监测方式[2]。
        四、无人机遥感监测方式
        无人机遥感监测方式一般是应用在新建立的轨道交通工程测量周边建筑物的情形下。无人机遥感监测技术可以通过在无人机上安装摄像机，来通过相应的系统将目的地画面实施的传输回来。还可以利用摄影测量手段以及三维建模技术来进行空中作业，这种监测方式有着更高的监测效率，还能保障监测的精准度，同时也节省了大量的人力资源。无人机监测的监测范围更加广泛，可以监测一些利用人力无法企及的监测点。无人机遥感监测方式可以开展一些人力无法完成的监测任务，而且还能实施传输高质量的影像画面，充分保障监测效果。
        五、管道机器人监测方式
        管道机器人监测方式主要应用在轨道交通工程监测周边管道内部情况的情形中，管道机器人可以协助分布式光纤进行监测工作。管道机器人可以针对管道内的情形进行充分探查，一般情况下机器人都会配有摄像头，可以实施的传输记录管道内的情况。管道机器人是一种体积较小，可以在狭窄管道中自行移动并具有多种传感器的机器人，并可以通过计算机进行远程遥控。管道机器人可以监测人力无法观测到的监测点位，同时也具有较高的智能化，操作较为简单。还可以根据实际的现场监测情况来进行相应的行进与操作。
        六、固定式测斜仪监测方式
        固定式测斜仪监测方式一般是应用在无法利用人工进行监测的基坑围护结构水平位移的情形上。固定式测斜仪内部含有多种元器件与芯片组，同时具备通讯线以及电源线。在进行监测的过程中往往是利用探头组件来将信号传递给传感器，当传感器接受到倾斜变化的信号时会改变其倾角角度，倾角发生倾斜就会使得硅电容感应原件的质量片发生倾斜，使得电容发生变化进而计算出角度值，这监测方式具有较强的自动性，能够实时的进行监测，充分降低监测工作的强度，操作也较为便捷。但是这种监测仪很容易在施工过程中损坏。
        七、三维激光扫描监测方式
        三维激光扫描监测方式一般应用在监测方位较广且监测精度要求不高的情形下。这种监测方式是通过三维激光扫描仪发射器发射信号，然后信号经过传输物体的便面时会沿着相同路径来将信号传回，通过这种方式来监测扫描的角度值。一般情况下三维激光扫描仪都是以自身来设定坐标系。倘若监测的空间坐标是具体的，那么就需要了解扫描点所对应的坐标。这种监测方式速度较快，且无需进行实际接触，但是监测的精度较低[3]。
        结语：综上所述，利用非接触测量方式对轨道交通工程开展监测的过程中，说具有相应的工作效率的，能针对轨道交通工程周边的环境以及建筑设施进行一个很好的监测，同时也能保障施工过程中的稳定性与效率性。在针对道路进行监测时可以采用测量机器人以及激光扫描技术。在对桥梁等其他建筑进行监测是可以通过静力水准仪以及近景摄影测量方法开展监测工作。此外对于一些具有较大深度的基坑可以适用无人机技术进行监测。通过上述的监测方法可以充分保障轨道交通工程的监测质量。
参考文献：
[1]龚洁英,佟岩,叶新,吴丽丽.非接触测量在轨道交通工程监测中的应用研究[J].智能建筑,2020,{4}(08):30-33.
[2]中国安全生产科学研究院“十三五”系列科研成果[J].中国安全生产科学技术,2020,16(02):197.
[3]曹宝宁.城市轨道交通工程风险监测综合技术应用[J].北京测绘,2018,32(12):1456-1460.