城市轨道交通运营线路监测20130321

1、,城市轨道交通运营线路监测,2,运营线路监测,城市轨道交通运营线路长期监测,1,1,城市轨道交通运营线路专项监测,2,轨道交通运营线监测手段及案例,3,主要介绍内容,城市轨道交通运营线路长期监测,1,4,城市轨道交通工程监测技术规范第10.1.1条规定：城市轨道交通工程施工及运营期间，应对其线路中的隧道、高架桥梁、路基和轨道结构及重要的附属结构等进行竖向位移监测，必要时还应对隧道结构进行净空收敛监测。,城市轨道交通工程监测技术规范要求对运营线进行长期监测,1,规范对监测对象及项目的要求,城市轨道交通工程监测技术规范第10.2.1条规定：隧道、路基的竖向位移监测点的布设应符合下列规定： 1 在直

2、线地段宜每100 m布设1个监测点； 2 在曲线地段宜每50 m布设1个监测点，在直缓、缓圆、曲线中点、圆缓、缓直等部位应有监测点控制； 3 道岔区宜在道岔理论中心、道岔前端、道岔后端、辙叉理论中心等结构部位各布设1个监测点，道岔前后的线路应适当加密监测点；,2,规范对监测点布设的要求,4 线路结构的沉降缝和变形缝，车站与区间衔接处，区间与联络通道衔接处，附属结构与线路结构衔接处应有监测点或监测断面控制； 5 隧道、高架桥梁与路基之间的过渡段应有监测点或监测断面控制； 6 地基或围岩采用加固措施的轨道交通线路结构或附属结构部位应布设监测点或监测断面； 7 线路结构存在病害或处在软土地基等区段时

3、，应根据实际情况布设监测点。,2,规范对监测点布设的要求,目前苏州、杭州及上海不同城市运营线路监测的具体要求：,现状不同城市运营线路监测项目、测点布设、监测频率有所区别,3.1 高程控制网技术要求 （1） 高程控制网布设原则 1、长期沉降监测的高程控制网应与所在城市高程系统一致； 2、高程控制网应沿线路独立布设成附合线路、闭合线路或者结点网； 3、高程控制网的基准点一般要选用3个以上城市二等基本高程点作为起算点，并均匀分布； 4、长期沉降监测控制网基准点应沿线路每隔23km布设一个深埋水准点，与城市二等水准点组成长期沉降监测高程基准网；深桩基准点的桩底应进入持力层或稳定土层，确保桩端在变形影响

4、深度以下； 5、长期变形监测高程控制基准网应定期进行复测，复测频率为一年一次； 6、高程控制网的主要技术要求详见下表。,3,基准点及监测点的布置方法,高程控制网的主要技术要求,注：1、L为往返测段、附合或环线的路线长（以km计）； 2、采用数字水准仪测量的技术要求与同等级的光学水准仪测量技术要求相同。,3,基准点及监测点的布置方法,（2）深桩水准点的埋设方式 深桩水准基准点标石埋设应符合下列要求： 1 基准点宜采用钻机钻孔的方式埋设，基准点底部埋设深度应至相对稳定的土层，钻孔底封堵厚度宜为360mm，基点底靴厚度宜为1，000mm。 2 基准点分为内管和外管，外管直径宜为75mm，内管直径宜为

5、30mm，基准点顶部距离井盖顶宜为300mm，井底垫圈面距基准点顶部高度宜为700mm； 3 保护井壁宜采用砖砌，井壁厚度宜为240mm，井底垫圈宽度宜为370mm，井深宜为1，000mm；井盖宜采用钢质材料，井盖直径宜为800mm；井口标高宜与地面标高相同。,3,基准点及监测点的布置方法,3.2 变形监测点的布设 （1） 变形监测点的布设原则 1 应根据结构特点、施工工法、工程地质条件及环境条件等进行布点。 2 监测点应稳固、明显、结构合理，且不影响轨道交通的正常运营，正常维修不影响监测点位置变化。 3 监测点应避开障碍物，且便于观测和长期保存。 4 车站内左右线的沉降监测点应设置在同一横断

6、面上，以便判断车站结构横向沉降差异和倾斜程度。,3,基准点及监测点的布置方法,（2）地下车站主体结构沉降监测点布设 标准长度车站（160200m）：在地下车站站台层纵向的1/4、1/2和3/4处各布设1个监测横断面，每个断面的左、右线上各布设一个监测点，点位布设在道床轨道中间。车站长度大于200m时，按50m间距增设沉降监测点,标准长度车站结构沉降监测点布置示意图,3,基准点及监测点的布置方法,对于采取高等减震措施、特殊减震措施（钢弹簧浮置板）的结构区段来说，由于特殊减震措施自身会有一定的变形发生，在道床上布设监测点的同时，应在同一横断面的结构上布设监测点。,特殊减震地段地下结构沉降监测点布置

7、示意图,3,基准点及监测点的布置方法,（3）盾构隧道竖向沉降变形监测点 对于铺设一般道床的地段而言，沉降监测点应布设在整体道床上，并位于线路中心线上的两根轨枕中间。,盾构隧道沉降监测点布设示意图,监测点埋设应注意： 避开道床伸缩缝、隧道结构变形缝； 监测标志避开道床上层钢筋； 避开管片接缝； 不影响管片上其他重要管线的通过。,3,基准点及监测点的布置方法,对于采取高等减震措施、特殊减震措施（钢弹簧浮置板）的地段，除了在道床上布设监测点外，应在同一横断面的行车方向右侧盾构隧道结构上布设监测点，以便更进一步掌握隧道结构的沉降情况。,高等减震、特殊减震地段盾构隧道沉降监测点布设示意图,3,基准点及监

8、测点的布置方法,（4）隧道水平收敛监测点 隧道水平收敛监测点应和沉降监测点布置在同一横断面上，监测点以膨胀螺丝固定在管片左右两腰，利用收敛仪测出两点间的距离。,水平收敛变形测点布设图,3,基准点及监测点的布置方法,（5）不同工法结构交接处、变形缝处的差异沉降监测点布设 对运营线路控制差异沉降尤为重要，因此，在车站结构、明挖矩形隧道与区间盾构隧道交接处、明挖结构和隧道变形缝处两侧道床轨道中间，应各布设一个监测点，左、右线各布设1对，每座车站共布设4对。,车站与隧道交接处结构差异沉降测点布置示意图,3,基准点及监测点的布置方法,（6）联络通道沉降监测点布设 每个联络通道布设两个沉降监测点，且和联络

9、通道中心相交的隧道中心处应布设一个沉降监测点，便于监测联络通道和隧道的差异沉降值。,联络通道沉降监测点布置示意图,3,基准点及监测点的布置方法,（7）U型槽结构与地面段的差异沉降监测点布设,U型槽结构与地面段交接处差异沉降测点布设图,3,基准点及监测点的布置方法,4.1 监测频率 （1）试运营期开始前测取初始值，初始数据的测试次数应按规范要求不少于3次，取平均值。 （2）试运营第一年，前半年的监测频率为3个月一次，半年时间共2次。两次监测数据稳定的地段在后半年的监测频率调整为6个月一次，前半年两次监测数据发现异常地段的监测频率仍为3个月一次，直到沉降稳定达到控制指标。 （3）运营满一年，应对全

10、线监测成果和结构安全状况进行评估。,4,监测频率及控制指标,4.1 监测频率 （4）根据上年评估的结果，监测数据稳定的地段在运营第二、三年时每半年测量一次，变形出现异常或变形不稳定的地段仍按照3个月一次的监测频率进行监测，直到监测数据稳定或评估通过。 （5）高程基准系统的复测频率为一年一次。 （6）如遇沉降速率过大或发生异常情况时可进行加密观测，以便及时采取变形控制措施来确保行车安全，并对变形活跃的区段根据需要及相关论证，可以考虑将沉降观测时间间隔定得比其他区段要小，当采取沉降控制措施后沉降趋于相对稳定后，再可考虑将该区段的观测周期与全线相同。,4,监测频率及控制指标,4.2变形控制标准 根据

11、城市轨道交通工程测量规范及其他城市地铁隧道监测的经验，长期监测变形控制值参照下表。,监测控制值,注：长期沉降监测变形值达到控制值的70%时为预警状态，变形值达到控制值的80%时为报警状态，连续两次预警视为报警状态。,4,监测频率及控制指标,城市轨道交通运营线路专项监测,2,24,城市轨道交通运营管理办法(住建部第140号令)规定： （一）城市轨道交通应当在以下范围设置控制保护区： 1、地下车站与隧道周边外侧50米内； 2、地面和高架车站以及线路轨道外边线外侧30米内； 3、出入口、通风亭、变电站等建筑物、构筑物外边线外侧10米内。 （二）在城市轨道交通控制保护区内进行下列作业的，作业单位应当制

12、定安全防护方案，在征得运营单位同意后，依法办理有关行政许可手续： 1、新建、扩建、改建或者拆除建筑物、构筑物； 2、敷设管线、挖掘、爆破、地基加固、打井； 3、在过江隧道段挖沙、疏浚河道； 4、其他大面积增加或减少载荷的活动。 上述作业穿过地铁下方时，安全防护方案还应当经专家审查论证。运营单位在不停运的情况下对城市轨道交通进行扩建、改建和设施改造的，应当制订安全防护方案，并报城市人民政府城市轨道交通主管部门备案。,1,运营线保护区施工相关规定,根据住建部城市轨道交通运营管理办法(第140号令)，北京、上海、广州等轨道交通建设运营城市相继制定出台了一系列地方法规和企业规定，对位于轨道交通保护区内

13、施工的审批程序、建设方及参建方职责进行了明确规定，工程施工流程如图所示。,2,运营线保护区施工管理流程,3,监测点布置方法和要求,3,监测点布置方法和要求,现场监测频率参考,现场监测频率由设计单位根据设施保护需要确定，应满足监测信息能够及时、准确、系统地反映监测对象变化规律以及各监测项目之间的内在联系，宜根据变化量的大小与工况采取定时监测，参考下表选择。,4,监测频率要求,5,监测项目控制指标,结构防护及轨道加固设计应在设计文件中提出有关结构及轨道监测项目的控制值，控制值的确定应满足轨道交通设施的结构安全及运营安全要求，并考虑到长期使用功能及其他工程影响。 为保证受建设工程施工影响的既有轨道交

14、通设施最终的控制满足设计要求，可对控制值进行分解，确定分施工阶段的控制值标准，以便于工程安全控制。,5,监测项目控制指标,监测控制指标参考,6,监测预警及信息反馈,监测预警可划分为三个级别，即黄色预警、橙色预警和红色预警。,监测预警分级及预警响应表,6,监测预警及信息反馈,既有城市轨道交通设施第三方监测过程中，应根据专项设计要求提交周报或月报及阶段性监测报告，必要时提交日报和24小时实时监测报告，工程结束时应提交监测总结报告。 监测报告应将观测数值与预警值相比较并进行预警判断，且给出相应的数据处理图表及结论，并结合监测数据提出工程建议。 监测报告宜包括以下内容： 1 工程概况 1）对既有城市轨

15、道交通设施的具体结构型式、修建年代、修建工法、是否进行过大修等进行描述； 2）对保护区建设项目的结构型式、修建工法、重要影响工序等进行描述； 3）保护区建设项目与既有城市轨道交通设施的空间位置关系图。,6,监测预警及信息反馈,2 施工进度描述 应对开挖面位置或开挖深度等影响到监测数据分析的关键施工进度数据进行详细准确的描述。 3 监测依据 应包括依据的规范和专项设计、专项施工方案、施工影响安全性评估报告等资料。 4 监测内容和测点布置图 宜列出监测内容详表，表内宜包含监测部位、监测项目、仪器型号编号、仪器精度、监测控制值等内容。,6,监测预警及信息反馈,5 监测数据处理图表 1）现场监测获取的

16、与监测内容一致的监测数据表格； 2）对监测数据处理后的监测数据历时曲线图、监测数据断面图、监测数据等值变化图、变化最大值分布平面图、监测数据变化趋势图等，且图中宜包括预警值、警戒值、监测控制值等关键数据。 3）巡视表格。 6 监测结论 1）监测数据最大变化统计表，表格中应包括包含监测部位、监测项目、测点编号、变化最大值和单位、监测控制值、是否发生预警及预警等级等内容； 2）对监测数据综合变化趋势进行总结。,6,监测预警及信息反馈,轨道交通运营线监测手段及案例,3,37,人工监测技术手段常用的有： 1）几何水准测量监测 2）几何平面测量监测 3）测试仪器量测 自动化监测技术常用的主要有： 1)基

17、于测试仪器的静力水准、梁式倾斜仪组建的自动化监测系统 2)基于测量机器人组建的自动化监测系统,1,运营线路专项监测方法,1、基于静力水准、变位计等传感器的自动化监测系统,基于静力水准、变位计的自动化监测系统主要由静力水准仪、变位计传感器、DAU数据采集单元模块、计算机、数据采集管理软件系统组成。,1.1 系统结构组成,2,常用自动化监测系统组成,目前我院使用的静力水准仪、变位计等传感器的以国电自动化研究院生产电容式传感器为主，主要应用于地铁结构、路基、桥梁的竖向变形监测，地铁结构缝及轨道设备的相对变化观测。 根据30多项工程实际应用得出的经验数值，该系列仪器组成的监测系统在竖向位移及相对变形的

18、综合监测精度可达到0.1mm，系统的数据采集周期最快可达到12分钟（与监测系统仪器数量有关）。,1.2 主要用途及技术指标,2,常用自动化监测系统组成,1）RJ型电容式静力水准仪原理及结构 该仪器依据连通管原理的方法，用电容传感器，测量每个测点容器内液面的相对变化，再通过计算求得各点相对于基点的相对沉陷量。,1.3 基本原理,即只要用电容传感器测得任意时刻各测点容器内液面相对于该点安装高程的距离hji（含hj1及首次的h0i），则可求得该时刻各点相对于基准点1的相对高程差。,2,常用自动化监测系统组成,电容式静力水准仪由主体容器、连通管、电容传感器等部分组成。 当仪器主体安装墩发生高程变化时，

19、主体容体位置相对于产生液面变化，引起装有中间极的浮子与固定在容器顶的一组电容极板间的相对位置发生变化，通过测量装置测出电容比的变化即可计算得测点的相对竖向变形。 电容式静力水准仪主要技术指标如下： 测量范围： 010、20、40、50mm 最小读数： 0.05F.S或0.01mm 基本误差 ： 0.7F.S 环境温度： -2060C；相对湿度： 95 温度附加误差： 0.05%F.S/ 配用电缆：三芯屏蔽电缆（专用）,2,常用自动化监测系统组成,2,常用自动化监测系统组成,仪器的精确标定,2） RW型电容式位移计 当仪器位置发生轴向位移时，采用屏蔽管接地方式改变电容C2感应长度。L2的变化而使

20、电容C2发生变化。C1为固定电容。测量电路采用比率测量方式测出测点位置沿轴向的位移量。,1电缆线 2壳体 3电极安装座 4环形电极 5绝缘垫 6中心极 7环形电极 8屏蔽管孔 9屏蔽管 10位移体,RW型电容式位移计技术指标 RW型电容式位移计的技术指标为： 量程：10mm100mm 最小读数：0.05%F.S或0.01mm 精度：0.7%F.S 温度系数：0.05%F.S/C 环境温度：-20C +60C 环境湿度：95RH 自动化监测：NDA1303数据采集智能模块,2,常用自动化监测系统组成,3）DAU数据采集模块单元 DAU 2000系列数据采集单元特点 DAU 2000标准型模块化智

21、能数据采集单元DAU 2000系列由NDA系列数据采集智能模块、电源、防雷、防潮等部件组成，其关键是NDA系列数据采集智能模块，每个智能采集模块可配置416个通道，他们可以测量诸如差动电容、差动电阻、差动电感、振弦式、标准量等各类传感器。每一个智能采集单元也是一个操作相对独立、功能较为完善的小系统。 NDA系列数据采集智能模块现有8种类型： a 差动电阻式模块NDA1100系列，NDA1103可接入8支差动电阻式仪器，NDA1104可接入16支差动电阻式仪器； b 电感式模块NDA1203，可接入8支（4线）电感式仪器； c 电容式模块NDA1303可接入8支电容仪器； d 振弦式模块NDA1

22、403可接入8支（4线含温度修正）振弦式仪器，或可接入16支（2线）振弦式仪器；,2,常用自动化监测系统组成,e 电压电流变送器信号系列，NDA1504可接入16通道电压或电流量、NDA1514可接入16通道420mA二线制变送器、NDA1523接入8通道四线制变送器输出的电压或电流信号（如8台801-S型电介质倾斜仪）。 f 电位器式模块NDA1600系列，NDA1602可接入4通道5线制电位器式传感器，NDA1603可接入12通道3线制电位器式传感器。 g 测频、计数NDA1700模块，共有8个通道，可接入浮子式水位计、翻斗式雨量计、风速风向计等； h 混合式NDA1712模块，共有4个4

23、20mA标准电流量测量通道、1个RS485通讯通道、2个开关量计数通道； 各数据采集智能模块与RS-485总线相连。 DAU 2000数据采集单元，单元内数据采集智能模块为上述NDA的任意组合，从而将不同类型的传感器接入到同一台数据采集单元。 静力水准仪及变位计均为电容式仪器，采用NDA1303模块。,2,常用自动化监测系统组成,4）计算机硬件及系统软件 计算机硬件要求为Intel 486以上微机、工作站、服务器（带串口） ，内存32MB以上；2GB以上硬盘、光驱。 必需的系统软件为：中文Windows XP；SQL Server 2000/Oracle 8.0数据库； 5）数据采集管理软件

24、数据采集管理软件用于完成计算机与南瑞数据采集智能模块（NDA1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700系列）之间的通讯，实现对NDA的控制，同时对采集到的电测量实时变换成物理量并经检验自动入库保存，为资料分析提供可靠的原始观测数据。,2,常用自动化监测系统组成,NDA的状态控制功能 （1） 设置NDA的测点群：用于改变NDA每次定时启动测量时测量的通道。 （2） 设置NDA时钟：该功能用计算机时钟校正NDA的时钟。 （3） NDA自诊断：该功能用于启动NDA的自诊断功能，并实时返回自诊断的结果。 （4） 复位NDA：使用该功能将清除NDA中存贮的所有定时观测值。 对N

25、DA的状态查询功能 （1） 查询NDA的采集周期：使用该功能可以方便地查询NDA定时启动测量的时间和测量周期。 （2） 查询NDA的测点群：使用该功能可以查询NDA每次定时启动测量时测量的通道。 （3） 查询NDA时钟：该功能用于查询NDA的时钟。 （4） 查询NDA测次：该功能用于查询NDA在过去的一段时间内启动定时测量的次数和每次测量的时间。,2,常用自动化监测系统组成,测量控制功能 （1） 设置NDA的采集周期：使用该功能可以让用户根据实际需要，改变各NDA定时启动测量的时间和测量周期。 （2） 取NDA定时观测值：该功能用于将保存在NDA中的定时观测值传输到计算机。 （3） 选测：该功

26、能控制NDA对用户选定的测点进行测量。 （4） 单检：该功能允许用户对某一台仪器进行巡回测量，并实时反馈测量的结果。 数据存储功能 （1） 定时测量数据：对定时测量数据，在取NDA定时观测值后系统将自动把采集到的电测量实时计算变换成物理量，然后将原始电测值和对应的物理量自动永久保存。 （2） 选测数据：对选测数据，在取选测测值后系统将自动把采集到的电测量实时变换成物理量，然后将原始电测值和对应的物理量临时保存起来，如果用户需要，可以选“保存选测值”功能永久保存选测值。 数据越限报警功能 取数据时，系统将自动对测值进行故障判别和粗差校验，对各校验结果给出报警标志。,2,常用自动化监测系统组成,2

27、、基于测量机器人的自动化监测系统,2.1 系统结构组成,基于测量机器人的自动化变形监测系统由五大部分组成：测量机器人监测站、控制计算机系统、CDMA通讯网及因特网、基准点、变形监测点。,2,常用自动化监测系统组成,1）测量机器人监测站 测量机器人监测站由TCA1800等型号测量机器人、通信供电模块、CDMA无线传输模块、稳压模块、供电箱及监测基站平台构成。 徕卡TCA1800智能全站仪，标称测角精度为1.0，测距精度为（1mm+1ppmD）（D为被测距离），测程单棱镜达2500米，带马达驱动，安有同轴自动目标识别装置ATR（Automatic Target Recognition），有纵、横轴

28、自动补偿功能，数据可用通讯电缆或数据电台与计算机连接由计算机存贮同时由计算机在线控制。 通信供电模块根据系统要求定制加工，其功能为连接测量机器人、CDMA无线传输模块、稳压电源，起到电压转换、数据转换传输功能。供电箱采用带过压保护的220V电源箱，稳压模块接供电箱提供稳定的220V电压。CDMA模块采用CDMA通信模块，提供数据无线传输功能。,2,常用自动化监测系统组成,2）控制计算机系统 控制计算机系统由电脑、GeoRDMAS（GeoRobat Deformation Monitoring Automatic System）测量机器人自动变形监测系统软件、动态域名客户端软件、WIN XP 操

29、作系统软件、CDMA2000无线网卡、稳压变压模块、220V电源构成。 GeoRDMAS测量机器人自动变形监测系统为武汉大学测绘学院基于Vsiual Basic 6.0开发，用于控制测量机器人进行自动变形监测以及对所采集的数据进行管理与处理的软件。该系统主要功能有变形监测工程项目管理、系统初始化及学习测量、根据设定的监测周期进行观测、当目标被遮挡及测量超限时智能化地处理、测量数据计算处理、测量成果报表输出等。 动态域名通过网络申请。 通过联通CDMA2000网络与因特网实现无线数据通讯业务。,2,常用自动化监测系统组成,3）CDMA通讯网及因特网 CDMA通讯网及因特网实现控制计算机系统与测量

30、机器人监测站数据通讯功能，本系统在 CDMA 模块中设置动态域名。 4）基准点及变形监测点 基准点设置在变形区以外，至少取用三个以上稳定的基准点，设置为强制对中单棱镜。变形点根据实际需要，在待监测结构上设置变形监测点，每个监测点上安置有对准监测站的单棱镜。,2,常用自动化监测系统组成,2.2 监测数据处理原理 监测数据采用先进行差分改正后按极坐标计算原理进行计算的处理方式。 1）差分改正 差分改正为观测时按极坐标的方法测量测站点（基准点）至其它基准点和变形点的斜距、水平角和垂直角，将测站点至具有代表性气象条件的基准点测量值与其基准值（基准网的测量值）相比，求得差值。由于各测站仪器与作业方法一致

31、，且基准点均埋设在稳定地段，故将这一差值认为是受外界条件影响的结果。每站观测可以在短时间内完成，并且是基准点和变形点同时观测，可以认为外界条件对基准点和变形点的影响是相关的，可把基准点的差异加到变形点的观测值上进行差分处理，计算变形点的三维位移量。 差分改正主要进行距离、球气差、方位角差分改正。,2,常用自动化监测系统组成,2）变形点三维坐标和变形量的计算 综合各项差分改正，按极坐标计算公式可准确求得每周期各变形点的三维坐标。,若以变形点第一周期的坐标值作为初始值，则各变形点相对于第一周期的变形量为：,2,常用自动化监测系统组成,城铁13号线东直门站后折返线从车站主体向南引出，在东直门外大街道

32、路下为暗挖单层双联拱断面，13号线车站主体和暗挖隧道之间为明挖单层单跨箱形结构。折返线明挖段长14米，宽12.3米，高7.75m。明挖隧道结构与车站主体和暗挖隧道连接处各设置一道变形缝，道床采用整体道床，大四开道岔。 机场线东直门站上跨、下穿站后折返线，要求在施工期间对折返线隧道结构、轨道结构、轨道变形进行高精度实时监测。,B区,C区,D区,城铁13号线东直门站,13号线折返线,32.2m,13.3m,第一道变形缝,第二道变形缝,14m,12.3m,1.1 监测对象概况,1、东直门折返线地铁远程自动化监测项目实例,3,自动化监测工程案例1,道岔,变形缝,3,自动化监测工程案例1,1.2 监测项

33、目 根据专项设计及结构、轨道专业的相关技术文件，专家要求，采用自动化监测系统重点对折返线明挖段两条变形缝之间及附近（约16米）范围进行实时监测，具体项目如下表所示。,监测内容表,3,自动化监测工程案例1,1.3 监测点布置 根据监测要求，测点布置如下图：,3,自动化监测工程案例1,1.4 自动化监测系统配置 监测系统采用了南瑞公司的DAMSIV型分布式监测系统。系统由传感器、数据采集单元(DAU)、计算机、数据采集管理软件构成。各测量控制单元(DAU)对所辖的仪器按照监控主机的命令或设定的时间自动测量，并转换为数字量，暂存于DAU中，并根据系统监控主机的命令向主机传送所测数据。监控主机根据一定

34、的判据对实测数据进行检查和在线监控。 1）传感器部分 传感器采用南瑞公司生产的RJ-25、RJ-10型电容式静力水准仪和RW-10型电容式变位计组成沉降及变位监测系统。,3,自动化监测工程案例1,2）数据采集单元部分 现场共设置智能型数据采集单元（DAU2000）2套，内置NDA1303智能数据采集模块4块，防雷隔离电源模块4台，纳入了28支监测仪器。现场机房设置了1台NDA3100通讯模块，所有DAU数据采集单元均由现场机房统一供电和控制。所有DAU数据采集单元、NDA智能数据采集模块、防雷隔离电源模块、通讯模块和防雷净化电源构成一个完整的分布式数据采集系统。 整个工程的现场数据采集单元DA

35、U由设在现场机房的监控主机统一控制采集数据，通讯方式为RS-485现场总线方式，即安装在地铁结构上的数据采集单元DAU通过双绞屏蔽电缆及NDA3100通讯模块与现场机房的监控主机相联接。 3）数据采集管理部分 信息管理系统由1台台式计算机及数据采集管理软件组成。台式计算机用作监控主机，实现在线监测并用于监测数据的处理和监测成果的输出等功能。,3,自动化监测工程案例1,3,自动化监测工程案例1,4）现场安装调试 （1）支架安装：静力水准仪支架要求安装在同一水平面，误差一般不大于3mm。首先用普通水准仪对每条测线进行抄平，放样标定出水平线，然后按照水平线位置，在设计布点位置打孔将支架用膨胀螺栓固定

36、。 变位计支架根据尖轨连接杆尺寸已预先用数控机床加工好，现场用螺栓将构件与连接杆连接。支架下面轨道结构上安装绝缘水平板，用精密水准仪严格抄平至0.1mm。 （2）固定仪器：将静力水准仪与支架用调高螺栓固定，用水准器在主体顶盖表面垂直交替放置，调节螺杆螺丝使仪器表面水平及高程满足要求。 变位计安装入固定支架内，滑动头抵在水平板上，初步固定螺栓。,3,自动化监测工程案例1,3,自动化监测工程案例1,（3）静力水准仪管路安装：将每条测线静力水准仪用管路连接，从未端仪器徐徐注入防冻液与蒸馏水（1：1）混合物，排出管内气泡。将浮子放于主体容器内，将装有电容传感器的顶盖板装在主体容器上。 （4）采集装置安

37、装：静力水准仪、变位计仪均采用3芯屏蔽电缆接入相应的数据采集单元（DAU2000）内数据采集模块（NDA）中，在数据采集模块处仪器的红色芯线接模块通道的输入端的“”，屏蔽线接模块通道输入端的“”，白色芯线接模块通道的激励端的“PA”，黄色芯线接模块通道的激励端的“PB”。 DAU与DAU之间采用4芯通讯电缆及2芯电源线相连接，4芯通讯电缆的红、黑芯线作为一组接到DAU箱内通讯接线端子排的“A”，白、绿芯线作为一组接到DAU箱内通讯接线端子排的“B”，屏蔽线接到DAU箱内通讯接线端子排的“G”；2芯电源电缆的红色芯线接到DAU箱内电源接线端子排的“L”，黑色芯线接到DAU箱内电源接线端子排的“N

38、”。,3,自动化监测工程案例1,（5）连接采集装置与计算机连接：将DAU4芯通讯电缆及2芯电源线引入控制室，通过RS485与RS232串口转换装置将DAU4芯通讯电缆与计算机相连。 （6）软件系统安装：在监控主机上安装数据采集、管理软件，在数据库里创建水准仪、变位计的有关测点信息。 （7）系统调试：测试与DAU的通讯情况，采集各仪器电测量，对静力水准仪及变位计进行精确调整、直至个电测量与标定值中间测程基本一致，固定各监测仪器（ 变位计与连接装置螺栓与螺杆用厌氧胶粘好，以防震动松动）。 （8）采集初始值：安装调试毕，经检查系统正常后，进行多次测量取均值，作为初始值。 （9）监测数据采集：设置采集

39、周期等参数正常进行监测。,3,自动化监测工程案例1,3,自动化监测工程案例1,远程自动化监测系统与顶升系统联动关系布置图,3,自动化监测工程案例1,3,自动化监测工程案例1,2.1 监测对象概况,2、城铁13号线北苑便线工程自动化监测项目实例,北苑东路采用顶涵下穿方式穿越城铁13号线，下穿段采用四幅路，中间分隔带宽2m，两侧机动车道宽11.5m2，非机动车道宽6m，人行道宽3.35m。 为降低北苑东路下穿城铁顶进涵施工对城铁13号线运营影响，在城铁13号线正线北侧修建一条临时便线，临时便线与城铁13号线正线相接。在箱涵施工期间，地铁列车在临时便线上运营，在箱涵施工完成后，恢复正线运营。,3,自

40、动化监测工程案例2,2.2 监测项目,根据设计单位及运营管理单位要求，对城铁13号线北苑望京西区间在正线拨接至便线工程中对便线线路进行实时沉降监测，重点可监测轨枕沉降来反映线路沉降。 经过对一些测试仪器、测量仪器对该工程的适用性、工期、造价等各项指标的详细论证，较为理想的解决方案为采用测量机器人，组建自动化变形监测系统来实现监测目标。具体监测内容如下表所示。,城铁13号线北苑望京西区间便线工程监测内容,3,自动化监测工程案例2,根据设计单位及运营管理单位要求，对城铁13号线北苑望京西区间在正线拨接至便线工程中对便线线路进行实时沉降监测，重点可监测轨枕沉降来反映线路沉降。 经过对一些测试仪器、测

41、量仪器对该工程的适用性、工期、造价等各项指标的详细论证，较为理想的解决方案为采用测量机器人，组建自动化变形监测系统来实现监测目标。具体监测内容如下表所示。,城铁13号线北苑望京西区间便线工程监测内容,3,自动化监测工程案例2,2.3 监测作业方法,1、监测基准网测设 根据待监测范围600米长线路位置分布特点，结合现场通视条件每120米左右设置1个工作基站，本工程设置Q1Q4共4个工作基站，布置J1J10共10个监测基准点，保证每个监测站至少有4个基准点与测站通视，同时保证相邻测站有3个公用基准点。监测基准网组成方式如图4-1所示。,3,自动化监测工程案例2,设置测量机器人的工作基站采用三角钢焊接支架，底部与埋深1.5米的混凝土基础底座连接，高度高出城铁护栏约1米，顶部安装可放置仪器的强制对中装置。 基准网采用独立网，首先以西侧Q1#测站假定坐标为平面及高程基准，东侧Q4#测站为定向归零方向，建立平行于线路的坐标系统，以Q1#及Q4#测站观测各基准点，平差计算各基准点坐标。该项工作独立进行3次，成果合格取平均值作为基准点数值。基准网平差后点位中误差小于1mm。 监测过程中，每个监测工作基站每次均观测3个以上基准点对工作基站稳定性进行检查。,3,自动化监测工程案例2,