CN115853030A - 邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测系统及方法，该方法包括以下步骤：步骤1：将基坑沿运营地铁线划分成若干个基坑区域；步骤2：根据基坑区域对运营地铁的影响程度，确定地铁车站及地铁隧道中的监测段，监测段上设定多个监测断面，每个检测断面上设置若干个位移监测点，沿地铁线的上行和下行进行双线监测；步骤3：在地铁车站和地铁隧道内设置监测系统，用于对所有监测点进行监测；步骤4：在地铁车站和地铁隧道内布设若干个摄像机，摄像机与监测系统的远程控制设备(13)连接。本发明能实现对邻近深基坑工程的运营地铁的实时监测，避免人工测量数据偏差和延迟，有利于运营地铁的安全运营。

Description

邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种用于基坑周边结构的监测系统及方法，尤其涉及一种邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测系统及方法。

背景技术

在深基坑群的施工过程中，可能需要穿越地铁等既有建筑结构，施工时不仅要应对基坑自身变形，更重要的是必须将运营地铁变形矢量控制在预警值内，以保证运营地铁不停运、不降速。在基坑开挖过程中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其它因素的复杂影响，很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题，而且理论预测值还不能全面而准确地反映工程的各种变化，在基坑工程全寿命周期中需要对地铁的车站主体结构和盾构隧道进行监测，并对监测数据进行模拟和分析。

地铁站扩建工程基坑等临近运营地铁的深基坑工程在正常施工条件下，因基坑开挖面积较大，且基坑紧邻地铁站，并距离站端隧道较近，大面积开挖产生的卸荷效应显著，导致坑外土体产生趋向坑内移动的趋势，在土体变形传递效应的影响下，地铁隧道、车站主体结构可能产生一定的沉浮和水平位移。因此需要将基坑施工引起既有地铁站及站端隧道结构的变形控制在安全要求范围内(不超过报警值)。

目前，主要包括两个施工方案，一是将运营的地铁停运，或停运施工段的部分车站，对交通的影响较大。二是对地铁站进行变形监测，现有技术的变形监测方法需要通过人工对水平变形、竖向变形等数据进行分别测量，数据量大，测量误差也较大，监测结果不准确，且信息反馈不及时，无法保证运营地铁的安全运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测系统及方法，能实现对邻近深基坑工程的运营地铁的实时监测，避免人工测量数据偏差和延迟，有利于运营地铁的安全运营。

本发明是这样实现的：

一种邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法，包括以下步骤：

步骤1：将基坑沿运营地铁线划分成若干个基坑区域；

步骤2：根据基坑区域对运营地铁的影响程度，确定地铁车站及地铁隧道中的监测段，监测段上设定多个监测断面，每个检测断面上设置若干个位移监测点，沿地铁线的上行和下行进行双线监测；

步骤3：在地铁车站和地铁隧道内设置监测系统，用于对所有监测点进行监测；

步骤4：在地铁车站和地铁隧道内布设若干个摄像机，摄像机与监测系统的远程控制设备连接。

所述的基坑区域可包括位于地铁车站一侧的3A期基坑区域、位于地铁车站另一侧的3B期基坑区域、位于地铁隧道一侧的2A期基坑区域、位于地铁隧道另一侧的2B期基坑区域、位于3B期基坑区域外侧的4期基坑区域、以及位于2B期基坑区域外侧的1期基坑区域。

所述的监测点包括：在地铁车站的每个监测断面中，在轨道道床两侧设置一对轨道道床监测点，在地铁车站的主体结构内壁上设置一个车站侧壁水平位移监测点、多个车站水平位移监测点和一个车站竖向位移监测点；在地铁隧道的每个监测断面中，在地铁隧道的内壁上设置四个隧道水平位移监测点，其中两个隧道水平位移监测点对称位于地铁隧道的两侧中部，并兼做净空收敛监测点，另两个隧道水平位移监测点对称位于地铁隧道的两侧下部，并兼做轨道道床竖向位移监测点及纵向差异沉降监测点；地铁车站和地铁隧道的结构缝处设置开合度监测点。

所述的步骤2中，在地铁车站与地铁隧道连接部位的结构缝处，在每个结构缝的两侧分别设定一个监测断面，且该两个监测断面距离结构缝的距离为0.5-1.0m。

所述的步骤2中，上行地铁线和下行地铁线的监测点对称布设。

所述的监测段的两端分别延伸至基坑的两端外部。

所述的步骤2中，在紧邻基坑的监测段中，位于地铁车站内的监测断面的布设间距大于位于地铁隧道内的监测断面的布设间距，在基坑两端外部的监测段中，监测断面的布设间距大于位于地铁车站内的监测断面的布设间距。

所述的车站竖向位移监测点设置静力水准仪，静力水准仪包括电感传感仪、液缸、浮子、配重和液体通管；浮子通过配重漂浮在液缸内，电感传感仪设置在液缸的顶部，浮子的顶部呈杆状结构并插入在电感传感仪内；液体通管连通设置在液缸的底部，液体通管与外置的贮液容器的液位相连通。

所述的轨道道床监测点、车站侧壁水平位移监测点、车站水平位移监测点和隧道水平位移监测点处设置棱镜；监测系统包括基准棱镜、测量机器人和远程控制设备，若干个基准棱镜分别设置在地铁车站和地铁隧道内部，基准棱镜设置位置位于变形区域以外的稳固不动处，且基准棱镜设置位置的三维坐标已知；若干个测量机器人分布于地铁车站和地铁隧道内并与远程控制设备连接。

一种用于邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法的一体化智能监测系统，其特征是：包括设置在监测断面的检测点处的静力水准仪和棱镜、与静力水准仪和棱镜输出端连接的远程控制设备、以及通过公共网络与远程控制设备连接的地铁运营公司、基坑施工单位和建设单位的远程终端。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明由于由于间隔布设若干个监测端面，基于深基坑工程不同区域对运营地铁的影响对监测段内监测断面的间距进行调整，能保证监测数据的完整性和可靠性，能准确的反应地铁车站和地铁隧道各个位置处受到深基坑施工的影响情况，使地铁能够正常、安全的运行。

2、本发明由于设有监测系统，通过棱镜与测量机器人的配合、静力水准仪以及开合度监测仪的测量对地铁车站和地铁隧道的结构竖向和水平位移及侧墙水平位移、轨道道床竖向和水平位移、轨道道床竖向和横向高差、结构缝差异沉降和开合度、隧道净空收敛等进行实时自动化监测，无需人工测量，避免了人工测量数据的误差和延时。

附图说明

图1是本发明邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法中步骤1和步骤2的平面示意图；图中，黑色点为监测点；

图2是本发明邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法中地铁车站的监测点的剖面图；

图3是本发明邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法中地铁隧道的监测点的剖面图；

图4是本发明邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法中静力水准仪的剖视图；

图5是本发明邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法中静力水准仪的工作原理图(初始状态)；

图6是本发明邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法中静力水准仪的工作原理图(第j次测量状态)；

图7是本发明邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法中监测系统的工作原理图；

图8是本发明邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测系统的结构框图。

图中，1电感传感仪，2液缸，3浮子，4配重，5液体通管，6测量机器人，7静力水准仪，71数据自动采集与传输子系统，8地铁运营公司，9基坑施工单位，10建设单位，11公共网络，12棱镜，13远程控制设备。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

一种邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法，包括以下步骤：

请参见附图1，步骤1：将基坑沿运营地铁线划分成若干个基坑区域。

优选的，所述的基坑区域可包括位于地铁车站一侧的3A期基坑区域、位于地铁车站另一侧的3B期基坑区域、位于地铁隧道一侧的2A期基坑区域、位于地铁隧道另一侧的2B期基坑区域、位于3B期基坑区域外侧(即远离地铁车站的一侧)的4期基坑区域、以及位于2B期基坑区域外侧(即远离地铁车站的一侧)的1期基坑区域。

请参见附图1，步骤2：根据基坑区域对运营地铁的影响程度，确定地铁车站及地铁隧道中的监测段，监测段上设定多个监测断面，每个检测断面上设置若干个位移监测点，沿地铁线的上行和下行进行双线监测。

请参见附图2和附图3，所述的监测点包括：在地铁车站的每个监测断面中，在轨道道床两侧设置一对轨道道床监测点Si(上行)、Xi(下行)，在地铁车站的主体结构内壁上设置一个车站侧壁水平位移监测点、多个车站水平位移监测点SSi(上行)、XSi(下行)和一个车站竖向位移监测点SJi(上行)、XJi(下行)；在地铁隧道的每个监测断面中，在地铁隧道的内壁上设置四个隧道水平位移监测点S1、S2、S3、S4(上行)、X1、X2、X3、X4(下行)，其中两个隧道水平位移监测点S1、S4(上行)、X1、X4(下行)对称位于地铁隧道的两侧中部，并兼做净空收敛监测点，另两个隧道水平位移监测点S2、S3(上行)、X2、X3(下行)对称位于地铁隧道的两侧下部，并兼做轨道道床竖向位移监测点及纵向差异沉降监测点；在地铁车站与地铁隧道连接部位的结构缝处，在每个结构缝的两侧分别设定一个监测断面，且该两个监测断面距离结构缝的距离为0.5-1.0m，用于加强对结构缝处的变形监测，地铁车站和地铁隧道的结构缝处设置开合度监测点，并设置开合度监测仪；上行地铁线和下行地铁线的监测点对称布设。

所述的监测段的两端分别延伸至基坑的两端外部，优选的，监测段延伸至基坑端部外侧50m。

在紧邻基坑的监测段中，位于地铁车站内的监测断面的布设间距大于位于地铁隧道内的监测断面的布设间距，在基坑两端外部的监测段中，监测断面的布设间距大于位于地铁车站内的监测断面的布设间距。

请参见附图4，所述的车站竖向位移监测点设置静力水准仪7，静力水准仪7包括电感传感仪1、液缸2、浮子3、配重4和液体通管5。浮子3通过配重4漂浮在液缸2内，电感传感仪1设置在液缸2的顶部，浮子3的顶部呈杆状结构并插入在电感传感仪1内；液体通管5连通设置在液缸2的底部，液体通管5与外置的贮液容器的液位相连通。

优选的，静力水准仪7可采用连通液位沉降计，连通液位沉降计是一种电感调频的总线型位移计，浮子3随液缸2内的水位上升或下降，并带动浮杆在电感传感仪1内同步上升和下降，从而通过电感传感仪1测得任意时刻液缸2内水位变化情况，并输出位移量。其工作原理是：根据与其相连的贮液容器中液体总是寻求具有相同势能的原理来测量监测点和基准点彼此之间的垂直高度的差异和变化量。

请参见附图5和附图6，设共布设有n个监测点，将1号监测点为基准监测点，初始状态时获取初始观测值：分别通过静力水准仪7测量其安装高程相对于参考高程面▽H0之间的距离，记为：Y01、Y02、…、Y0i、…、Y0n，其中，i为监测点代号，i＝1，2，…，n)。各监测点静力水准仪7的安装高程与其液面之间的距离为h01、h02、…、h0i、…、h0n。则Y01+h01＝Y02+h02＝…＝Y0i+h0i＝…＝Y0n+h0n (1)。

当发生不均匀沉降后，设各监测点的安装高程相对于基准参考高程面▽H0的变化量为：

Δhj1、Δhj2、…、Δhji、…、Δhjn，其中，j为测次代号，j＝1，2，3…；各监测点静力水准仪7内液面相对于其安装高程的距离为hj1、hj2、…、hji、…、hjn。则可得：

(Y01+Δhj1)+hj1＝(Y02+Δhj2)+hj2＝…＝(Y0i+Δhji)+hji＝…＝(Y0n+Δhjn)+hjn (2)。

则第j次测量第i个监测点相对于基准监测点的相对沉陷量Hi1为：Hi1＝Δhji－Δhj1(3)。

由(2)式可得：Δhj1－Δhji＝(Y0i+hji)－(Y01+hj1)＝(Y0i-Y01)+(hji-hj1)(4)。

由(1)式可得：(Y0i－Y01)＝－(h0i+h01)(5)。

将(5)式代入(4)式，可得：Hi1＝(hji－hj1)－(h0i－h01)(6)。

在(6)式中，(hji－hj1)为在第j次测量中第i个监测点静力水准仪7测得的相对于初始观测值的位移量，(h0i－h01)为在第i个监测点相对于基准监测点的初始观测值的位移量。

只要获取任意时刻各监测点的静力水准仪7测得的相对于初始观测值的位移量，即可求得该时刻各监测点相对于基准监测点的相对高程差，从而获得结构沉降的竖向位移。

优选的，所述的开合度监测仪为三向测缝计，可采用HD-1ZL221型三向测缝计。在结构缝内固定安装支架并延伸至结构缝外部，三向测缝计的三支位移计按X、Y、Z轴方向固定于该支架上，三支位移计为弹力性位移计，其测杆顶端顶在结构缝的一侧光滑面上，当结构缝发生位移时，可根据三支位移计的读数测出结构缝两侧相对的空间位移。

请参见附图8，步骤3：在地铁车站和地铁隧道内设置监测系统，用于对所有监测点进行监测。

请参见附图7，优选的，所述的轨道道床监测点、车站侧壁水平位移监测点、车站水平位移监测点和隧道水平位移监测点处设置棱镜12；监测系统包括基准棱镜、测量机器人6和远程控制设备13，若干个基准棱镜分别设置在地铁车站和地铁隧道内部，基准棱镜设置位置位于变形区域以外的稳固不动处，且基准棱镜设置位置的三维坐标已知。若干个测量机器人6分布于地铁车站和地铁隧道内并通过公共网络11与远程控制设备13连接，用于数据自动采集与传输，远程控制设备13可采用计算机设备，以供地铁运营公司8、基坑施工单位9及建设单位10等通过计算机等终端获取监测数据。

基准棱镜必须埋设稳固作为参考基准点，各基准棱镜组成参考体，保证整个监测过程中不受破坏，采用基准棱镜为整个监测系统提供稳定不动的参照系，棱镜12作为变形点，各棱镜21组成变形体，以保证监测数据的准确性，可采用强制对中装置设置基准棱镜使其正对测量机器人6，测量机器人6用于获取各棱镜12的坐标。

对棱镜12的三维坐标点转换后的残差构成统计量，作假设检验。主要步骤如下：

1)设棱镜12的初始坐标为X0＝(x01，y01，z01,x02，y02，z02，…，x0m，y0m，z0m)；m为棱镜12的数量，m＝1，2，…。

2)棱镜12的后期坐标为X1＝(x11，y11，z11，x12，y12，z12，…，x1m，y1m，z1m)。

3)通过这两组坐标求出转换参数，然后转换X1到X0所在的坐标系，得到后期坐标在初始坐标系中的坐标X2＝(x21，y21，z21，x22，y22，z22，…，x2m，y2m，z2m)。

4)求得残差V＝x2-x0，构成统计量

5)选择置信水平α，查取在α置信水平下的分位值，如果Г值小于分位值，则接受，否则，剔除该坐标点。

6)剔除坐标点后，采用保留的坐标点再次进行转换，然后返回步骤1)，重复上述步骤，直到所有的坐标点都符合要求为止。

监测前预先在线路外侧设置永久固定观测点，应对所有监测点进行测量，获取各棱镜位置原始三维坐标值，得到监测初始值，为后续的监测数据的对比分析提供依据，切实保证地铁线的安全运营。监测过程中，采集每趟列车通过前、后测量数据，通过坐标转换，与原始三维坐标数据对比反映轨道几何尺寸变化，从而进一步得出轨道变形情况。依据4)中统计量计算公式得到的Г值小于在α置信水平下的查取分位值，即该点未符合要求的坐标点。采用多台测量机器人6自由设站，相邻的测量机器人6通过测站中间公共点进行坐标传递，公共点使用棱镜，利用隧道两端稳定的控制点，进行多测站转换参数整体平差，可实现高精度自动化监测数据处理，完成对地铁线路的监测工作。

步骤4：在地铁车站和地铁隧道内布设若干个摄像机，摄像机与监测系统的远程控制设备13连接。

请参见附图8，一种邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测系统，包括设置在监测断面的检测点处的静力水准仪7和棱镜12、与静力水准仪7和棱镜12输出端连接的远程控制设备13、以及通过公共网络与远程控制设备13连接的地铁运营公司8、基坑施工单位9和建设单位10的远程终端。

实施例1：

在某深基坑群中穿时速60km/h的运营地铁，中穿范围包含地铁车站主体结构及盾构隧道。基坑群开挖深度不同，最大开挖深度与盾构隧道埋深持平。基坑工程主要影响范围为地铁车站及其站端的地铁隧道，地铁已经开通运营，现状为过站运营，仅修建出主体土建部分，车站出入口及其地下通道、风道风亭部分尚未修建，将与深基坑群共同建设，基坑与车站及隧道区间围护结构贴建，共用地铁地连墙。

基坑距离地铁隧道、地铁车站的主体结构侧壁较近，受卸载和基坑降水等影响，基坑正对的地铁隧道区间、地铁车站受基坑开挖影响较大，应进行重点监测。在土质为富水性软土地区，具有变形明显、压缩性强、承载力弱的特点，在运营地铁两侧进行同步工程建设，保证地铁、基坑等矢量的监测数据准确和数据合理分析是施工过程中的重中之重。尤其是在土方开挖、地下室主体结构施工过程中，实际施工工况与预定方案的细微偏离亦可导致变形数据趋势变化，为工程施工造成更大的难度。

基坑位于地铁线路安全保护区内，基坑深达17.1m，与地铁车站及站端的地铁隧道紧邻，属保护区内作业的深基坑工程，外部作业影响等级为特级。在地铁保护区范围内，监测范围为3倍基坑开挖深度。针对2A期基坑区域、2B期基坑区域、3A期基坑区域、3B期基坑区域，监测统一布点，统一监测，监测布点所对应地铁里程向两侧各延伸50米，共计监测范围为402米。

对地铁车站和地铁隧道进行评估，地铁隧道的变形主要受2期基坑区域影响，地铁隧道最大变形位置出现在东侧隧道靠近2B基坑区域位置，均朝2B期基坑区域移动，这是由于2B期基坑开挖较深所导致。隧道为盾构环片结构，各环片协调变形能力较差，故以5m间距布设监测断面。根据评估结果，地铁隧道沿X、Y方向最大位移出现在2B基坑靠地铁一侧中点位置，沿Z方向最大位移出现在地铁隧道与地铁车站的结构缝位置，以此两处为基准断面，以5m的间距内插布设地铁隧道内的所有监测断面。

地铁车站的变形受2期、3期基坑区域施工影响都较大，主要受3期影响。地铁车站的最大变形位置出现在东侧靠近3B基坑区域位置，均朝3B期基坑区域移动。地铁车站为整体浇注混凝土，协调变形能力较好，故以10m间距布设断面。根据评估结果，地铁车站部分沿X方向最大位移出现在车站东侧中心位置处，沿Y、Z最大位移出现在结构缝位置或近结构缝位置，以此两处为基准断面，以10m的间距内插布设地铁车站内所有的监测断面。

共布置51个监测断面，在上行和下行下路及轨道道床均布设监测断面，在地铁车站和地铁隧道的连接部位存在两个结构缝，在地铁车站和地铁隧道区间的两个结构缝位置两边各布设一个监测断面，其监测点包括：SJ5-SJ6(上行)、SJ25-SJ26(上行)、XJ5-XJ6(下行)、XJ25-XJ26(下行)，并且该监测断面距结构缝距离为0.5-1.0米，加强对结构缝的变形监测。

在1倍基坑开挖深度范围内，即地铁受工程施工影响大的重点区域，在地铁车站内按每10m布设一个监测断面，在地铁隧道内按每5m布设一个监测断面，地铁隧道监测断面：SJ3-SJ5，XJ3-XJ5，SJ26-SJ45，XJ26-XJ46，共47个；地铁车站监测断面：SJ6-SJ25，XJ6-XJ25，共40个；在地铁受工程施工影响较小的区域，即在基坑两端外部的监测段中，每15m布设一个监测断面，地铁隧道区间监测断面：SJ1-SJ2，XJ1-XJ2，SJ46-SJ51，XJ47-XJ51，共15个，共计102个监测断面。

在地铁车站的每个监测断面中，在轨道道床两侧设置一对棱镜12作为轨道道床监测点，在地铁车站的主体结构内壁上设置一个棱镜12作为车站侧壁水平位移监测点、多个棱镜12作为车站水平位移监测点和一个静力水准仪7作为车站竖向位移监测点；在地铁隧道的每个监测断面中，在地铁隧道的内壁上设置四个棱镜12作为隧道水平位移监测点，其中两个隧道水平位移监测点对称位于地铁隧道的两侧中部，并兼做净空收敛监测点，另两个隧道水平位移监测点对称位于地铁隧道的两侧下部，并兼做轨道道床竖向位移监测点及纵向差异沉降监测点；地铁车站和地铁隧道的结构缝处设置开合度监测仪。

在地铁车站中，车站结构竖向位移通过静力水准仪7监测，轨道道床竖向位移通过测量机器人6测量轨道道床上的棱镜12监测，轨道道床水平位移通过测量机器人6测量轨道道床上的棱镜12监测，车站结构水平位移通过测量机器人6测量车站内的棱镜12监测；轨道横向高差采用测量机器人6测量轨道道床上的棱镜12监测，通过测量机器人6上的全站仪独立自由设站+高程三角测量横向差分的测量方式监测地铁轨道道床横向差异沉降变化；轨道纵向高差采用测量机器人6测量轨道道床上的棱镜12监测，根据测量机器人6ATR+轨道道床高程纵向差分原理监测反应轨道道床纵向差异沉降变化；结构缝差异沉降通过结构缝两侧的监测断面上的静力水准仪7监测；车站侧墙水平位移通过测量机器人6测量车站侧壁上的棱镜12监测。

在地铁隧道中，轨道道床竖向位移通过测量机器人6测量轨道道床上的棱镜12监测，轨道道床水平位移通过测量机器人6测量轨道道床上的棱镜12监测，轨道横向高差采用测量机器人6测量轨道道床上的棱镜12监测，通过测量机器人6上的全站仪独立自由设站+高程三角测量横向差分的测量方式监测地铁轨道道床横向差异沉降变化；轨道纵向高差采用测量机器人6测量轨道道床上的棱镜12监测，根据测量机器人6ATR+轨道道床高程纵向差分原理监测反应轨道道床纵向差异沉降变化；隧道净空收敛(水平)通过测量机器人6测量隧道内壁棱镜12，通过TPS隧道断面测量系统+全站仪自由设站专项测量同一断面的指定监测点之间的距离，同一断面的观测环境基本一致，可以消除多种误差因素的影响，可以准确反映隧道收敛的变化；隧道净空收敛(竖向)可采用测距仪由人工测量每个隧道断面的竖向净空；隧道结构纵向差异沉降通过测量机器人6测量隧道侧壁棱镜12，计算两个监测断面之间的棱镜12高差监测。

静力水准仪7的灵敏度0.01mm，精度0.1mm，安装静力水准仪7时，既要保证静力水准仪7与隧道壁连接紧密，真实反映地铁既有线路结构的沉降变化，同时严格避免侵入设备限界。静力水准仪7由其专用的数据自动采集与传输子系统71进行数据采集和分析，保证24小时不间断进行沉降监测，具有精度高、自动化性能好、操作便利等特点，且无需监测人员下轨作业，是地铁运营监测中进行沉降监测的理想选择。

在地铁车站和地铁隧道内设置监测系统，用于对所有监测点进行监测。监测系统的基准棱镜设置四个，布设于基坑影响范围之外的测量机器人6两侧，用于获取棱镜12的精密三维坐标。测量机器人6作为监测系统的原点。

远程控制设备13可设置在办公室内，办公室作为远程控制和数据处理的交互中心，需运行远程控制及后处理系统的计算机和接入Internet网络的有线或无线路由等软、硬件。远程控制设备13还可包括无线远程电源开关、温度气压传感器、无线路由和工控机等，通过控制箱集中安装设置。

结构缝的开合度自动化监测采用HD-1ZL221型三向测缝计，测量结构物伸缩缝或周边缝的开合度(变形)，并可同步测量埋设点的温度。加装配套附件可组成基岩变位计、表面裂缝计、多点变位计等测量变形。

地铁车站、地铁隧道内设置高清PTZ摄像机巡视，在上下行地铁线路分别安装4个高清PTZ摄像机，实现对地铁内部结构及漏水情况的全天候巡视。对于新发现的裂缝及渗漏位置，可及时把高清PTZ摄像机聚焦到该区域时刻观察裂缝及渗漏情况变化。摄像机采用高效红外阵列，低功耗，照射距离最远可达100m。支持最大1920×1080@30fps高清画面输出。支持360°水平旋转，垂直方向-15°～90°(自动翻转)，可以全方位了解地铁隧道及地铁车站内的现状，实时传输监测画面至远程控制设备13。

高清PTZ摄像系统、智能化静力水准测量监测系统、测量机器人智能监测系统和结构缝开合度智能化监测系统均为现有技术的智能化监测设备，实现地铁结构主要变形指标完全智能化监测。通过数据的传输和整合，能将各个基坑区域的监测项目数据和地铁监测数据同时纳入安全监控管理平台进行自动分析，更准确的找出问题存在的关键点，为应急提供准确的数据支撑，从而在监测的角度上保证地铁运营安全，确保深基坑工程的顺利实施。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1：将基坑沿运营地铁线划分成若干个基坑区域；

步骤2：根据基坑区域对运营地铁的影响程度，确定地铁车站及地铁隧道中的监测段，监测段上设定多个监测断面，每个检测断面上设置若干个位移监测点，沿地铁线的上行和下行进行双线监测；

步骤3：在地铁车站和地铁隧道内设置监测系统，用于对所有监测点进行监测；

步骤4：在地铁车站和地铁隧道内布设若干个摄像机，摄像机与监测系统的远程控制设备(13)连接。

2.根据权利要求1所述的邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法，其特征是：所述的基坑区域可包括位于地铁车站一侧的3A期基坑区域、位于地铁车站另一侧的3B期基坑区域、位于地铁隧道一侧的2A期基坑区域、位于地铁隧道另一侧的2B期基坑区域、位于3B期基坑区域外侧的4期基坑区域、以及位于2B期基坑区域外侧的1期基坑区域。

3.根据权利要求1所述的邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法，其特征是：所述的监测点包括：在地铁车站的每个监测断面中，在轨道道床两侧设置一对轨道道床监测点，在地铁车站的主体结构内壁上设置一个车站侧壁水平位移监测点、多个车站水平位移监测点和一个车站竖向位移监测点；在地铁隧道的每个监测断面中，在地铁隧道的内壁上设置四个隧道水平位移监测点，其中两个隧道水平位移监测点对称位于地铁隧道的两侧中部，并兼做净空收敛监测点，另两个隧道水平位移监测点对称位于地铁隧道的两侧下部，并兼做轨道道床竖向位移监测点及纵向差异沉降监测点；地铁车站和地铁隧道的结构缝处设置开合度监测点。

4.根据权利要求1所述的邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法，其特征是：所述的步骤2中，在地铁车站与地铁隧道连接部位的结构缝处，在每个结构缝的两侧分别设定一个监测断面，且该两个监测断面距离结构缝的距离为0.5-1.0m。

5.根据权利要求1所述的邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法，其特征是：所述的步骤2中，上行地铁线和下行地铁线的监测点对称布设。

6.根据权利要求1所述的邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法，其特征是：所述的监测段的两端分别延伸至基坑的两端外部。

7.根据权利要求1所述的邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法，其特征是：所述的步骤2中，在紧邻基坑的监测段中，位于地铁车站内的监测断面的布设间距大于位于地铁隧道内的监测断面的布设间距，在基坑两端外部的监测段中，监测断面的布设间距大于位于地铁车站内的监测断面的布设间距。

8.根据权利要求3所述的邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法，其特征是：所述的车站竖向位移监测点设置静力水准仪(7)，静力水准仪(7)包括电感传感仪(1)、液缸(2)、浮子(3)、配重(4)和液体通管(5)；浮子(3)通过配重(4)漂浮在液缸(2)内，电感传感仪(1)设置在液缸(2)的顶部，浮子(3)的顶部呈杆状结构并插入在电感传感仪(1)内；液体通管(5)连通设置在液缸(2)的底部，液体通管(5)与外置的贮液容器的液位相连通。

9.根据权利要求3所述的邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法，其特征是：所述的轨道道床监测点、车站侧壁水平位移监测点、车站水平位移监测点和隧道水平位移监测点处设置棱镜(12)；监测系统包括基准棱镜、测量机器人(6)和远程控制设备(13)，若干个基准棱镜分别设置在地铁车站和地铁隧道内部，基准棱镜设置位置位于变形区域以外的稳固不动处，且基准棱镜设置位置的三维坐标已知；若干个测量机器人(6)分布于地铁车站和地铁隧道内并与远程控制设备(13)连接。

10.一种用于权利要求9所述的邻近深基坑工程的运营地铁的一体化智能监测方法的一体化智能监测系统，其特征是：包括设置在监测断面的检测点处的静力水准仪(7)和棱镜(12)、与静力水准仪(7)和棱镜(12)输出端连接的远程控制设备(13)、以及通过公共网络与远程控制设备(13)连接的地铁运营公司(8)、基坑施工单位(9)和建设单位(10)的远程终端。

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