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香港地铁荃湾西站自动化监测系统
香港地铁荃湾西站自动化监测系统

糯扎渡水电站位于云南省普洱市翠云区和澜沧县交界处的澜沧江下游干流上,是澜沧江中下游河段八个阶 梯规划的第五级,。水库正常蓄水位812 米,水库总库容237.03 亿立方米,电站装机容量为5850MW(9 × 650MW),平均发电量239.12 亿千瓦时;是亚洲最高、世界第三高的心墙堆石坝电站,坝顶高程 821.5 米,坝顶宽度18 米。

位于香港荃湾西站的 TW7 区域,已规划修建新 城市基础设施,建筑物非 常靠近已建的MTR(轨道 交通铁路,香港快速轨道 交通系统)隧道和站台, 而MTR 的任何变形都将威 胁到成千上万乘客的生 命,所以必须安装一套保 障安全的自动化结构监测 系统(ADMS)。

建设项目的监测由一 家荷兰公司承担,方案采 用的是徕卡自动化监测解 决方案,因为徕卡实时监 测系统可以连续探测任何 形变,对任何可能发生的 事故提供报警,可以监测因土壤和打桩工程引起的 变形。

系统设计和安装

隧道监测系统的设计始于 2009 年,花费2 个月的时 间完成设计、准备、安装 和测试。系统包括6 台高 精度徕卡TM30 全站仪,2 台电1 台备用电脑,42 个 控制点棱镜和234 个监测 点棱镜。全站仪和棱镜的 位置都是经过仔细选择 的,以平衡测量范围、效 率和项目经费。全站仪沿 着一条400 米长的地铁隧 道进行布置,2 台为一组, 共3 组,每组中的一台全 站仪用来检测上行线,另一台监测下行线(见表 4)。监测棱镜安装在靠近 架空的线路电缆处,隧道旁 和靠近人行道的位置。每个 棱镜与全站仪必须保持通 视,且要保证和轨道、线缆 间的安全距离。

通讯

全站仪和专用的监测电脑之 间采用光纤建立通讯,电脑 放置在独立的办公室,配以 工作站系统,安装GeoMoS 软件。GeoMoS 软件进行 TM30 的控制,数据收集, 分析和可视化,另外使用了 第三方网络平差软件。为确 保系统可靠性,采用了不间 断电源供给(UPS),以减 少电源中断和数据频繁备份 的问题。由于火车频繁地靠 近仪器运行,可能导致无法 预测的位移,或灰尘覆盖住 棱镜,所以定期维护和检查,包括每2 周清洁一次光 学棱镜,保证了系统运行稳 定精确。

监测网络

稳定的控制点棱镜沿着隧道 安装,一部分在监测区域 外,一部分在监测区域内。 由于不是每台全站仪都能与 外面的控制点通视,所以非 常有必要纳入外面的控制点 进行整网的平差,这样区域 内的控制点就可以更新坐标 了。因此,在每个完整的监 测周期开始前,全站仪会测 量所有的控制点,这些测量 都用于计算网络平差。全站 仪站点和监测区域内的控制 点坐标采用平差结果进行更 新。然后徕卡GeoMoS 软 件基于更新后的控制点测量 监测点。这种完整的测量周 期,包括稳定的控制点和监 测点,每2 小时重复一次。

目标:
  • 隧道变形监测
客户:
  • 香港地铁
时间:
  • 2009 至今
地点:
  • 香港

项目概况:
使用设备和软件
  • 徕卡 TM30
  • 徕卡L 型棱镜
  • 徕卡 GeoMoS 监测器/分析器
  • 网络服务器用于数据查看
  • 第三方平差软件
  • 通讯光纤
挑战:
  • 监测距离达400 米
  • 安装设备距离铁路设施要保 持一定的空间
  • 要求系统完全自动化、可 靠,因为进入现场困难
优势:
  • 保障地铁每天安全运行 及时反映任何变形,避免地 铁隧道/站的停运

变形数据

监测数据可通过因特网实时 呈现,经过授权的监测人员 可以登录到监测系统,查看 变形值和系统状态。另外, 终端用户可以通过网页界面 访问监测数据,这些数据通 过简单易懂的图表和数字化 的变形报告呈现。

报文通信系统

为了能够对项目区域中任何 突发情况作出快速响应,现 场采用一套报文通信系统。 当测量的位移超出设定的限 差时,这套系统自动通过email 通知相关负责人。这些 限差值由测量员预先设置, 当结果超限,负责的测量员 排查超限原因,确认测量结 果是否是异常值,人为错 误,施工行为或真实位移。

结论

在最近几十年里,自动化变 形监测系统应用在了香港各 种各样的项目中,多次验证 了该系统可以有效预防事故 的发生。

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