城市軌道交通運營線路監測演示文稿目前一頁\總數七十七頁\編于十九點運營線路監測城市軌道交通運營線路長期監測11城市軌道交通運營線路專項監測2軌道交通運營線監測手段及案例3主要介紹內容2目前二頁\總數七十七頁\編于十九點城市軌道交通運營線路長期監測1目前三頁\總數七十七頁\編于十九點《城市軌道交通工程監測技術規范》第條規定：城市軌道交通工程施工及運營期間，應對其線路中的隧道、高架橋梁、路基和軌道結構及重要的附屬結構等進行豎向位移監測，必要時還應對隧道結構進行凈空收斂監測。《城市軌道交通工程監測技術規范》要求對運營線進行長期監測1規范對監測對象及項目的要求4目前四頁\總數七十七頁\編于十九點《城市軌道交通工程監測技術規范》第條規定：隧道、路基的豎向位移監測點的布設應符合下列規定：1在直線地段宜每100m布設1個監測點；2在曲線地段宜每50m布設1個監測點，在直緩、緩圓、曲線中點、圓緩、緩直等部位應有監測點控制；3道岔區宜在道岔理論中心、道岔前端、道岔后端、轍叉理論中心等結構部位各布設1個監測點，道岔前后的線路應適當加密監測點；2規范對監測點布設的要求目前五頁\總數七十七頁\編于十九點4線路結構的沉降縫和變形縫，車站與區間銜接處，區間與聯絡通道銜接處，附屬結構與線路結構銜接處應有監測點或監測斷面控制；5隧道、高架橋梁與路基之間的過渡段應有監測點或監測斷面控制；6地基或圍巖采用加固措施的軌道交通線路結構或附屬結構部位應布設監測點或監測斷面；7線路結構存在病害或處在軟土地基等區段時，應根據實際情況布設監測點。2規范對監測點布設的要求目前六頁\總數七十七頁\編于十九點目前蘇州、杭州及上海不同城市運營線路監測的具體要求：序號城市監測項目監測點布設要求監測頻率1蘇州1、結構沉降2、隧道收斂1、地下車站：每個車站布3個監測斷面，每斷面左、右線各布設1個沉降監測點。2、區間隧道：每20米一個監測點。3、隧道收斂：每120米布設一個斷面。4、單體建筑物：沿外墻周邊每隔30米設置一個沉降觀測點。第一年每季度一次，之后每半年一次。2杭州1、結構沉降2、隧道收斂3、重大管線沉降4、重要構筑物沉降1、地下車站：標準長度車站，在站臺層縱向的1/4、1/2和3/4處各布設1個監測斷面；車站長度大于200m時，按50m間距設監測斷面。2、盾構隧道：按6m間距（每5環管片）布設沉降監測點。3、隧道收斂：按48m間距布設4、重大管線、重要建構筑物的沉降監測布設運營前半年每季度一次，之后每半年一次。3上海1、整體道床沉降2、隧道收斂1、道床沉降：整體道床伸縮縫兩側各布設一個監測點，每塊整體道床中間按5m左右的間距布點。2、隧道收斂：按5m間距布設第一年每季度一次，之后每半年一次。現狀不同城市運營線路監測項目、測點布設、監測頻率有所區別目前七頁\總數七十七頁\編于十九點3.1高程控制網技術要求（1）高程控制網布設原則1、長期沉降監測的高程控制網應與所在城市高程系統一致；2、高程控制網應沿線路獨立布設成附合線路、閉合線路或者結點網；3、高程控制網的基準點一般要選用3個以上城市二等基本高程點作為起算點，并均勻分布；4、長期沉降監測控制網基準點應沿線路每隔2～3km布設一個深埋水準點，與城市二等水準點組成長期沉降監測高程基準網；深樁基準點的樁底應進入持力層或穩定土層，確保樁端在變形影響深度以下；5、長期變形監測高程控制基準網應定期進行復測，復測頻率為一年一次；6、高程控制網的主要技術要求詳見下表。3基準點及監測點的布置方法目前八頁\總數七十七頁\編于十九點高程監測水準測量等級每千米高差中數中誤差（mm）水準儀等級水準尺往返較差、附合或環線閉合差（mm）偶然中誤差MΔ全中誤差Mw高程基準控制網國家一等±0.45±1.0DS1銦瓦尺或條碼尺±沉降監測水準網國家二等±1±2.0DS1銦瓦尺或條碼尺±高程控制網的主要技術要求注：1、L為往返測段、附合或環線的路線長（以km計）；2、采用數字水準儀測量的技術要求與同等級的光學水準儀測量技術要求相同。3基準點及監測點的布置方法目前九頁\總數七十七頁\編于十九點（2）深樁水準點的埋設方式深樁水準基準點標石埋設應符合下列要求：1基準點宜采用鉆機鉆孔的方式埋設，基準點底部埋設深度應至相對穩定的土層，鉆孔底封堵厚度宜為360mm，基點底靴厚度宜為1，000mm。2基準點分為內管和外管，外管直徑宜為75mm，內管直徑宜為30mm，基準點頂部距離井蓋頂宜為300mm，井底墊圈面距基準點頂部高度宜為700mm；3保護井壁宜采用磚砌，井壁厚度宜為240mm，井底墊圈寬度宜為370mm，井深宜為1，000mm；井蓋宜采用鋼質材料，井蓋直徑宜為800mm；井口標高宜與地面標高相同。3基準點及監測點的布置方法目前十頁\總數七十七頁\編于十九點3.2變形監測點的布設（1）變形監測點的布設原則1應根據結構特點、施工工法、工程地質條件及環境條件等進行布點。2監測點應穩固、明顯、結構合理，且不影響軌道交通的正常運營，正常維修不影響監測點位置變化。3監測點應避開障礙物，且便于觀測和長期保存。4車站內左右線的沉降監測點應設置在同一橫斷面上，以便判斷車站結構橫向沉降差異和傾斜程度。3基準點及監測點的布置方法目前十一頁\總數七十七頁\編于十九點（2）地下車站主體結構沉降監測點布設標準長度車站（160～200m）：在地下車站站臺層縱向的1/4、1/2和3/4處各布設1個監測橫斷面，每個斷面的左、右線上各布設一個監測點，點位布設在道床軌道中間。車站長度大于200m時，按50m間距增設沉降監測點標準長度車站結構沉降監測點布置示意圖3基準點及監測點的布置方法目前十二頁\總數七十七頁\編于十九點對于采取高等減震措施、特殊減震措施（鋼彈簧浮置板）的結構區段來說，由于特殊減震措施自身會有一定的變形發生，在道床上布設監測點的同時，應在同一橫斷面的結構上布設監測點。特殊減震地段地下結構沉降監測點布置示意圖3基準點及監測點的布置方法目前十三頁\總數七十七頁\編于十九點（3）盾構隧道豎向沉降變形監測點對于鋪設一般道床的地段而言，沉降監測點應布設在整體道床上，并位于線路中心線上的兩根軌枕中間。盾構隧道沉降監測點布設示意圖監測點埋設應注意：避開道床伸縮縫、隧道結構變形縫；監測標志避開道床上層鋼筋；避開管片接縫；不影響管片上其他重要管線的通過。3基準點及監測點的布置方法目前十四頁\總數七十七頁\編于十九點

對于采取高等減震措施、特殊減震措施（鋼彈簧浮置板）的地段，除了在道床上布設監測點外，應在同一橫斷面的行車方向右側盾構隧道結構上布設監測點，以便更進一步掌握隧道結構的沉降情況。高等減震、特殊減震地段盾構隧道沉降監測點布設示意圖3基準點及監測點的布置方法目前十五頁\總數七十七頁\編于十九點（4）隧道水平收斂監測點隧道水平收斂監測點應和沉降監測點布置在同一橫斷面上，監測點以膨脹螺絲固定在管片左右兩腰，利用收斂儀測出兩點間的距離。水平收斂變形測點布設圖3基準點及監測點的布置方法目前十六頁\總數七十七頁\編于十九點（5）不同工法結構交接處、變形縫處的差異沉降監測點布設對運營線路控制差異沉降尤為重要，因此，在車站結構、明挖矩形隧道與區間盾構隧道交接處、明挖結構和隧道變形縫處兩側道床軌道中間，應各布設一個監測點，左、右線各布設1對，每座車站共布設4對。車站與隧道交接處結構差異沉降測點布置示意圖3基準點及監測點的布置方法目前十七頁\總數七十七頁\編于十九點（6）聯絡通道沉降監測點布設每個聯絡通道布設兩個沉降監測點，且和聯絡通道中心相交的隧道中心處應布設一個沉降監測點，便于監測聯絡通道和隧道的差異沉降值。聯絡通道沉降監測點布置示意圖3基準點及監測點的布置方法目前十八頁\總數七十七頁\編于十九點（7）U型槽結構與地面段的差異沉降監測點布設U型槽結構與地面段交接處差異沉降測點布設圖3基準點及監測點的布置方法目前十九頁\總數七十七頁\編于十九點4.1監測頻率（1）試運營期開始前測取初始值，初始數據的測試次數應按規范要求不少于3次，取平均值。（2）試運營第一年，前半年的監測頻率為3個月一次，半年時間共2次。兩次監測數據穩定的地段在后半年的監測頻率調整為6個月一次，前半年兩次監測數據發現異常地段的監測頻率仍為3個月一次，直到沉降穩定達到控制指標。（3）運營滿一年，應對全線監測成果和結構安全狀況進行評估。4監測頻率及控制指標目前二十頁\總數七十七頁\編于十九點4.1監測頻率（4）根據上年評估的結果，監測數據穩定的地段在運營第二、三年時每半年測量一次，變形出現異常或變形不穩定的地段仍按照3個月一次的監測頻率進行監測，直到監測數據穩定或評估通過。（5）高程基準系統的復測頻率為一年一次。（6）如遇沉降速率過大或發生異常情況時可進行加密觀測，以便及時采取變形控制措施來確保行車安全，并對變形活躍的區段根據需要及相關論證，可以考慮將沉降觀測時間間隔定得比其他區段要小，當采取沉降控制措施后沉降趨于相對穩定后，再可考慮將該區段的觀測周期與全線相同。4監測頻率及控制指標目前二十一頁\總數七十七頁\編于十九點序號監測項目次控制值年控制值備注1軌道線路沉降監測（地下隧道和高架）±5mm±20mm建議值2聯絡通道沉降監測±5mm±20mm3盾構隧道斷面收斂監測±5mm±10mm4高架橋立柱沉降監測±3mm±6mm5區間隧道的差異沉降±4mm/6隧道與車站結構的差異沉降±5mm/4.2變形控制標準根據《城市軌道交通工程測量規范》及其他城市地鐵隧道監測的經驗，長期監測變形控制值參照下表。監測控制值注：長期沉降監測變形值達到控制值的70%時為預警狀態，變形值達到控制值的80%時為報警狀態，連續兩次預警視為報警狀態。4監測頻率及控制指標目前二十二頁\總數七十七頁\編于十九點城市軌道交通運營線路專項監測2目前二十三頁\總數七十七頁\編于十九點《城市軌道交通運營管理辦法》(住建部第140號令)規定：（一）城市軌道交通應當在以下范圍設置控制保護區：

1、地下車站與隧道周邊外側50米內；

2、地面和高架車站以及線路軌道外邊線外側30米內；

3、出入口、通風亭、變電站等建筑物、構筑物外邊線外側10米內。（二）在城市軌道交通控制保護區內進行下列作業的，作業單位應當制定安全防護方案，在征得運營單位同意后，依法辦理有關行政許可手續：

1、新建、擴建、改建或者拆除建筑物、構筑物；

2、敷設管線、挖掘、爆破、地基加固、打井；

3、在過江隧道段挖沙、疏浚河道；

4、其他大面積增加或減少載荷的活動。上述作業穿過地鐵下方時，安全防護方案還應當經專家審查論證。運營單位在不停運的情況下對城市軌道交通進行擴建、改建和設施改造的，應當制訂安全防護方案，并報城市人民政府城市軌道交通主管部門備案。1運營線保護區施工相關規定24目前二十四頁\總數七十七頁\編于十九點根據住建部《城市軌道交通運營管理辦法》(第140號令)，北京、上海、廣州等軌道交通建設運營城市相繼制定出臺了一系列地方法規和企業規定，對位于軌道交通保護區內施工的審批程序、建設方及參建方職責進行了明確規定，工程施工流程如圖所示。建設單位提出申請對運營線路進行評估專項設計（設計、施工、防護、監測、應急）評審專項設計等報市交通管理部門備案施工后評估未通過通過2運營線保護區施工管理流程目前二十五頁\總數七十七頁\編于十九點監測對象監測項目監測儀器綜合監測精度影響區內監測布點（參考）地下線隧道結構豎向位移水準儀、靜力水準儀、全站儀0.5mm每5m~20m設置1個；盾構隧道每3環~15環設置1個水平位移全站儀、準直儀1.0mm每5m~20m設置1個；盾構隧道每3環~15環設置1個縱向變形分析計算

橫向變形分析計算

凈空收斂收斂儀0.06mm每5m~20m設置1個；盾構隧道每3環~15環設置1個外壁附加荷載頻率讀數儀1.0%F.S每處設置2個~4個震動峰值速度頻率及振幅讀數儀1.0%F.S每處設置2個~4個地面線路基結構豎向位移水準儀、全站儀0.5mm每5m~20m設置1個水平位移全站儀、準直儀1.0mm每5m~20m設置1個縱向變形分析計算

橫向變形分析計算

高架線橋梁結構豎向位移水準儀、靜力水準儀、全站儀0.5mm每墩柱設置1個水平位移全站儀、準直儀1.0mm每墩柱設置1個縱向變形分析計算

橫向變形分析計算

梁體撓度全站儀1.0mm每相鄰墩柱間梁體設置1組梁板柱附加應力應變計1.0%F.S根據設計需要3監測點布置方法和要求目前二十六頁\總數七十七頁\編于十九點監測對象監測項目監測儀器綜合監測精度監測布點道床結構豎向位移水準儀、全站儀0.5mm每5m~20m設置1個水平位移全站儀、準直儀1.0mm每5m~20m設置1個軌道豎向位移水準儀0.5mm每5m~20m設置1個軌距軌距尺1mm每5m~10m設置1個水平軌距尺1mm每5m~10m設置1個三角坑軌距尺1mm

無縫線路鋼軌位移位移計、全站儀0.2mm影響區兩側每條鋼軌上各設置2個巖土體土體水平位移測斜儀4mm/15m鄰近建設項目設置2個~4個土體分層沉降分層沉降儀5mm鄰近建設項目設置2個~4個地下水位變化地下水位計5mm鄰近建設項目設置1個~2個3監測點布置方法和要求目前二十七頁\總數七十七頁\編于十九點變形速度W（mm/d）自動化監測頻率人工監測頻率施工工況5<W自動化監測每2分鐘~10分鐘1次每天1次對軌道交通設施頂升作業；受力轉換施工2<W≤5自動化監測每10分鐘~30分鐘1次建設工程降水施工；工程土方開挖；結構加載施工1<W≤2自動化監測每30分鐘~60分鐘1次結構加固施工；地質鉆探施工；建設工程圍護施工W≤1自動化監測每2小時~4小時1次每周1~2次建設工程機具進場；建設工程結構竣工后30天

現場監測頻率參考

現場監測頻率由設計單位根據設施保護需要確定，應滿足監測信息能夠及時、準確、系統地反映監測對象變化規律以及各監測項目之間的內在聯系，宜根據變化量的大小與工況采取定時監測，參考下表選擇。4監測頻率要求目前二十八頁\總數七十七頁\編于十九點5監測項目控制指標結構防護及軌道加固設計應在設計文件中提出有關結構及軌道監測項目的控制值，控制值的確定應滿足軌道交通設施的結構安全及運營安全要求，并考慮到長期使用功能及其他工程影響。為保證受建設工程施工影響的既有軌道交通設施最終的控制滿足設計要求，可對控制值進行分解，確定分施工階段的控制值標準，以便于工程安全控制。目前二十九頁\總數七十七頁\編于十九點5監測項目控制指標監測對象監測項目監測控制值U0備注累計量變化速率車站結構豎向位移≤10mm<2mm/d

水平位移≤10mm<2mm/d

隧道結構豎向位移≤10mm<2mm/d

水平位移≤10mm<2mm/d

縱向變形曲率半徑R≥15000m

橫向變形曲率半徑R≥15000m

凈空收斂≤1／2500

外壁附加荷載≤20kPa

≤2t／m2震動峰值速度≤2.50cm／s

路基結構豎向位移≤10mm<2mm/d

水平位移≤10mm<2mm/d

縱向變形曲率半徑R≥15000m

橫向變形曲率半徑R≥15000m

高架結構豎向位移≤10mm<2mm/d

水平位移≤10mm<2mm/d

縱向變形曲率半徑R≥15000m

橫向變形曲率半徑R≥15000m

道床結構豎向位移≤10mm<2mm/d

水平位移≤10mm<2mm/d

軌道豎向位移<4mm<2mm/d

軌距+6mm，-2mm

按工務綜合維修標準執行水平<4mm

三角坑<4mm／10m

無縫線路鋼軌位移<2mm

巖土體土體水平位移≤15mm

土體分層沉降≤15mm

地下水位變化≤2.0m≤0.5m/d

監測控制指標參考目前三十頁\總數七十七頁\編于十九點6監測預警及信息反饋預警狀態預警條件預警響應黃色預警雙控要求均超過監測控制值U0的70%時，或雙控要求之一超過監測控制值U0的80%時加密監測并協助分析原因橙色預警雙控要求均超過監測控制值U0的80%時，或雙控要求之一超過監測控制值U0時啟動會商機制，加密監測并協助分析原因紅色預警雙控要求均超過監測控制值U0，或變化速率出現急劇增長時啟動應急預案，加密監測并協助分析原因監測預警可劃分為三個級別，即黃色預警、橙色預警和紅色預警。監測預警分級及預警響應表目前三十一頁\總數七十七頁\編于十九點6監測預警及信息反饋既有城市軌道交通設施第三方監測過程中，應根據專項設計要求提交周報或月報及階段性監測報告，必要時提交日報和24小時實時監測報告，工程結束時應提交監測總結報告。監測報告應將觀測數值與預警值相比較并進行預警判斷，且給出相應的數據處理圖表及結論，并結合監測數據提出工程建議。監測報告宜包括以下內容：1工程概況1）對既有城市軌道交通設施的具體結構型式、修建年代、修建工法、是否進行過大修等進行描述；2）對保護區建設項目的結構型式、修建工法、重要影響工序等進行描述；3）保護區建設項目與既有城市軌道交通設施的空間位置關系圖。目前三十二頁\總數七十七頁\編于十九點6監測預警及信息反饋2施工進度描述應對開挖面位置或開挖深度等影響到監測數據分析的關鍵施工進度數據進行詳細準確的描述。3監測依據應包括依據的規范和專項設計、專項施工方案、施工影響安全性評估報告等資料。4監測內容和測點布置圖宜列出監測內容詳表，表內宜包含監測部位、監測項目、儀器型號編號、儀器精度、監測控制值等內容。目前三十三頁\總數七十七頁\編于十九點6監測預警及信息反饋5監測數據處理圖表1）現場監測獲取的與監測內容一致的監測數據表格；2）對監測數據處理后的監測數據歷時曲線圖、監測數據斷面圖、監測數據等值變化圖、變化最大值分布平面圖、監測數據變化趨勢圖等，且圖中宜包括預警值、警戒值、監測控制值等關鍵數據。3）巡視表格。6監測結論1）監測數據最大變化統計表，表格中應包括包含監測部位、監測項目、測點編號、變化最大值和單位、監測控制值、是否發生預警及預警等級等內容；2）對監測數據綜合變化趨勢進行總結。目前三十四頁\總數七十七頁\編于十九點6監測預警及信息反饋目前三十五頁\總數七十七頁\編于十九點軌道交通運營線監測手段及案例3目前三十六頁\總數七十七頁\編于十九點人工監測技術手段常用的有：1）幾何水準測量監測2）幾何平面測量監測3）測試儀器量測自動化監測技術常用的主要有：1)基于測試儀器的靜力水準、梁式傾斜儀組建的自動化監測系統2)基于測量機器人組建的自動化監測系統1運營線路專項監測方法37目前三十七頁\總數七十七頁\編于十九點1、基于靜力水準、變位計等傳感器的自動化監測系統RW型位移計靜力水準儀數據采集單元軟件系統計算機基于靜力水準、變位計的自動化監測系統主要由靜力水準儀、變位計傳感器、DAU數據采集單元模塊、計算機、數據采集管理軟件系統組成。1.1系統結構組成2常用自動化監測系統組成目前三十八頁\總數七十七頁\編于十九點目前我院使用的靜力水準儀、變位計等傳感器的以國電自動化研究院生產電容式傳感器為主，主要應用于地鐵結構、路基、橋梁的豎向變形監測，地鐵結構縫及軌道設備的相對變化觀測。根據30多項工程實際應用得出的經驗數值，該系列儀器組成的監測系統在豎向位移及相對變形的綜合監測精度可達到0.1mm，系統的數據采集周期最快可達到1~2分鐘（與監測系統儀器數量有關）。1.2主要用途及技術指標2常用自動化監測系統組成目前三十九頁\總數七十七頁\編于十九點1）RJ型電容式靜力水準儀原理及結構該儀器依據連通管原理的方法，用電容傳感器，測量每個測點容器內液面的相對變化，再通過計算求得各點相對于基點的相對沉陷量。1.3基本原理即只要用電容傳感器測得任意時刻各測點容器內液面相對于該點安裝高程的距離hji（含hj1及首次的h0i），則可求得該時刻各點相對于基準點1的相對高程差。2常用自動化監測系統組成目前四十頁\總數七十七頁\編于十九點電容式靜力水準儀由主體容器、連通管、電容傳感器等部分組成。當儀器主體安裝墩發生高程變化時，主體容體位置相對于產生液面變化，引起裝有中間極的浮子與固定在容器頂的一組電容極板間的相對位置發生變化，通過測量裝置測出電容比的變化即可計算得測點的相對豎向變形。電容式靜力水準儀主要技術指標如下：測量范圍：0~10、20、40、50mm最小讀數：≤0.05％F.S或0.01mm基本誤差：≤0.7％F.S環境溫度：-20~60?C；相對濕度：≤95％溫度附加誤差：＜0.05%F.S/℃配用電纜：三芯屏蔽電纜（專用）2常用自動化監測系統組成目前四十一頁\總數七十七頁\編于十九點2常用自動化監測系統組成儀器的精確標定目前四十二頁\總數七十七頁\編于十九點2）

RW型電容式位移計當儀器位置發生軸向位移時，采用屏蔽管接地方式改變電容C2感應長度。L2的變化而使電容C2發生變化。C1為固定電容。測量電路采用比率測量方式測出測點位置沿軸向的位移量。1－電纜線2－殼體3－電極安裝座4－環形電極5－絕緣墊6－中心極7－環形電極8－屏蔽管孔9－屏蔽管10－位移體RW型電容式位移計技術指標RW型電容式位移計的技術指標為：量程：10mm~100mm最小讀數：≤0.05%F.S或0.01mm精度：≤0.7%F.S溫度系數：≤0.05%F.S/°C環境溫度：-20°C~+60°C環境濕度：<95％RH自動化監測：NDA1303數據采集智能模塊2常用自動化監測系統組成目前四十三頁\總數七十七頁\編于十九點3）DAU數據采集模塊單元DAU2000系列數據采集單元特點DAU2000標準型模塊化智能數據采集單元DAU2000系列由NDA系列數據采集智能模塊、電源、防雷、防潮等部件組成，其關鍵是NDA系列數據采集智能模塊，每個智能采集模塊可配置4～16個通道，他們可以測量諸如差動電容、差動電阻、差動電感、振弦式、標準量等各類傳感器。每一個智能采集單元也是一個操作相對獨立、功能較為完善的小系統。NDA系列數據采集智能模塊現有8種類型：a差動電阻式模塊NDA1100系列，NDA1103可接入8支差動電阻式儀器，NDA1104可接入16支差動電阻式儀器；b電感式模塊NDA1203，可接入8支（4線）電感式儀器；c電容式模塊NDA1303可接入8支電容儀器；d振弦式模塊NDA1403可接入8支（4線含溫度修正）振弦式儀器，或可接入16支（2線）振弦式儀器；2常用自動化監測系統組成目前四十四頁\總數七十七頁\編于十九點e電壓電流變送器信號系列，NDA1504可接入16通道電壓或電流量、NDA1514可接入16通道4～20mA二線制變送器、NDA1523接入8通道四線制變送器輸出的電壓或電流信號（如8臺801-S型電介質傾斜儀）。f電位器式模塊NDA1600系列，NDA1602可接入4通道5線制電位器式傳感器，NDA1603可接入12通道3線制電位器式傳感器。g測頻、計數NDA1700模塊，共有8個通道，可接入浮子式水位計、翻斗式雨量計、風速風向計等；h混合式NDA1712模塊，共有4個4～20mA標準電流量測量通道、1個RS485通訊通道、2個開關量計數通道；各數據采集智能模塊與RS-485總線相連。DAU2000數據采集單元，單元內數據采集智能模塊為上述NDA的任意組合，從而將不同類型的傳感器接入到同一臺數據采集單元。

靜力水準儀及變位計均為電容式儀器，采用NDA1303模塊。2常用自動化監測系統組成目前四十五頁\總數七十七頁\編于十九點4）計算機硬件及系統軟件計算機硬件要求為Intel486以上微機、工作站、服務器（帶串口），內存32MB以上；2GB以上硬盤、光驅。必需的系統軟件為：中文WindowsXP；SQLServer2000/Oracle8.0數據庫；5）數據采集管理軟件數據采集管理軟件用于完成計算機與南瑞數據采集智能模塊（NDA1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700系列）之間的通訊，實現對NDA的控制，同時對采集到的電測量實時變換成物理量并經檢驗自動入庫保存，為資料分析提供可靠的原始觀測數據。2常用自動化監測系統組成目前四十六頁\總數七十七頁\編于十九點NDA的狀態控制功能（1）設置NDA的測點群：用于改變NDA每次定時啟動測量時測量的通道。（2）設置NDA時鐘：該功能用計算機時鐘校正NDA的時鐘。（3）NDA自診斷：該功能用于啟動NDA的自診斷功能，并實時返回自診斷的結果。（4）復位NDA：使用該功能將清除NDA中存貯的所有定時觀測值。對NDA的狀態查詢功能（1）查詢NDA的采集周期：使用該功能可以方便地查詢NDA定時啟動測量的時間和測量周期。（2）查詢NDA的測點群：使用該功能可以查詢NDA每次定時啟動測量時測量的通道。（3）查詢NDA時鐘：該功能用于查詢NDA的時鐘。（4）查詢NDA測次：該功能用于查詢NDA在過去的一段時間內啟動定時測量的次數和每次測量的時間。2常用自動化監測系統組成目前四十七頁\總數七十七頁\編于十九點測量控制功能（1）設置NDA的采集周期：使用該功能可以讓用戶根據實際需要，改變各NDA定時啟動測量的時間和測量周期。（2）取NDA定時觀測值：該功能用于將保存在NDA中的定時觀測值傳輸到計算機。（3）選測：該功能控制NDA對用戶選定的測點進行測量。（4）單檢：該功能允許用戶對某一臺儀器進行巡回測量，并實時反饋測量的結果。數據存儲功能（1）定時測量數據：對定時測量數據，在取NDA定時觀測值后系統將自動把采集到的電測量實時計算變換成物理量，然后將原始電測值和對應的物理量自動永久保存。（2）選測數據：對選測數據，在取選測測值后系統將自動把采集到的電測量實時變換成物理量，然后將原始電測值和對應的物理量臨時保存起來，如果用戶需要，可以選“保存選測值”功能永久保存選測值。數據越限報警功能取數據時，系統將自動對測值進行故障判別和粗差校驗，對各校驗結果給出報警標志。2常用自動化監測系統組成目前四十八頁\總數七十七頁\編于十九點2、基于測量機器人的自動化監測系統2.1系統結構組成基于測量機器人的自動化變形監測系統由五大部分組成：測量機器人監測站、控制計算機系統、CDMA通訊網及因特網、基準點、變形監測點。2常用自動化監測系統組成目前四十九頁\總數七十七頁\編于十九點1）測量機器人監測站測量機器人監測站由TCA1800等型號測量機器人、通信供電模塊、CDMA無線傳輸模塊、穩壓模塊、供電箱及監測基站平臺構成。徠卡TCA1800智能全站儀，標稱測角精度為1.0″，測距精度為（1mm+1ppm×D）（D為被測距離），測程單棱鏡達2500米，帶馬達驅動，安有同軸自動目標識別裝置ATR（AutomaticTargetRecognition），有縱、橫軸自動補償功能，數據可用通訊電纜或數據電臺與計算機連接由計算機存貯同時由計算機在線控制。通信供電模塊根據系統要求定制加工，其功能為連接測量機器人、CDMA無線傳輸模塊、穩壓電源，起到電壓轉換、數據轉換傳輸功能。供電箱采用帶過壓保護的220V電源箱，穩壓模塊接供電箱提供穩定的220V電壓。CDMA模塊采用CDMA通信模塊，提供數據無線傳輸功能。2常用自動化監測系統組成目前五十頁\總數七十七頁\編于十九點2）控制計算機系統控制計算機系統由電腦、GeoRDMAS（GeoRobatDeformationMonitoringAutomaticSystem）測量機器人自動變形監測系統軟件、動態域名客戶端軟件、WINXP操作系統軟件、CDMA2000無線網卡、穩壓變壓模塊、220V電源構成。GeoRDMAS測量機器人自動變形監測系統為武漢大學測繪學院基于VsiualBasic6.0開發，用于控制測量機器人進行自動變形監測以及對所采集的數據進行管理與處理的軟件。該系統主要功能有變形監測工程項目管理、系統初始化及學習測量、根據設定的監測周期進行觀測、當目標被遮擋及測量超限時智能化地處理、測量數據計算處理、測量成果報表輸出等。動態域名通過網絡申請。通過聯通CDMA2000網絡與因特網實現無線數據通訊業務。2常用自動化監測系統組成目前五十一頁\總數七十七頁\編于十九點3）CDMA通訊網及因特網CDMA通訊網及因特網實現控制計算機系統與測量機器人監測站數據通訊功能，本系統在CDMA模塊中設置動態域名。4）基準點及變形監測點基準點設置在變形區以外，至少取用三個以上穩定的基準點，設置為強制對中單棱鏡。變形點根據實際需要，在待監測結構上設置變形監測點，每個監測點上安置有對準監測站的單棱鏡。2常用自動化監測系統組成目前五十二頁\總數七十七頁\編于十九點2.2監測數據處理原理監測數據采用先進行差分改正后按極坐標計算原理進行計算的處理方式。1）差分改正差分改正為觀測時按極坐標的方法測量測站點（基準點）至其它基準點和變形點的斜距、水平角和垂直角，將測站點至具有代表性氣象條件的基準點測量值與其基準值（基準網的測量值）相比，求得差值。由于各測站儀器與作業方法一致，且基準點均埋設在穩定地段，故將這一差值認為是受外界條件影響的結果。每站觀測可以在短時間內完成，并且是基準點和變形點同時觀測，可以認為外界條件對基準點和變形點的影響是相關的，可把基準點的差異加到變形點的觀測值上進行差分處理，計算變形點的三維位移量。差分改正主要進行距離、球氣差、方位角差分改正。2常用自動化監測系統組成目前五十三頁\總數七十七頁\編于十九點2）變形點三維坐標和變形量的計算綜合各項差分改正，按極坐標計算公式可準確求得每周期各變形點的三維坐標。若以變形點第一周期的坐標值作為初始值，則各變形點相對于第一周期的變形量為：2常用自動化監測系統組成目前五十四頁\總數七十七頁\編于十九點城鐵13號線東直門站后折返線從車站主體向南引出，在東直門外大街道路下為暗挖單層雙聯拱斷面，13號線車站主體和暗挖隧道之間為明挖單層單跨箱形結構。折返線明挖段長14米，寬12.3米，高7.75m。明挖隧道結構與車站主體和暗挖隧道連接處各設置一道變形縫，道床采用整體道床，大四開道岔。機場線東直門站上跨、下穿站后折返線，要求在施工期間對折返線隧道結構、軌道結構、軌道變形進行高精度實時監測。B區C區D區城鐵13號線東直門站13號線折返線32.2m13.3m第一道變形縫第二道變形縫14m12.3m1.1監測對象概況1、東直門折返線地鐵遠程自動化監測項目實例3自動化監測工程案例1目前五十五頁\總數七十七頁\編于十九點道岔變形縫3自動化監測工程案例1目前五十六頁\總數七十七頁\編于十九點1.2監測項目根據專項設計及結構、軌道專業的相關技術文件，專家要求，采用自動化監測系統重點對折返線明挖段兩條變形縫之間及附近（約16米）范圍進行實時監測，具體項目如下表所示。序號監測項目監測儀器監測頻率監測目的1折返線結構沉降、變形縫差異沉降監測靜力水準系統施工關鍵期：1次/30分鐘；一般施工狀態：1次/2小時掌握施工期間結構沉降及結構縫兩側結構的不均勻沉降2走行軌結構沉降監測靜力水準系統施工關鍵期：1次/30分鐘；一般施工狀態：1次/2小時掌握施工期間軌道走向的變形情況3尖軌與基本軌密貼度監測變位計施工關鍵期：1次/30分鐘；一般施工狀態：1次/2小時掌握施工期間尖軌與基本軌密貼度的變化大小監測內容表3自動化監測工程案例1目前五十七頁\總數七十七頁\編于十九點1.3監測點布置根據監測要求，測點布置如下圖：3自動化監測工程案例1目前五十八頁\總數七十七頁\編于十九點1.4自動化監測系統配置監測系統采用了南瑞公司的DAMS—IV型分布式監測系統。系統由傳感器、數據采集單元(DAU)、計算機、數據采集管理軟件構成。各測量控制單元(DAU)對所轄的儀器按照監控主機的命令或設定的時間自動測量，并轉換為數字量，暫存于DAU中，并根據系統監控主機的命令向主機傳送所測數據。監控主機根據一定的判據對實測數據進行檢查和在線監控。1）傳感器部分傳感器采用南瑞公司生產的RJ-25、RJ-10型電容式靜力水準儀和RW-10型電容式變位計組成沉降及變位監測系統。3自動化監測工程案例1目前五十九頁\總數七十七頁\編于十九點2）數據采集單元部分現場共設置智能型數據采集單元（DAU2000）2套，內置NDA1303智能數據采集模塊4塊，防雷隔離電源模塊4臺，納入了28支監測儀器。現場機房設置了1臺NDA3100通訊模塊，所有DAU數據采集單元均由現場機房統一供電和控制。所有DAU數據采集單元、NDA智能數據采集模塊、防雷隔離電源模塊、通訊模塊和防雷凈化電源構成一個完整的分布式數據采集系統。整個工程的現場數據采集單元DAU由設在現場機房的監控主機統一控制采集數據，通訊方式為RS-485現場總線方式，即安裝在地鐵結構上的數據采集單元DAU通過雙絞屏蔽電纜及NDA3100通訊模塊與現場機房的監控主機相聯接。3）數據采集管理部分信息管理系統由1臺臺式計算機及數據采集管理軟件組成。臺式計算機用作監控主機，實現在線監測并用于監測數據的處理和監測成果的輸出等功能。3自動化監測工程案例1目前六十頁\總數七十七頁\編于十九點3自動化監測工程案例1目前六十一頁\總數七十七頁\編于十九點4）現場安裝調試（1）支架安裝：靜力水準儀支架要求安裝在同一水平面，誤差一般不大于3mm。首先用普通水準儀對每條測線進行抄平，放樣標定出水平線，然后按照水平線位置，在設計布點位置打孔將支架用膨脹螺栓固定。變位計支架根據尖軌連接桿尺寸已預先用數控機床加工好，現場用螺栓將構件與連接桿連接。支架下面軌道結構上安裝絕緣水平板，用精密水準儀嚴格抄平至0.1mm。（2）固定儀器：將靜力水準儀與支架用調高螺栓固定，用水準器在主體頂蓋表面垂直交替放置，調節螺桿螺絲使儀器表面水平及高程滿足要求。變位計安裝入固定支架內，滑動頭抵在水平板上，初步固定螺栓。3自動化監測工程案例1目前六十二頁\總數七十七頁\編于十九點3自動化監測工程案例1目前六十三頁\總數七十七頁\編于十九點（3）靜力水準儀管路安裝：將每條測線靜力水準儀用管路連接，從未端儀器徐徐注入防凍液與蒸餾水（1：1）混合物，排出管內氣泡。將浮子放于主體容器內，將裝有電容傳感器的頂蓋板裝在主體容器上。（4）采集裝置安裝：靜力水準儀、變位計儀均采用3芯屏蔽電纜接入相應的數據采集單元（DAU2000）內數據采集模塊（NDA）中，在數據采集模塊處儀器的紅色芯線接模塊通道的輸入端的“＋”，屏蔽線接模塊通道輸入端的“－”，白色芯線接模塊通道的激勵端的“PA”，黃色芯線接模塊通道的激勵端的“PB”。DAU與DAU之間采用4芯通訊電纜及2芯電源線相連接，4芯通訊電纜的紅、黑芯線作為一組接到DAU箱內通訊接線端子排的“A”，白、綠芯線作為一組接到DAU箱內通訊接線端子排的“B”，屏蔽線接到DAU箱內通訊接線端子排的“G”；2芯電源電纜的紅色芯線接到DAU箱內電源接線端子排的“L”，黑色芯線接到DAU箱內電源接線端子排的“N”。3自動化監測工程案例1目前六十四頁\總數七十七頁\編于十九點（5）連接采集裝置與計算機連接：將DAU4芯通訊電纜及2芯電源線引入控制室，通過RS485與RS232串口轉換裝置將DAU4芯通訊電纜與計算機相連。

（6）軟件系統安裝：在監控主機上安裝數據采集、管理軟件，在數據庫里創建水準儀、變位計的有關測點信息。（7）系統調試：測試與DAU的通訊情況，采集各儀器電測量，對靜力水準儀及變位計進行精確調整、直至個電測量與標定值中間測程基本一致，固定各監測儀器（變位計與連接裝置螺栓與螺桿用厭氧膠粘好，以防震動松動）。（8）采集初始值：安裝調試畢，經檢查系統正常后，進行多次測量取均值，作為初始值。（9）監測數據采集：設置采集周期等參數正常進行監測。3自動化監測工程案例1目前六十五頁\總數七十七頁\編于十九點3自動化監測工程案例1目前六十六頁\總數七十七頁\編于十九點遠程自動化監測系統與頂升系統聯動關系布置圖3自動化監測工程案例1目前六十七頁\總數七十七頁\編于十九點3自動化監測工程案例1目前六十八頁\總數七十七頁\編于十九點2.1監測對象概況2、城鐵13號線北苑便線工程自動化監測項目實例北苑東路采用頂涵下穿方式穿越城鐵13號線，下穿段采用四幅路，中間分隔帶寬2m，兩側機動車道寬11.5m×2，非機動車道寬6m，人行道寬3.35m。為降低北苑東路下穿城鐵頂進涵施工對城鐵13號線運營影響，在城鐵13號線正線北側修建一條臨時便線，臨時便線與城鐵13號線正線相接。在箱涵施工期間，地鐵列車在臨時便線上運營，在箱涵施工完成后，恢復正線運營。3自動化監測工程案例2目前六十九頁\總數七十七頁\編于十九點2.2監測項目根據設計單位及運營管理單位要求，對城鐵13號線北苑~望京西區間在正線撥接至便線工程中對便線線路進行實時沉降監測，重點可監測軌枕沉降來反映線路沉降。經過對一些測試儀器、測量儀器對該工程的適用性、工期、造價等各項指標的詳細論證，較為理想的解決方案為采用測量機器人，組建自動化變形監測系統來實現監測目標。具體監測內容如下表所示。序號監測對象監測項目監測儀器儀器精度監測頻率監測周期沉降控制指標1便線線路軌道結構沉降徠卡TCA1800測量機器人系統1”，1mm+2ppm×D撥接至便線二周內每1~2小時1次，之后每6小時1次線路撥接至便線一月后停止每日不大于6mm累計不大于30mm城鐵13號線北苑~望京西區間便線工程監測內容3自動化監測工程案例2目前七十頁\總數七十七頁\編于十九點根據設計單位及運營管理單位要求，對城鐵13號線北苑~望京西區間在正線撥接至便線工程中對便線線路進行實時沉降監測，重點可監測軌枕沉降來反映線路沉降。經過對一些測試儀器、測量儀器對該工程的適用性、工期、造價等各項指標的詳細論證，較為理想的解決方案為采用測量機器人，組建自動化變形監測系統來實現監測目標。具體監測內容如下表所示。序號監測對象監測項目監測儀器儀器精度監測頻率監測周期沉降控制指標1便線線路軌道結構沉降徠卡TCA1800測量機器人系統1”，1mm+2ppm×D撥接至便線二周內每1~2小時1次，之后每6小時1次線路撥接至便線一月后停止每日不大于6mm累計不大于30mm城鐵13號線北苑~望京西區間便線工程監測內容3自動化監測工程案例2目前七十一頁\總數七十七頁\編于十九點2.3監測作業方法1、監測基準網測設根據待監測范圍600米長線路位置分布特點，結合現場通視條件每120