本發(fā)明涉及鐵路監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、由于管線施工可能對(duì)鐵路基礎(chǔ)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響到軌道的結(jié)構(gòu)，當(dāng)變形量超過(guò)安全值時(shí)就會(huì)危及鐵路行車安全，因此為保障鐵路的運(yùn)營(yíng)安全，必須加強(qiáng)施工中鐵路變形監(jiān)控，預(yù)判并評(píng)估對(duì)鐵路的影響，把施工引起的一系列動(dòng)態(tài)變化信息及時(shí)反饋到施工單位，使之能夠在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，優(yōu)化和改進(jìn)施工方法，以避免危及鐵路安全事故的發(fā)生。

2、申請(qǐng)內(nèi)容

3、本申請(qǐng)的目的在于提供一種基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，以解決背景技術(shù)中描述的技術(shù)問(wèn)題。

4、本申請(qǐng)采用的技術(shù)方案如下：

5、一種基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，所述頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：全站儀、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)工控機(jī)、視頻監(jiān)控設(shè)備、自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、供電系統(tǒng)。

6、所述基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

7、s100：設(shè)置路基沉降觀測(cè)點(diǎn)：順鐵路方向在每條鐵路穿越處兩側(cè)各50m范圍內(nèi)的鐵路路基上設(shè)置路基沉降觀測(cè)點(diǎn)，穿越處設(shè)置一處觀測(cè)點(diǎn)，兩側(cè)各50m范圍內(nèi)每隔5m、10m、15m、25m各設(shè)置一處觀測(cè)點(diǎn)，共設(shè)置9處觀測(cè)點(diǎn)；垂直鐵路方向分別在軌面、路肩、坡腳處設(shè)置路基沉降觀測(cè)點(diǎn)，共設(shè)置54個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。

8、s200：布設(shè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)：

9、s210：采用鐵路建設(shè)時(shí)采用的高程系統(tǒng)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)無(wú)法滿足組網(wǎng)要求或組網(wǎng)難度較大時(shí)采用獨(dú)立高程系統(tǒng)。

10、s220：沉降觀測(cè)引用的水準(zhǔn)基點(diǎn)，采用鐵路建設(shè)時(shí)期控制測(cè)量高程網(wǎng)的水準(zhǔn)基點(diǎn)；垂直位移觀測(cè)從最近的水準(zhǔn)基點(diǎn)引測(cè)，引測(cè)前對(duì)引用的水準(zhǔn)基點(diǎn)進(jìn)行檢核；檢核采用復(fù)測(cè)方式進(jìn)行，將前后相鄰的水準(zhǔn)基點(diǎn)之間的高差值與原高差值進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)的高差值與原高差值的差值滿足時(shí)，可認(rèn)為擬引測(cè)水準(zhǔn)基點(diǎn)處于穩(wěn)固狀態(tài)，否則應(yīng)進(jìn)一步復(fù)測(cè)，查明原因、消除問(wèn)題后再進(jìn)行引測(cè)。布設(shè)獨(dú)立高精度變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)時(shí)，設(shè)置至少三個(gè)變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)的位置要選擇在遠(yuǎn)離施工影響區(qū)，通過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)檢查測(cè)站自身的穩(wěn)定性。采用全圓觀測(cè)法對(duì)三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)3次觀測(cè)，在滿足規(guī)范限差的情況下，獲取基準(zhǔn)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。定期對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校核，隨時(shí)進(jìn)行相應(yīng)復(fù)測(cè)校核。

11、s230：在監(jiān)測(cè)區(qū)域合適位置布設(shè)全站儀強(qiáng)制對(duì)中樁和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)裝置，在與全站儀通視的合適位置布設(shè)4個(gè)監(jiān)測(cè)工作基點(diǎn)，將4個(gè)監(jiān)測(cè)工作基點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，計(jì)算得到監(jiān)測(cè)工作基點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。

12、s300：首期沉降變形觀測(cè)，連續(xù)進(jìn)行3次獨(dú)立觀測(cè)，取平均值作為初始值；施工期間根據(jù)施工進(jìn)度及監(jiān)測(cè)等級(jí)采集每日的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并與首期數(shù)據(jù)比較，得到每日的變化量。

13、s400：全站儀采集的數(shù)據(jù)上傳至自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，平臺(tái)可根據(jù)預(yù)設(shè)程序自動(dòng)處理數(shù)據(jù)，并上傳至數(shù)據(jù)管理中心供用戶查看和下載。

14、進(jìn)一步，基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，還包括：沉降觀測(cè)精度要求：變形觀測(cè)點(diǎn)的高程中誤差±2.0mm，相鄰變形觀測(cè)點(diǎn)的高差中誤差±1.0mm。

15、進(jìn)一步，基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，還包括：s220：垂直位移觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)充分利用鐵路建設(shè)期間的基巖點(diǎn)、深埋水準(zhǔn)點(diǎn)、普通水準(zhǔn)點(diǎn)、cpⅰ、cpⅱ點(diǎn)，并充分考慮聯(lián)測(cè)線路的距離及穩(wěn)定性。如果現(xiàn)場(chǎng)水準(zhǔn)點(diǎn)不能滿足要求，則重新補(bǔ)埋或利用穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)標(biāo)。變形監(jiān)測(cè)工作基點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在距本工點(diǎn)100米至200米以外的巖石或原狀土層上亦可利用穩(wěn)定的建筑物、構(gòu)筑物設(shè)立水準(zhǔn)點(diǎn)。

16、進(jìn)一步，基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，還包括：每處路基沉降觀測(cè)點(diǎn)大致位于一個(gè)橫斷面上，觀測(cè)點(diǎn)可利用在混凝土結(jié)構(gòu)上植入鋼釘設(shè)置，也可利用化學(xué)植筋方式在方便的位置設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

17、進(jìn)一步，基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，還包括：s100：對(duì)穿越處兩側(cè)的接觸網(wǎng)支柱進(jìn)行觀測(cè)，總計(jì)設(shè)置變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)58個(gè)。

18、進(jìn)一步，基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，還包括：s300：監(jiān)測(cè)采用全站儀自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的方式，使用全站儀自由設(shè)站后方交會(huì)方法引入自動(dòng)化三角高程測(cè)量方法并進(jìn)行融合，通過(guò)工作基點(diǎn)的后方交會(huì)對(duì)設(shè)站點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核。

19、進(jìn)一步，基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，還包括：自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理平臺(tái)還包括：根據(jù)預(yù)設(shè)程序自動(dòng)處理全站儀采集到的數(shù)據(jù)，并上傳至數(shù)據(jù)管理中心供用戶查看和下載；將處理的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)、高程數(shù)據(jù)，通過(guò)與首期和前一期的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變化情況，并將變化情況處理為報(bào)表形式供用戶查看和下載；監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移信息報(bào)表里面包含：監(jiān)測(cè)點(diǎn)名稱、監(jiān)測(cè)點(diǎn)類型、數(shù)據(jù)起止時(shí)間、橫向累計(jì)位移量、橫向位移最大值、縱向累計(jì)位移量、縱向位移最大值、垂直累計(jì)位移量、垂直位移最大值、監(jiān)測(cè)變化的曲線圖。

20、進(jìn)一步，基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，還包括：自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理平臺(tái)還包括：設(shè)置累計(jì)量預(yù)警和單次突變量預(yù)警；垂直位移監(jiān)測(cè)和水平位移監(jiān)測(cè)預(yù)警值可單獨(dú)進(jìn)行設(shè)置；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警推送機(jī)制為可定制模式，數(shù)據(jù)達(dá)到特定預(yù)警時(shí)，預(yù)警信息通過(guò)手機(jī)短信方式發(fā)送至監(jiān)測(cè)、監(jiān)理、施工、業(yè)主、設(shè)備管理單位；觀測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)共享、分析，指導(dǎo)施工；采用三級(jí)預(yù)警機(jī)制。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

22、(1)自動(dòng)化程度高。從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)結(jié)算、數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)預(yù)警，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都不需要人工干預(yù)。

23、(2)監(jiān)測(cè)精度高。采用精度±0.5"級(jí)的高精度測(cè)量機(jī)器人，儀器自動(dòng)搜索觀測(cè)點(diǎn)，自動(dòng)測(cè)量，減少了人為對(duì)中引起的誤差。

24、(3)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。根據(jù)工程的需要，可以實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，可遠(yuǎn)程配置現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)的相關(guān)參數(shù)，無(wú)需到現(xiàn)場(chǎng)配置。

25、(4)安全性高。采用高精度測(cè)量機(jī)器，監(jiān)測(cè)前將儀器和觀測(cè)點(diǎn)位布置好以后，監(jiān)測(cè)人員在室內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，就可以完成整個(gè)數(shù)據(jù)的采集和輸出，減少了監(jiān)測(cè)人員和施工人員交叉的情況。

26、(5)自動(dòng)報(bào)警提醒。設(shè)置三級(jí)預(yù)警限值，當(dāng)自動(dòng)化采集數(shù)據(jù)超限時(shí)，會(huì)第一時(shí)間撥打電話至現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人會(huì)根據(jù)預(yù)警機(jī)制復(fù)核數(shù)據(jù)并做出預(yù)警。

27、(6)平臺(tái)共享。每套自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均可以多人同時(shí)在線，用戶端只要輸入賬號(hào)密碼，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享。

28、(7)實(shí)時(shí)監(jiān)控。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)里面配套有視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在保護(hù)監(jiān)測(cè)設(shè)備的同時(shí)也可以看到現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度，使監(jiān)測(cè)與施工始終保持一致，可以隨時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率和及時(shí)加測(cè)人工水準(zhǔn)測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

技術(shù)特征：

1.一種基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：全站儀、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)工控機(jī)、視頻監(jiān)控設(shè)備、自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、供電系統(tǒng)；

2.如權(quán)利要求1所述的基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，還包括：沉降觀測(cè)精度要求：變形觀測(cè)點(diǎn)的高程中誤差±2.0mm，相鄰變形觀測(cè)點(diǎn)的高差中誤差±1.0mm。

3.如權(quán)利要求2所述的基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，還包括：s220：垂直位移觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)充分利用鐵路建設(shè)期間的基巖點(diǎn)、深埋水準(zhǔn)點(diǎn)、普通水準(zhǔn)點(diǎn)、cpⅰ、cpⅱ點(diǎn)，并充分考慮聯(lián)測(cè)線路的距離及穩(wěn)定性；如果現(xiàn)場(chǎng)水準(zhǔn)點(diǎn)不能滿足要求，則重新補(bǔ)埋或利用穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)標(biāo)；變形監(jiān)測(cè)工作基點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在距本工點(diǎn)100米至200米以外的巖石或原狀土層上亦可利用穩(wěn)定的建筑物、構(gòu)筑物設(shè)立水準(zhǔn)點(diǎn)。

4.如權(quán)利要求3所述的基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，還包括：每處路基沉降觀測(cè)點(diǎn)大致位于一個(gè)橫斷面上，觀測(cè)點(diǎn)可利用在混凝土結(jié)構(gòu)上植入鋼釘設(shè)置，也可利用化學(xué)植筋方式在方便的位置設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

5.如權(quán)利要求4所述的基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，還包括：s100：對(duì)穿越處兩側(cè)的接觸網(wǎng)支柱進(jìn)行觀測(cè)，總計(jì)設(shè)置變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)58個(gè)。

6.如權(quán)利要求5所述的基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，還包括：s300：監(jiān)測(cè)采用全站儀自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的方式，使用全站儀自由設(shè)站后方交會(huì)方法引入自動(dòng)化三角高程測(cè)量方法并進(jìn)行融合，通過(guò)工作基點(diǎn)的后方交會(huì)對(duì)設(shè)站點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核。

7.如權(quán)利要求6所述的基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，還包括：自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理平臺(tái)還包括：根據(jù)預(yù)設(shè)程序自動(dòng)處理全站儀采集到的數(shù)據(jù)，并上傳至數(shù)據(jù)管理中心供用戶查看和下載；將處理的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)、高程數(shù)據(jù)，通過(guò)與首期和前一期的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變化情況，并將變化情況處理為報(bào)表形式供用戶查看和下載；監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移信息報(bào)表里面包含：監(jiān)測(cè)點(diǎn)名稱、監(jiān)測(cè)點(diǎn)類型、數(shù)據(jù)起止時(shí)間、橫向累計(jì)位移量、橫向位移最大值、縱向累計(jì)位移量、縱向位移最大值、垂直累計(jì)位移量、垂直位移最大值、監(jiān)測(cè)變化的曲線圖。

8.如權(quán)利要求7所述的基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，還包括：自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理平臺(tái)還包括：設(shè)置累計(jì)量預(yù)警和單次突變量預(yù)警；垂直位移監(jiān)測(cè)和水平位移監(jiān)測(cè)預(yù)警值可單獨(dú)進(jìn)行設(shè)置；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警推送機(jī)制為可定制模式，數(shù)據(jù)達(dá)到特定預(yù)警時(shí)，預(yù)警信息通過(guò)手機(jī)短信方式發(fā)送至監(jiān)測(cè)、監(jiān)理、施工、業(yè)主、設(shè)備管理單位；觀測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)共享、分析，指導(dǎo)施工；采用三級(jí)預(yù)警機(jī)制。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明所述的一種基于頂管下穿既有鐵路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)路基沉降觀測(cè)和路面監(jiān)測(cè)，評(píng)估頂管下穿對(duì)鐵路基礎(chǔ)的影響，使施工單位能夠在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，優(yōu)化和改進(jìn)施工方法，以避免危及鐵路安全事故的發(fā)生。通過(guò)改進(jìn)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備，融合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程設(shè)備控制及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，并建立信息管理平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，形成各類變化曲線和圖形，使監(jiān)測(cè)成果“形象化”；按照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對(duì)超標(biāo)結(jié)果進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警，使監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋更具時(shí)效性，以便及時(shí)采取相應(yīng)措施，達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：王杰,譚厚軍,王保江,謝建洪,王平,鄧旭輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵五局集團(tuán)華南工程有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26