香港地鐵荃灣西站自動化監測系統

香港地鐵荃灣西站自動化監測系統

糯扎渡水電站位于云南省普洱市翠云區和瀾滄縣交界處的瀾滄江下游干流上，是瀾滄江中下游河段八個階 梯規劃的第五級,。水庫正常蓄水位812 米，水庫總庫容237.03 億立方米，電站裝機容量為5850MW（9 × 650MW），平均發電量239.12 億千瓦時；是亞洲最高、世界第三高的心墻堆石壩電站，壩頂高程 821.5 米，壩頂寬度18 米。

位于香港荃灣西站的 TW7 區域，已規劃修建新 城市基礎設施，建筑物非 ?？拷呀ǖ腗TR（軌道 交通鐵路，香港快速軌道 交通系統）隧道和站臺， 而MTR 的任何變形都將威 脅到成千上萬乘客的生 命，所以必須安裝一套保 障安全的自動化結構監測 系統（ADMS）。

建設項目的監測由一 家荷蘭公司承擔，方案采 用的是徠卡自動化監測解 決方案，因為徠卡實時監 測系統可以連續探測任何 形變，對任何可能發生的 事故提供報警，可以監測因土壤和打樁工程引起的 變形。

系統設計和安裝

隧道監測系統的設計始于 2009 年，花費2 個月的時 間完成設計、準備、安裝 和測試。系統包括6 臺高 精度徠卡TM30 全站儀，2 臺電1 臺備用電腦，42 個 控制點棱鏡和234 個監測 點棱鏡。全站儀和棱鏡的 位置都是經過仔細選擇 的，以平衡測量范圍、效 率和項目經費。全站儀沿 著一條400 米長的地鐵隧 道進行布置，2 臺為一組， 共3 組，每組中的一臺全 站儀用來檢測上行線，另一臺監測下行線（見表 4）。監測棱鏡安裝在靠近 架空的線路電纜處，隧道旁 和靠近人行道的位置。每個 棱鏡與全站儀必須保持通 視，且要保證和軌道、線纜 間的安全距離。

通訊

全站儀和專用的監測電腦之 間采用光纖建立通訊，電腦 放置在獨立的辦公室，配以 工作站系統，安裝GeoMoS 軟件。GeoMoS 軟件進行 TM30 的控制，數據收集， 分析和可視化，另外使用了 第三方網絡平差軟件。為確 保系統可靠性，采用了不間 斷電源供給（UPS），以減 少電源中斷和數據頻繁備份 的問題。由于火車頻繁地靠 近儀器運行，可能導致無法 預測的位移，或灰塵覆蓋住 棱鏡，所以定期維護和檢查，包括每2 周清潔一次光 學棱鏡，保證了系統運行穩 定精確。

監測網絡

穩定的控制點棱鏡沿著隧道 安裝，一部分在監測區域 外，一部分在監測區域內。 由于不是每臺全站儀都能與 外面的控制點通視，所以非 常有必要納入外面的控制點 進行整網的平差，這樣區域 內的控制點就可以更新坐標 了。因此，在每個完整的監 測周期開始前，全站儀會測 量所有的控制點，這些測量 都用于計算網絡平差。全站 儀站點和監測區域內的控制 點坐標采用平差結果進行更 新。然后徠卡GeoMoS 軟 件基于更新后的控制點測量 監測點。這種完整的測量周 期，包括穩定的控制點和監 測點，每2 小時重復一次。

目標：

§       隧道變形監測

客戶：

§       香港地鐵

時間：

§       2009 至今

地點：

§       香港

項目概況：

使用設備和軟件

§       徠卡 TM30

§       徠卡L 型棱鏡

§       徠卡 GeoMoS 監測器/分析器

§       網絡服務器用于數據查看

§       第三方平差軟件

§       通訊光纖

挑戰：

§       監測距離達400 米

§       安裝設備距離鐵路設施要保 持一定的空間

§       要求系統完全自動化、可 靠，因為進入現場困難

優勢：

§       保障地鐵每天安全運行 及時反映任何變形，避免地 鐵隧道/站的停運

變形數據

監測數據可通過因特網實時 呈現，經過授權的監測人員 可以登錄到監測系統，查看 變形值和系統狀態。另外， 終端用戶可以通過網頁界面 訪問監測數據，這些數據通 過簡單易懂的圖表和數字化 的變形報告呈現。

報文通信系統

為了能夠對項目區域中任何 突發情況作出快速響應，現 場采用一套報文通信系統。 當測量的位移超出設定的限 差時，這套系統自動通過email 通知相關負責人。這些 限差值由測量員預先設置， 當結果超限，負責的測量員 排查超限原因，確認測量結 果是否是異常值，人為錯 誤，施工行為或真實位移。

結論

在最近幾十年里，自動化變 形監測系統應用在了香港各 種各樣的項目中，多次驗證 了該系統可以有效預防事故 的發生。