岩蚁自动化变形监测系统在高铁桥墩防护中的应用-泰伯网

　　承建单位：北京奥腾岩石科技有限公司

　　创新摘要

　　截至2016年底，中国高铁运营里程超过2.2万公里，占世界高铁运营总里程60%以上，位居全球第一。目前，中国高铁与其他铁路共同构成的快速客运网已达4万公里以上。在长三角、珠三角、环渤海等城市群，高铁早已连片成网。上海铁路局有关负责人表示，今年暑运，随着宝兰高铁开通，长三角地区最大的亮点是从杭州、上海、徐州首次开行至兰州高速动车组列车。预计暑运期间长三角铁路发送旅客1.16亿人次，较去年同期多发送旅客982.5万人次，增幅9.2%，日均发送旅客187.1万人次。在东部、中部、西部和东北四大板块，高铁也实现了互联互通。

　　随着国家高速铁路的大范围建成，铁路周边的施工建设也影响着架空高铁桥梁的稳定也影响着高铁铁路的运营安全，高铁桥墩防护工作显得刻不容缓。也受到各大铁路局工务段的重视。对既有线路受施工影响段的运营高铁的施工监测与信息反馈是铁路运营过程中的一个重要环节，由于新的开挖建设不可避免地对周边环境包括已经建成的高铁建筑物产生一定的影响。这种影响虽然在一定程度上可以根据已有的工程经验与计算予以估算，但由于岩土工程技术复杂，受影响的因素又随着时间与工程的推进发生不断变化，所以，工程实施过程中必须对可能受到影响的高铁线路进行变形监测。通过对实测数据的现场分析、处理，及时向业主方、设计方、监理方提供分析资料，对保证周边施工以及高铁的安全运营的安全具有重要现实意义。

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　　案例介绍

　　一、岩蚁自动化监测系统介绍：

　　RocMOS是北京奥腾岩石科技有限公司自主研发的基于GNSS/TS自动化变形监测预警系统。系统集GNSS定位系统、计算机通信、网络传输、数据处理与管理、分析及新型传感器等高新技术于一体。

　　整个系统包括数据采集子系统、数据传输子系统、数据处理与分析子系统、辅助子系统，各系统间通过数据传输子系统进行运作，从而实现整个系统自动、实时、连续的数据采集、传输、分析、显示、报警等功能，便于管理人员准确掌握监测体的实时变形量及变形趋势，为安全生产决策提供可靠资料及依据。

　　二、高铁桥墩监测目的：

　　在铁路桥周边进行开挖施工的作业过程中，会引起周边土体的位移，从而对邻近铁路桥墩的稳定性产生一定的影响。因此需要在施工过程中对邻近桥墩进行进行监控测量，主要目的是：

　　1) 把施工引起的一系列铁路桥墩的动态变化信息及时反馈到建设单位、设备管理单位、设计单位以及施工单位。

　　2) 及时预报铁路桥墩沉降趋势，供铁路运营部门决策使用。

　　3) 对沉降超限，提前预警，一旦发现监测数值达到或者超过预警值，采取相应的措施进行处理，停止施工或者采取加固措施，保障相邻线路的正常营运，保障施工影响范围内的建筑的结构稳定性，维护国家和人民的生命财产安全。

　　三、高铁桥墩监测方法：

　　1) 对邻近铁路桥墩进行水平和垂直位移监测，其中水平位移采取在采用自动化全站仪，监测目标安装监测棱镜

　　2) 垂直位移采取在墩身上安装静力水准仪的方式进行自动化监测，同时采取定期人工水准抄平复核校对。

　　四、高铁桥墩监测点的布设与频率

　　在施工区域的布设一条静力水准线路，每条线路含有若干个静力水准监测点，1个工作基点。其中静力水准监测点位于垂直于线路方向的墩身两侧，在每个静力水准监测点上设置一个静力水准仪，工作基点位于平行于线路方向的邻近桥墩上，他们之间用管线相连，进行垂直位移监测，同时在每个静力水准监测点旁边设置一个人工监测水准点。

　　在墩身顶部安装L型棱镜，用于测量桥墩的水平位移量。全站仪在沿铁路走向方向定向，建立XYZ坐标系，其中XY为水平方向，Z为高程方向。采用拓普康高精度测量机器人MS05AXII进行定时测量，对整个施工期间，周边开挖对于高铁线路桥墩的变形与变化趋势进行监测与预警。

　　在整个施工期间，对邻近桥墩的垂直位移和倾斜状态实施全天24 小时的自动监控，如果监测超限，能够通过短信自动预警。

　　根据自动化监测的特点，拟定在不同施工阶段期间采用不同的数据采集频率。施工前(即施工单位开工之前)，需要采集10次有效数据作为自动化监测的初始值;施工关键期监测频次为3分钟一次;施工完成后延长监测1个月的时段，监测频次为10分钟一次。同时采用人工监测每月进行一次水准复核。其中自动化监测数据统计频次如下表所示：

　　监测数据统计频次表

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