一、方案概述:
地铁是现代城市的“供氧者”,给城市的不断发展输送动力和能源,不仅能够创造财富商机,同时也引领着人居生活方式的改变,在现代都市中扮演着重要角色,因此,地铁运营的安全举足轻重。地铁施工中的高技术含量和高风险性,需要强烈的安全意识、周密的安全管理和严格的安全监管来实现,可以说,地铁工程很大程度上就是一项考验安全管理的工程。为了随时了解地铁施工状态,对突发事故进行提前预警,维护地铁施工的安全和社会稳定,让地铁塌方这样的悲剧不会再次上演,对地铁施工安全监测迫在眉睫。
二、方案架构:
我公司将结构安全监测与BIM技术相结合,针对地铁建设的实际情况,建立了一套信息化,自动化、智能化的地铁在线监测平台。平台可融入每个标段的施工监测系统、运营监测系统,后续可以整合整条地铁线路的全部标段监测系统,形成一个完成的地铁全线路监测平台,在施工期结束后继续发挥运营维护智慧化管理工作。同时,平台后可陆续纳入新线路的地铁监测系统,逐渐形成区域性、集群化的联网监测,真正意义上智慧地铁信息化综合管理,具体架构如下:
三、方案实施
1监测内容
1.1基坑监测
基坑监测 | 监测内容 | 监测方式 | 测点布设 |
应 测 项 目 | 支柱桩(墙)水平(竖向)位移 | 自动机器人 | 布设间距宜为10m-20m,水平和竖向位移监测宜为共用点 |
支柱桩(墙)深层水平位移 | 导轮式固定测斜仪 | 每20-40米布设一处,每边不宜少于一个,围护桩(墙)体内、土体内布设 | |
锚杆内力 | 锚杆测力计 | 基坑每边中部、阳角处和地质条件复杂的区段宜布置监测点 | |
支撑内力 | 轴力计 | 基坑中部、深度变化部位、支护结构受力条件复杂部位 | |
地下水位 | 孔隙水压计 | 基坑内地下水位监测,宜布置在基坑中央和两相邻降水井的中间部位 基坑外地下水位沿基坑周边建筑物、管线两者间以20-50米间距布设 | |
周边地表沉降 | 水准仪 | 沿平行于基坑周边边线布设测点,不应少于2排,且排间距宜为3-8米 | |
周边管线形变 | 水准仪 | 沿重要管线每5-15米布设一个测点 | |
水柱沉降 | 水准仪 | 布置在基坑中部、多根支撑交汇处、地质条件复杂处的立柱上 | |
周边建筑、地表裂缝 | 裂缝计 |
每条重要裂缝的监测点至少应设2个 | |
周边建筑物沉降、倾斜 | 全站仪、压差式变形测量传感器、盒式固定测斜仪 | 布设间距10-15米 | |
周边建筑物水平位移 | 全站仪 | 邻近基坑一侧的建筑物外墙、承重柱、变形缝两侧及其他有代表性的部位 | |
振动监测 | 振动传感器采集仪 | 基坑周边 | |
噪声监测 | 噪声系统 | 基坑周边 | |
选 测 项 目 | 围护墙内力 | 钢筋计, 内埋式应变计 | 基坑各边中间部位、深度变化部位、桩(墙)体背后水土压力较大部位 |
围护墙内力 | 钢筋计, 内埋式应变计 | 基坑各边中间部位、深度变化部位、桩(墙)体背后水土压为较大部位 | |
孔隙水压力 | 孔隙水压计 | 要向布置上测点宜在水压力变化影响深度范围内按土层分布情况布设 | |
土体分层水平(竖向)位移 | 分层沉降计、导轮式固定测斜仪 | 每10-20米布设一处 | |
围护墙侧向土压力 | 土压力盒 | 在置在受力、土质条件变化较大或其他有代表性的部位 | |
视频监控 | 视频摄像头 | 出入口,候车厅,站台等人流、车流密集的地方 | |
环境监测 | 温湿度计、雨量计 |
2 智慧地铁信息管理云平台功能
我公司可以根据业主用户需求,进行定制化智慧地铁信息管理云平台的开发,通过对基坑、区间、周边建筑等项目进行感知层建设,将所有数据汇总到平台中进行统一处理和分析,平台基本功能如下:
2.1 集群化管理功能
平台可对地铁全线的所有基坑、区间及周边建筑的感知层监测数据进行集群化统一管理,极大提高管理效率,减少不同平台之间的管理不畅,降低重复开发带来的成本浪费。
2.2 数据管理功能
云平台可将数据进行处理和初步分析,实现实时数据展示、数据变化趋势分析、数据关联对比等多项功能,为运营管理提供数据支持。
2.3 报表管理功能
云平台可根据用户需求,经过数据处理分析,自动生成日/月/季/年的报表,具备下载和邮件自动推送功能,方便用户及时掌握地铁健康状况。
2.4 预/报警功能
云平台通过对数据的采集和处理,一旦地铁监测点位数据变化超过阈值,即会自动推送预/报警信息到平台端和用户手机端,提醒用户及时排查,发现地铁隐患。
2.5 BIM管理功能
云平台提供1:1建设的地铁和感知层设备的BIM模型,通过BIM模型与数据联动功能,用户可直观掌握地铁结构预报警状态和感知层运行状态,并通过BIM模型对前端设备进行远程操控。
2.6 视频监控功能
云平台可通过地铁现场安装的高清摄像头,使用户远端查看地铁状态或发生预/报警时第一时间进行远端观察判断。
2.7 全生命周期档案管理功能
云平台可以对地铁从设计、建设到运营维护的全生命周期管理档案进行分类、存储和调阅,方便用户管理。
2.8 断网续传功能
通过前端传感器和采集设备,将采集到的数据通过光纤或无线网络模块,经过网关传输到云平台数据库进行存储和处理,如发生特殊情况导致网络传输中断,网关可暂时存储数据,待网络传输恢复后再将数据传输至云平台数据库,保障数据的连续性、完整性和稳定性。
2.9 可拓展功能
云平台具有可拓展接口,可接入新的地铁或监测内容。将区域内地铁纳入统一化管理,可极大提高用户管理效率,降低运营成本。
3、运营维护
公司聘请了清华大学、哈尔滨工业大学、吉林大学等国内知名院校专家学者和中国航天科技、上海同丰科技、长春市政工程设计研究院一线结构工程师,专门成立了专家库,并形成了行之有效的专家库运行机制。同时,公司拥有专业的运维团队,运维内容包括系统维护、专家支持、数据分析、健康状况评价和全生命周期档案归集整理。
3.1 系统维护
通过人工巡检,对现场感知层设备和服务器机房进行日常巡查,发现隐患或故障及时排除,保障系统稳定运行。通过对设备进行常态化保养,延长硬件设备使用寿命,降低硬件更换成本,同时负责云平台软件bug排除、拓展功能二次开发和升级等。
3.2 专家支持
监控中心对云平台进行7*24小时全天候管理,发现预/报警情况,第一时间通知专家团队和现场排查人员进行处理分析,让用户管理单位第一时间掌握地铁运行安全状况,并为管理决策提供专业建议和数据支撑。
3.3 数据分析
数据分析团队对地铁数据进行每日汇总,在专家的指导下对数据进行处理,为专家分析地铁健康状态变化趋势提供数据支撑。
3.4健康状况综合评价
为地铁后期运维提供结构定期检测,将检测结果与监测数据和人工巡检记录相结合,供专家库成员对地铁健康状况进行综合评价。
3.5全生命周期档案归集整理
运维团队将对项目地铁从设计、建设到后期运维的全生命周期地铁档案资料进行归集整理,方便管理部门随时调阅,实现资料统一化管理和信息化共享。