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每隔10天左右，青島市勘察測繪研究院（以下簡稱“青島院”）的技術(shù)人員就會在地鐵停運(yùn)后，進(jìn)入隧道進(jìn)行變形監(jiān)測，為地鐵運(yùn)營和建設(shè)保駕護(hù)航。日前，記者跟著他們來到深夜的青島地鐵隧道探訪。

定期監(jiān)測捕捉“安全隱患” 

23時30分，喧囂的城市逐漸寧靜，青島院的王軍、尹財、王智、尹相寶準(zhǔn)時在青島地鐵2號線的芝泉路站門口集合，開始了他們的夜間工作——對地鐵隧道和軌道進(jìn)行定期的變形監(jiān)測。

“科學(xué)的變形監(jiān)測可以及時掌握地鐵隧道結(jié)構(gòu)的安全狀況及對周圍環(huán)境的影響，對保障工程安全出行安全有著重要的意義。”青島院院長張志華說。

在地鐵站大廳，他們將隨身物品放在地上拍照，所有工作人員也要拍照。王軍告訴記者：“這是‘交底’，等工作結(jié)束后再拍照是‘出清’。前后照片對比，確保沒有人員和物品遺漏在地鐵軌道上，避免地鐵運(yùn)行出現(xiàn)危險。”

待地鐵停運(yùn)，地鐵部門完成放電并確定好作業(yè)點(diǎn)后，他們便拿著測量儀器和裝備進(jìn)入地鐵隧道，此時已是0時30分。

在空洞洞的隧道內(nèi)走了大約1公里，他們來到預(yù)定作業(yè)點(diǎn)。王軍拿著軌道尺對地鐵軌道的間距和垂直高度進(jìn)行測量。每隔5米有一個監(jiān)測點(diǎn)，他在每個監(jiān)測點(diǎn)噴上紅色油漆以便下次辨認(rèn)，同事尹財隨即記錄數(shù)據(jù)。

“因?yàn)榈罔F高速運(yùn)行，而且列次非常多，我們每10天就要檢測軌道橫向和縱向間距是否有變化，一旦發(fā)現(xiàn)異常會及時向地鐵部門發(fā)出預(yù)警。”尹財說。

約1公里的軌距監(jiān)測完，他們又開始對自動化監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。記者在現(xiàn)場看到，一臺約30厘米高的監(jiān)測設(shè)備，根據(jù)預(yù)設(shè)指令自動轉(zhuǎn)動，向周圍的棱鏡發(fā)射激光，自動記錄數(shù)據(jù)并反饋到后臺。

這臺自動化監(jiān)測設(shè)備可謂“火眼金睛”，1毫米以下的變形都能精確捕捉。

“這套自動化監(jiān)測系統(tǒng)是24小時不間斷運(yùn)行，對道床水平位移和沉降、隧道結(jié)構(gòu)沉降、隧道收斂、隧道振動速度等實(shí)時記錄，每2小時作為一個數(shù)據(jù)周期，反饋給后臺。”王軍說，“根據(jù)這些自動監(jiān)測數(shù)據(jù)，我們就能分析出隧道內(nèi)的安全隱患。”

自動化監(jiān)測設(shè)備也需要人工維護(hù)保養(yǎng)。這便是他們10天來檢查一次的原因之一。260米的作業(yè)區(qū)間就有92個棱鏡，他們挨個擦拭，檢測設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況也要調(diào)試確認(rèn)。

移動掃描為隧道做“彩超” 

在地鐵隧道深處，記者看到王智和尹相寶在用隧道移動掃描系統(tǒng)給地鐵隧道做“彩超”。一臺“小車”在地鐵軌道上緩緩前行，“小車”上的三維掃描儀快速轉(zhuǎn)動，自動拍攝并記錄著數(shù)據(jù)。

“這個看似簡單的‘小車’實(shí)際很不簡單。它可以連續(xù)采集隧道全息空間數(shù)據(jù)，通過其生成的三維空間圖像能分析出隧道內(nèi)是否有滲水、裂縫、脫落、管片錯臺等病害。一旦發(fā)現(xiàn)問題及時預(yù)警，就像是給隧道進(jìn)行‘體檢’。有了它，隧道運(yùn)行區(qū)間的健康檢測工作的效率和精度都有了質(zhì)的提升。”王智說。

夜間軌行區(qū)間作業(yè)最大的難題就是窗口期太短。由于地鐵凌晨5時左右就開始運(yùn)營，作業(yè)時間只能持續(xù)到3時30分。通常每次作業(yè)需要檢測兩三公里隧道的各類病害情況，還需要標(biāo)繪出每個病害在隧道里的詳細(xì)位置和具體信息。靠傳統(tǒng)的作業(yè)設(shè)備很難滿足精度以及時效要求，即使是采用目前較為先進(jìn)的測量機(jī)器人，也只解決了只能測量“點(diǎn)”數(shù)據(jù)的問題，無法實(shí)現(xiàn)對于隧道三維空間“面”數(shù)據(jù)的獲取。

面對這一難題，青島院軌道交通測量項(xiàng)目組靠著對隧道內(nèi)部情況的熟悉以及多年來隧道測量監(jiān)測的生產(chǎn)實(shí)踐，開展了有針對性的創(chuàng)新探索。

功夫不負(fù)有心人，隧道移動掃描系統(tǒng)終于由青島院和高校聯(lián)合自主研發(fā)成功，并獲得了2020年測繪科學(xué)技術(shù)一等獎。與國內(nèi)其他同類型產(chǎn)品不同的是，該設(shè)備可以在軌道上實(shí)現(xiàn)無人干預(yù)自動行駛，獲取的數(shù)據(jù)質(zhì)量更好，數(shù)據(jù)采集量約為傳統(tǒng)人工檢測手段的1000倍，采集速度能提高5倍，精度較原來提高了近5倍。

為群眾平安出行“保駕護(hù)航” 

張志華告訴記者，肉眼看到的地鐵隧道都是很硬的巖石和鐵軌，但在精密的檢測儀器下它們卻無時無刻不在發(fā)生變化。細(xì)微的變化如果沒有被監(jiān)測到，日積月累就可能引起質(zhì)變。因此必須要定期進(jìn)行細(xì)致的檢測，確保地鐵運(yùn)行安全。

隨著我國軌道交通的建設(shè)和發(fā)展，城市軌道交通的勘測已形成比較成熟的勘測規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。但近年來，軌道交通的土建施工、運(yùn)營管理伴隨新工藝、新技術(shù)的發(fā)展發(fā)生了很大的變化，對勘測行業(yè)提出了新的更高要求。

20世紀(jì)80年代末，青島市開始籌劃軌道交通工程。從青島地鐵3號線一期工程建設(shè)開始,青島院一直服務(wù)于軌道交通工程的勘測工作。作為一家歷史悠久、業(yè)務(wù)綜合的城市勘測單位，青島院積累了豐富的濱海基巖地質(zhì)方面的勘測成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，青島院始終與國際先進(jìn)的測繪裝備和技術(shù)接軌，如采用精度最高的測量機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)線測量，采用自動化監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行隧道變形監(jiān)測，采用三維激光掃描儀進(jìn)行斷面測量，研發(fā)了隧道移動掃描系統(tǒng)，應(yīng)用于地鐵隧道運(yùn)營期的病害檢測；采用“BIM+GIS”技術(shù)研發(fā)了地鐵三維可視化管理信息系統(tǒng)，集成了地鐵沿線地質(zhì)、地形地貌、地下管線等各類基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)，應(yīng)用于地鐵規(guī)劃、建設(shè)及運(yùn)營管理，為智慧地鐵建設(shè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

未來，青島院將持續(xù)為城市軌道交通的建設(shè)提供全生命周期的勘測服務(wù)保障和技術(shù)支撐，為群眾平安出行“保駕護(hù)航”。