高速铁路隧道线下工程变形监测系统的开发与应用

以武广客运专线为背景,利用数据库技术与软件工程技术,研究开发了高速铁路隧道线下工程变形监测系统,该系统包括测点信息管理、数据采集、数据查询、数据处理、变形预测五个功能模块,集数据管理与数据分析处理两大功能于一体,具有友好的用户界面。以细冲子隧道为工程实例,对该系统进行评估,结果表明,该监测系统能够很好地管理监测数据,对沉降变形能进行准确的预测,具有很好的工程应用价值。     

高速铁路外部环境安全隐患时空变化遥感监测

监测铁路外部环境安全隐患有助于保证高速铁路的运营安全,遥感手段可以极大地减少监测工作的人力、物力投入,有助于快速查明隐患位置及属性。选择武广高铁某试验段落,利用GF-2、SkySat卫星影像对铁路外部环境安全隐患进行动态监测,采用两期影像主成分变换和人工目视解译的方法,获取大区域遥感影像中的铁路外部环境变化信息。使用GIS空间分析的方法并结合试验段落内的2011～2020年间月最大风力数据,对比分析该高铁段落周边安全隐患的时空变化情况。结果表明：(1)试验段落内安全隐患类别以飘浮物类为主,占隐患总体数量的85%以上;(2)3期次安全隐患变化主要集中在长沙市郊城乡结合区域,高铁段落长约9 km;(3)春季为该区域大风天气多发时段,月最大风力值可达12.5 m/s,需注重对飘浮物类隐患的处理。     

自动化实时监测系统在中国台湾高速铁路浅埋隧道的应用

中国台湾高速铁路新竹二高隧道以覆土深度9～12m穿越台湾北部第二高速公路。为了考虑高速公路下方隧道穿越施工时的行车安全,采用自动化监测系统,监控隧道施工产生之顶部路面沉降与隧道侧墙土层之变位。监测系统采用捷仪工程科技公司GeoAuto自动化实时监测软件系统,该系统分前端、中端、后端三部分。前端部分在隧道顶部沿隧道方向安装有自动量测水平倾斜计、在隧道两侧各安装有自动量测垂直倾斜计与伸张仪,另沿高速公路方向安装3排路面沉降点以全站仪自动监测,前述各类仪器皆连接至资料集录器;中端部分为ADSL、直接联机与无线传输等方式进行数据传输;后端部分为GeoAuto自动监测软件系统,所有路面沉降、土层变位等现场数据,皆由前端仪器量测、经中端传输,最后将所有现场有关沉降、变位等数据,皆显现于后端电脑显示器上。在自动监测系统配合下,有效协助浅埋隧道凿进,顺利完成隧道施工。     

高速铁路隧道路基沉降监测方案研究

隧道是铁路运营的重要设施,隧道沉降控制在铁路运营安全中起着至关重要的作用。以京广高铁为背景,在研究现有的静力水准远程自动化监测方案和激光远程测量监测方案的基础上,利用激光测量技术与计算机技术,提出了一种新的路基沉降监测方案——机器视觉监测方案。该方案使用片光源与图像识别技术解决了监测系统精度与成本的矛盾,能对高速铁路隧道路基沉降变形进行准确的监测。     

基于微震监测的高速铁路大跨度过渡段隧道开挖损伤区分布特性及演化规律

基于微震监测技术具有识别岩体损伤位置、程度和大小以及破坏进程的优势,以新建京张高速铁路八达岭长城站大跨度过渡段隧道为研究对象,在隧道地表与洞周布设微震测点,实现立体式、全方位的微震事件监测。根据监测结果,分析围岩损伤区分布特性及演化规律。结果表明:根据微震事件分布密度,可将微震事件分为高密度区、中密度区和低密度区;微震事件累计分布频率为60%的边界可作为高密度区与中密度区的交界,累计分布频率为80%的边界可作为中密度区与低密度区的交界;微震事件高密度区对应为围岩高损伤区,围岩高损伤区受围岩级别和隧道跨度的双重影响,给出基于这2个参数的隧道不同位置处围岩高损伤区深度预测公式;围岩损伤程度采用微震事件的平均矩震级参数标度;围岩损伤区深度与围岩变形之间存在较强的正相关性及阶段性。基于围岩高损伤区深度,进行预应力锚索(杆)设计,结合围岩变形结果,验证了锚索(杆)设计参数的安全性。     

三维遥感可视化技术在高盖山隧道工程地质调查中的应用研究

基于遥感、地理信息系统平台研制的工程地质三维遥感可视化技术，可以实现三维空间信息反演、地形分析、勘察资料编辑管理、制定专题图层及线路漫游功能，客观真实再现地形地物、地貌地质状况，为线路地质选线、工程地质条件评价和分析提供一体化的信息平台。以新建向莆铁路高盖山隧道工程为例，重点论述运用三维遥感可视化技术进行隧址地质构造、不良地质的调查研究情况。     

基于分布式光纤的隧道振动监测系统试验研究

运营期隧道突发事件发生频率的不断增高对隧道的健康监测提出了挑战。目前,国内铁路隧道对突发事件自动化监测的研究仍处于初期阶段。为验证京雄高速铁路隧道基于分布式光纤的振动监测系统的实施效果,本文开展了钻机打孔、挖掘机铲土、工程车辆行驶和隧道内落石等振动事件的模拟试验。结果表明：该监测系统对振动事件具有较高的灵敏度,通过时、频域分析方法可短时间确定振动事件的发生位置,定位精度较高,满足工程对突发事件准确定位的需求。     

基于云计算的高速铁路信号集中监测系统方案研究

本文根据高速铁路的特点和实际要求,基于云计算,分析研究了信号集中监测系统的总体结构及方案,运用计算机与通信网络技术,达到信息资源共享,节省成本,优化监测功能,以实现信号设备的状态维修。     

基于改进Mask R-CNN模型的铁路遥感影像房屋提取研究

针对目前铁路建设预可行性研究阶段地形图制作存在的人工目视遥感解译效率低、生产周期长等问题,结合深度学习的特点和优势,对实例分割模型MaskR-CNN(Mask Region-based Convolutional Neural Network)进行改进,选用ResNeXt101作为其主干特征提取网络,并利用边缘提取算法进一步实现了遥感影像的自动矢量化提取。试验结果表明,改进后的模型在Mask AP50、Box AP50、Mask mAP、Box mAP等指标上均有明显的提升,可生成供铁路建设预可行性研究阶段拆迁费用计算的房屋矢量化影像,为该阶段的影像处理工作提供技术支撑。     

基于Hough变换的高分辨率遥感影像道路提取方法研究

高分辨率遥感影像的道路提取是当前研究热点之一,基于Hough变换的方法可应用于提取高分辨率遥感影像上的直线段道路,但仍存在一定的局限性,如对影像分割依赖性大、受非道路因素影响大等。在分析高分辨率遥感影像上道路光谱特征与形态特征的基础上,设计了一种交互式信息提取方法对影像进行二值化,然后采用直线段匹配的方法对非道路信息进行去噪处理,最后用Hough变换的方法检测提取道路。采用GeoEye卫星影像进行实验,结果表明,该方法能较有效提取高分辨率遥感影像上的道路。     

基于ZigBee监测高速铁路基础设施监测的无线传感器网络研究与应用

本文根据对高速铁路基础设施状态监测的需求,设计和实现了一种监测高速铁路基础设施的无线传感器网络.采用JN5148 ZigBee模块和GPRS模块沿铁路沿线组建一个链状的无线监测网络完成数据采集、汇聚和远程传输的功能.本文首先阐述了网络节点硬件结构;然后根据节点能量有限的条件,设计了时间同步休眠的ZigBee网络节能策略和基于阈值的传感器采集节能策略,提高设备的生存周期;最后测试了该网络的传输性能,结果表明该无线监测网络可以对传感器信息进行准确采集、数据汇集和远程通信.     

基于信息化技术的高速铁路工程监理模式研究

铁路工程建设已采用了大量信息化管理手段和自动化的现代施工技术、设备,而现行监理体制机制还较为落后,满足不了我国智能铁路建设高速发展的需要,亟须优化调整监理模式。基于高速铁路工程的特点以及现行监理体制机制的不足,提出多端协同作业平台的信息化交互监理模式。系统分析信息化交互监理模式的优势,并明确在新模式下各方参建单位的工作内容和职责划分,为满足信息化交互监理模式的实际应用,提出保障措施。研究成果可为高速铁路工程建设监理工作提供参考和借鉴。     

基于物联网模式的高速铁路工后变形监测预警体系研究

工程变形监测预警内容涵盖广泛,需要测绘、岩土、地质等各专业进行综合监测后,统筹各个监测内容所得到的数据及结论,进行变形分析和预警判断。为此,查阅有关变形监测预警的资料,研究轨道交通工程三级预警标准,初步建立一个可实现预警功能的变形监测物联网预警系统,并以高速铁路工后沉降监测为例,建立一个完善的运营期高速铁路沉降监测预警技术指标体系,对规范工程监测预警工作有实际意义。     

基于云平台的高速铁路轮轨力地面智能监测系统研究

轮轨力是轨道结构乃至基础设施设计和研究过程中的重要参数,轮轨力衍生出的脱轨系数等安全性参数也是列车运营状态的重要评估指标,现有基于地面测试的轮轨力数据采集和分析主要以人工方式开展.基于轮轨力的标准测试方法,应用现代传感技术、虚拟仪器技术、嵌入式技术、网络技术和通信技术,提出基于云平台的高速铁路轮轨力智能监测系统技术方案...     

基于有害气体监测的多作业面隧道通风管理

大临铁路红豆山隧道1#斜井采用"斜井+平导+正洞"多作业面施工的组织方式,在施工中检测到多种高浓度有害气体,给施工通风及管理提出了极高要求.通过优化通风设计,建立基于有害气体监测的多作业面隧道通风管理系统,依据有害气体浓度和风速变化情况,控制移动式风扇的位置、主通风机的送风量及局扇的运行状态,并通过通风可靠性评价,实现...     

高速铁路路基工程观测期不足沉降控制技术研究(Ⅱ)工程应用和验证

依托杭绍台铁路项目,介绍超载预压沉降量化计算与设计方法在解决高铁路基工程沉降观测期不足问题中的系统应用,基于现场沉降观测数据和分析,全部沉降观测期不足的路基工点如期通过了两次工后沉降评估和顺利开展后续工序施工。工程实践表明：相比于传统二次地基加固技术,全新的超载预压补强计算与设计技术可经济高效地控制地基工后沉降,进而克服工程建设剩余预压或静置期不足的困境;地基沉降发生发展的固结理论计算与实际情况基本保持一致,在此基础上有助于提前预判超载补强方案如期推进实施的可靠性。此外,还指出今后项目应用中在沉降时间量化计算、沉降观测与评估质量把控以及周边环境管控等方面需要重视的事项。     

基于信息化技术的高速铁路工程监理工作方案研究

我国铁路工程建设正在向信息化、数字化、智能化方向高速发展,而监理行业还停留在传统的工作模式上,无法满足铁路工程建设发展的需求。因此,围绕交互式监理新模式,从方案设计原则、实施计划、实施方法与具体要求3个方面,研究基于信息化技术的高速铁路工程监理工作方案,使监理工作紧跟信息化、数字化、智能化的高速铁路工程建设发展趋势,优化铁路工程项目监理管理方式,提高现场管控质量和效率,最大限度发挥监理作用。研究成果可为高速铁路工程及其他大型工程项目建设监理工作提供参考和借鉴。     

敖包沟隧道下穿工程爆破振动监测及减振措施研究

巴准铁路敖包沟隧道出口段在黄土地层中浅埋下穿3栋建筑物,施工中风险因素多,风险等级高。为保障上部建筑物结构安全,在敖包沟隧道下穿建筑物施工中,进行爆破振动监测,以爆破振动监测结果为依据,指导控制爆破方案与参数调整,提出了在23 m埋深条件下最大段药量不能超过5.4 kg的限值;采用了合理选择炸药品种、限制同时起爆的最大药量、优化装药结构和起爆顺序等措施控制爆破振动,安全顺利通过下穿工程段。     

地铁隧道侧穿桥梁桩基工程注浆加固控制及监测管理研究

以北京某地铁隧道侧穿桥梁桩基工程为依托,结合桥梁的结构型式和水文地质条件,提出桥梁桩基注浆加固与掌子面深孔注浆等措施的综合控制方案。通过数值模拟及现场监测,对比分析了复杂地质条件下地铁隧道侧穿桥梁桩基的施工保护与变形控制。结果表明：不良地质条件下的高压注浆,会引起邻近左、右两线隧道区域发生以陡升为关键特征的瞬时位移,使桥梁下方地表及桥梁承台呈现出“M”型的抬升;掌子面超前深孔注浆是地铁隧道侧穿桥梁桩基施工的关键控制手段,尽管地表受注浆膨胀应力作用出现轻微的局部抬升,但桥梁桩基的累计沉降和倾斜均未超过规定指标;注浆工艺及注浆参数对地层变形及基桩倾斜影响较大,须着眼于现场的风险监控与管理,以便将监测数据反馈至现场指导施工。