תפקידה של תחנות שלמות במנהרה ובפרויקטים של בנייה

בעולם התובעני של מנהרה ומבנה תת-קרקעי, השולי לשגיאה הוא razor-thin. A סטייה של כמה סנטימטרים בהיערכות יכולה להתפשר על שלמות מבנית, מעבר לתקציבים, או אפילו לסכן חיים.במשך עשרות שנים, סקרים ומהנדסים נשענים על מכשיר אחד כדי לספק את הדיוק הנדרש עבור הצלחות תת-קרקעיות אלה: התחנה הכוללת הזאת מתחת למתחמת מתוחכמת, אשר ממרחק אלקטרוני (Mspeed), עם דיוק גדול של רכבת תחתית, כמעט, כמעט כל קומה גיאוגרפית שטח, היא כמעט כל קומה מרכזית, עם רצפת רכבת תחתית, כמעט, עם רצפת שטח של שטחה, עם רצפת שטחה, כמעט, עם רצפת רכבת תחתית, היא כמעט כל קומה גבוהה, עם רצפת שטחית שטחית שטחית, עם רצפת שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח רכבת תחתית, עם רצפת רכבת תחתית, עם רצפת רכבת תחתית, עם רצפת רכבת תחתית, עם רצפת שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח רכבת תחתית של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח רכבת תחתית, עם רצפת שטח של שטח של שטח של שטח של שטח רכבת תחתית שטח רכבת תחתית שטח

מנהרה מודרנית אינה רק על חור משעמם.זה כרוך ניטור גיאוטכני מורכב, ניתוח עיוות, היערכות מדויקת של פלחי קדם-טק, והקמת רשתות בקרה חזקות.התחנת הכולל מאפשרת את כל המשימות הללו ועוד. מאמר זה חוקר את התפקיד של תחנות הכוללות במנהרה ובבניה תת-קרקעית, המפרט את תפקודם, את היתרונות, האתגרים והמגמות המתעוררות המעצבות מחדש את האופן שבו פרויקטים אלה מבוצעים.

מה זה תחנת Total?

תחנה כוללת היא מכשיר אלקטרוני / אופטי המשמש סקר מודרני ובניית.זה משלב את הפונקציות של תאודוליט (למד זוויות אופקיות ו אנכיות) עם מד מרחק אלקטרוני (EDM) כדי למדוד מרחקים מדרדרון מהמכשיר להשתקפות או, במקרה של מודלים רפלקטיביים, ישירות אל מול משטח מיקרומעבדים המאפשרים את המכשיר כדי להתאים לתאם, מרחקים, וזווית אמיתית יכול להיות מאוחסן נתונים פנימיים או משרדיים.

המונחים: a Total Station

• (FLT:0) מודול תיאודלייט: 1FLT מספק המדידות זוויתיות מדויקות (horizontal and אנכי) באמצעות קודרים.כלי מודרני להשיג זעזועים זוויתיים כמו קנס של 0.5 שניות.
• (ב) ,0) מודול:0 (FLT:1) Emits אינפרא אדום או אור לייזר למדידת מרחקים. ⁇ חסרי הרהורים יכול למדוד לכל משטח ללא תגמול, אשר אינו ניתן לייחס כלל בפני מנהרות גסות, קשות לסח.
• (FLT:0)Computer & Software:FreaLT:1) מערכות ההפעלה Onboard לרוץ תוכנות סקר ייעודיות.תחנות רבות בסך הכל תומךות גם ב- Bluetooth, Wi-Fi וקישוריות סלולריות לשיתוף נתונים בזמן אמת.
• (FLT:0Display & Controls:03F1) Touchscreen או ממשקי מקלדת מרכזיים מאפשרים למפעילים להפעיל תוכניות, לבדוק מדידות ולאחסן נתונים.
• (ב) אספקת חשמל:0) אספקת אספקה: סוללת טעינה (FLT:1 ), המיועדת לשינויים ארוכים באתר.

איך תחנות שלמות מתפרעות ממכשירי סקר אחרים

בעוד מקלטי GPS / גנוס נפוצים עבור סקר פני השטח, הם בדרך כלל בלתי יעילים מתחת לאדמה בשל חוסר אותות לווייניים. Total תחנות, להיות מכשירים אופטיים, אינם תלויים בקבלת פנים לווייניים.הם יכולים לעבוד בחללים סגורים לחלוטין, מה שהופך אותם הכלי העיקרי לשליטה תת-קרקעית. תחנות טואלט, אשר ניתן להפעיל מרחוק באמצעות רדיו או כבל, לאפשר סקר אחד לשלוט בכלי העבודה, שיפור ויעילות בטיחות.

פונקציות מפתח של תחנות מוחלטות במנהרה ובפרויקטים תת-קרקעיים

סליחות ו-Leeout

השימוש הבסיסי ביותר בתחנת מנהרה הוא להבטיח כי החפירה עוקבת אחר ההיערכות המתוכננת.זה כולל גם אופקית (מרכז) וגם שליטה אנכית (דרגה) של סקרים להגדיר נקודות שליטה במרווחים קבועים - לעתים קרובות כל 10 עד 50 מטרים - כדי להנחות מכונות משעממות מנהרה (TBMs) או צוותים קידוח-בlast.

במהלך פעילות גופנית מסורתית של קידוח ו-blast, תחנות הכוללות משמשים לסמן חורים בדיוק, להבטיח את דפוס הפיצוץ תואם את עיצוב חצי-סעיף. Overbreak (שמרחיב יותר מדי רוק) ותחת שבירה (מעל יותר מדי) הן שגיאות יקרות; תחנה כוללת מצמצם הן.עבור פעילות TBM, התחנה הכוללת משמשת כדי להגדיר ולבדוק מערכות הדרכה, לעתים קרובות בשילוב עם לייזרים וטרמטר יכול להיות רכוב על קוטראלי.

עקבו אחרי Deformations

מבנים תת-קרקעיים כפופים לתנועה הקרקעית, במיוחד בתנאי סלע או אדמה חלשים.תחנות הכוללות מועסקים בתוכניות ניטור גיאוטכניות כדי לעקוב אחר עקירת קירות מנהרה, כתרים, מופנים ומבנים סמוכים.על ידי מדידה שינויים בקואורדינטות של מיזמים או מטרות שרכובות על שבץ, צלעות פלדה, או משטח הקרקע, מהנדסים יכולים לזהות סימנים מוקדמים של חוסר יציבות.

תחנות הכוללות האוטומטיות (AMS) משמשות לעתים קרובות בתפקיד זה.הם יכולים להיות מתוכנתים לקחת מדידות במרווחי זמן קבועים (למשל, בכל שעה) ולשלוח התראות אם התנועה עולה על סף.לאה משוב בזמן אמת זה הוא קריטי לבנייה בטוחה, במיוחד במנהרה עירונית שבה יש לשלוט על התיישבות של בניינים משטח.

(ב) למד כיצד Leica Geosystems תמכו בתוכנית ניטור של Crossrail 1FreaLT.

התעלות ודרגה

בניית מנהרה דורשת שמירה על שליטה קפדנית ברמת כיתה - ההיערכות האנכית של רצפת המנהרה, הרכבות או פני השטח של הכביש. תחנות מוחלט לספק נתונים בגובה של מילימטר דיוק, במהלך בניית כריות מנהרה (או חלקים מראש), בדיקות ברמת להבטיח את invert and Crown נמצאים בגבהים מעוצבים.עבור מנהרות רכבת, הרמה המדויקת חיונית למסלול גאומטריה ובטיחות.

הרמה יכולה להיעשות באמצעות ריצוף שונה סטנדרטי עם רמה אופטית, אבל תחנות הכוללות מהירות ולעתים קרובות יותר מעשי בחללים מוגבל עם קווי ראייה מוגבלים.חלק מהתחנות הכוללות מצורף רמה החשבונאית לכל הטיה של המכשיר, להבטיח זוויות אנכיות מדויקות.

המונחים:

מדידה מדויקת של כרכים שנחפרו היא הכרחית לתשלום, דיווח התקדמות וניהול חומרים.תחנות הכוללות מאפשרות למסקרים לאסוף עננים של נקודה תלת-ממדית של פני מנהרה וערימות קלקלות.על ידי השוואת פני השטח למודל העיצוב (לעתים קרובות טעון לתוך התוכנה של התחנה הכוללת), ניתן לרשום כרכים של רוק או למלא את המיקום ניתן לסווג.

תחנות טואלט הרהורים שימושיות במיוחד כאן: המפעיל יכול לסרוק במהירות את פני החפירה מבלי להגדיר prises. ניתן לייצא את הנתונים המתקבלים ל- CAD או לתוכנות GIS לניתוח מפורט.יכולות אלה גם מרחיבות חישוב כרכים מרתיעים החלים, קונקרטיים שפכות, ו backfill להציב.

רשת בקרה

כל איסוף המנהרות מבוסס על רשת בקרה - סדרה של נקודות מובנות עם קואורדינטות ידועות.תחנות Total משמשות לבניית ולהרחיב את הרשת הזו מהמשטח אל המנהרה. החל מנקודות פני השטח (לעתים קרובות מחוברות באמצעות GPS או מעבר מדויק), הסקר קובע נקודות מעבר תת-קרקעיות באמצעות תהליך שנקרא "מעבר ללא שליטה".

דיוק הוא מכריע: טעות חוצה של כמה מ"מ בפורטל יכול לתרגם לסנטימטרים או יותר בפנים, במיוחד במנהרות ארוכות.כדי לצמצם את זה, תחנות הכוללות משמשים עם משולשים מרוכזים בכפייה, ומדידות אדומות (למשל, שלוש קבוצות של זוויות ומרחקים) נלקחות גם.

היתרונות של שימוש בתחנות שלמות

דיוק ודעה קדומה

סימן ההיכר של תחנת כוללת הוא הדיוק שלו.כלי מודרני יכולים למדוד זוויות ל-1" (arcII) או טוב יותר, ומרחקים ל- ± (1 מ"מ + 1.5 pm) או קנס יותר.רמת הדיוק הזו אינה ניתנת להשגה עבור מנהרות שבו סטייה של כמה ס"מ עלולה לגרום להתאמה לא נכונה בין כותרות, כשל לעמוד בגאומטריה מבנית, או באבטחה על בטיחות גולמית (טמפרטורה) ומגבלות על תצפיות נוספות.

מהירות ויציבות

תחנות שלמות משלמות משימות ארוכות טווח.מפעיל יחיד עם תחנת רובוטית הכוללת יכול להשלים מדידות כי פעם נדרש צוות שני אנשים. טכנולוגיה הרקולור ללא זמן מבטל את הצורך לטפס פרצופים מסוכנים למקום prises.תוכנות Onboard יכול להתאים את הקואורדינטות באופן מיידי, וניתן להעביר נתונים באמצעות USB, Bluetooth, או רשתות סלולריות, תוך צמצום זמן בין מדידה וניתוח.

אינטגרציה נתונים ו- BIM Compatibility

תחנות שלמות אינן כלים מבודדים; הן חלק ממערכת אקולוגית דיגיטלית. נתונים שנאספו במנהרה יכולים להשתלב ישירות במערכות איסוף מידע (BIM), תוכנת CAD ומערכות מידע גיאוגרפיות (GIS) המאפשרות השוואה בזמן אמת של תנאים שנבנו נגד כוונה עיצוב, המאפשר קבלת החלטות מהירה ושליטה איכותית.

לדוגמה, סקר יכול לטעון את עיצוב מנהרה 3D (בתבנית DXF או DWG) לתוך בקר התחנה הכולל.המכשיר אחר כך מדריך את המפעיל לסמן נקודות שליטה, מראה סטייה מהתוכנית.זה כהגדרת אימות הוא חיוני לציות עם מפרטים ולשמור על תאום דיגיטלי של המבנה.

תחנות הרובוטיות של טופקון מציעות שילוב BIM מתקדם למנהרה 1.

ניגודיות בין שיטות מנהרות שונות

תחנות שלמות ניתנות להתאמה לשיטות בנייה שונות: תרגיל-and-blast, TBM, חתיכה וכיסוי, ושיטת חפירות היתכנות (SEM/NATM) בכל מקרה, המכשיר משרת את אותם פונקציות ליבה - תאורה, ניטור, מדידה - אבל ניתן להגדיר עם אביזרים שונים וחבילות תוכנה כדי להתאים את השיטה הספציפית.

שיפור הבטיחות

על ידי הפעלת מרחוק, תחנות טוטואליות לשמור סקרים מאזורים מסוכנים - כגון פרצופים חפירות לא נתמכת, אזורים טרף גבוה, או מיקומים עם סלע נופל. ניטור אוטומטי של עיוות מספק אזהרות מוקדמות של קריסות מתכות, המאפשר לעובדים להתפנות יותר, היערכות מדויקת מפחיתה את הסיכון של כשלים מבניים במהלך הבנייה.

אתגרים ושיקולים

דרושים Operator

למרות ההתקדמות הטכנולוגית, תחנות הכולל עדיין דורשות מפעילי הכשרה אשר מבינים עקרונות סקר, מערכות לתאם, כלי ריצוף, והפחתה של נתונים. Inaccurate ההתקנה (למשל, הפחתה פגומה או גובה כלי לא תקין) יכולים להציג שגיאות שיטתיות שמאגדות את המעבר. פרויקטים רבים מנהרה מעסיקים צוותים ייעודיים או מומחים כדי להבטיח איכות.

גילוח ותחזוקה

תחנות שלמות הן כלי רגיש.יש להתאים באופן קבוע לשגיאה של התנגשות, שגיאות אינדקס אופקי ו אנכי, ו- EDM קבוע סביבות המחתרת להאיץ ללבוש: אבק, עפר, לחות וטמפרטורות קיצוניות להשפיע על אופטיקה, אלקטרוניקה, וחלקים נעים. ניקוי יומי של עדשות, הגנה מפני מים ingress, ומפעלי servicing הם חיוניים.

גבולות קו-Sight Limitations

תחנות שלמות דורשות קו ברור של מראה בין המכשיר למטרה.במנהרות, זה לעתים קרובות חסום על ידי מכונות, תמיכה זמנית, כבלים, או אבק. סקרים חייבים לתכנן תוכניות בזהירות, לפעמים באמצעות מעברים "leapfrog" או התקנת prise ניטור קבוע.במנהרות ארוכות מאוד, נקודות בקרה ביניים עם מרכזי כפייה הם הכרחיים.

גורמים סביבתיים

תנאי תת-קרקעיים - ⁇ , לחות, לחץ אוויר, אבק - יעילות אור של אדג'ט ובכך דיוק EDM. כמה תחנות הכוללות כוללות פיצוי אוטומטי עבור תנאי אטמוספריים, אבל סקרים עדיין צריכים קלט טמפרטורה מסובכת וקריאות לחץ.אבק יכול לפזר את קרן הלייזר, להפחית את רפלקטיביות וטווח, במיוחד עבור מדידות רפלקטיביות.

כוח וחיבור

תחנות שלמות מסתמכות על כוח הסוללה.תחתית, אפשרויות גינון יכולות להיות מוגבלות.שינויים ארוכים דורשים סוללות לחסוך או על תחנות טעינה באתר.עבור ניטור רובוטי או אוטומטי, קישורים תקשורת אמינים (wired או אלחוטי) נדרשים, אשר יכול להיות מאתגר במנהרות עמוקות עם פרופיל אותות ירודה.

מגמות עתידיות והתקדמות טכנולוגית

אוטומציה מוגברת ורובוטיקה

תחנות טואלט רובוטיות מלאות הופכות לנורמה.התפתחויות עתידיות סבירות לכלול אינטליגנציה מלאכותית מוגברת עבור זיהוי מטרה ועקב, תנועה אוטונומית בין חברות סט-אפ, ושילוב עם מזל"טים ורובוטים קרקעיים.מערכות אלה יוכלו לבצע סקרים שגרתיים ללא התערבות אנושית, מתן זרמי נתונים מתמשכים לתאומים דיגיטליים.

אינטגרציה עם Lidar ו 3D Scanning

בעוד תחנות הכוללות מספקות מדידות נקודתיות בעלות דיוק גבוה, הן מוגבלות בכיסוי מרחבי.סקרים רבים משלבים כעת בקרת תחנת כוללת עם סריקת לייזר ארצי (TLS) כדי להשיג עננים נקודתיים צפופים.התחנת הכוללת מספקת קואורדינטות מוחלטות לרישום סריקה, והסורק קולט מיליוני נקודות לשנייה.יש יצרנים מתחילים להציע מכשירים היברידיים המשלבים את שתי הטכנולוגיות.

שיפור יכולת הרהורים וארוכים

טכנולוגיית EDM ממשיכה להתקדם.תחנות טונר יכולות למדוד מרחקים חסרי משקל מעבר ל-2 ק"מ עם דיוק טוב, ולמשטחים אפלים ולח שהיו קשים בעבר.זה עוזר במנהרות גדולות של מטר או במערות, שם הצבת תגמולים היא לא מעשית.

ניהול נתונים מבוסס ענן

תחנות שלמות יזרימו יותר ויותר נתונים ישירות לפלטפורמות ניהול פרויקטים מבוססות ענן.בעלי מניות, מהנדסים, קבלנים - יכולים לגשת לנתונים שנוצרו בזמן אמת מכל מקום בעולם.שקיפות זו משפרת את שיתוף הפעולה ומזרזת את החלטת המחלוקת.

פתרונות האתר המחוברים של פלאבל למנהרות כוללים תחנות ענן בעלות מסך כולל של 1 (FLT).

מסקנה

התחנה הכוללת נותרה הכלי היחיד החשוב ביותר עבור מנהרה ובניה תת-קרקעית.היכולת שלה לספק מדידות בעלות עדיפות גבוהה של זוויות, מרחקים, וקואורדינטות בסביבות שבהן GPS נכשל הופך אותו הכרחי.מהובלת מכונות מנהרה ומשקל רפורמציה כדי לחשב כרכים והקמת רשתות בקרה, התחנה הכוללת תומכת בכל שלב של מחזור החיים של הפרויקט.

בעוד אתגרים כגון מיומנות המפעילה, קיטור ושורה של הראייה נמשכת, תחנות רובוטיות מודרניות ופתרונות תוכנה משולבים מחלחלים בנושאים אלה.לצפייה קדימה, ההתכנסות של תחנות הכוללות עם סריקת לייזר, רובוטיקה, ומחשוב ענן מבטיח אפילו יעילות רבה יותר, בטיחות ודיוק.עבור כל ארגון המעורב בבנייה תת-קרקעית, שליטה על השימוש בתחנות הכוללות אינה אופציונלית - זה הכרחי לאספקת פרויקטים בזמן, תקציב ספציפי, ודיוק.