Case Study: Automatic Reflector-less Surface Deformation Monitoring of a 21-lane Highway during SEM Tunneling Construction

RÉSUMÉ: Les travaux d’infrastructures souterraines impliquent la mise en œuvre de programmes sophistiqués d’auscultation du sol et des structures impactées. Ces systèmes incluent souvent des Stations Totales Robotisées (RTS) car elles fournissent des données de haute précision en temps quasi-réel sur les mouvements et les déformations. Cette publication présente les RTS utilisées en mode sans contact sur le projet de la traversée de l’autoroute Hwy401 (Ontario). L’autoroute la plus fréquentée d’Amérique du Nord, avec 21 voies contiguës traversées par un tunnel creusé en méthode séquentielle (SEM), doit être surveillée en continu avec 500 points sur la chaussée, sans perturbation du trafic. Les auteurs présentent les détails techniques du design du système d’auscultation, avec une attention particulière sur les défis liés à la taille du projet et aux spécifications draconiennes imposées par les parties impliquées. A ce jour, les RTS ont démontré leur parfaite performance pour assurer la sécurité des utilisateurs.

ABSTRACT: In underground construction, geotechnical monitoring allows the instant evaluation of the performance of the work and contributes to maintaining public safety in the project’s environment. Automatic Motorized Total Stations (AMTS) provide automatic, high precision and near-real time monitoring of the ground and of surrounding structures. This paper introduces AMTS in reflector-less mode, to monitor ground deformation during a Sequential Excavation Method (SEM) tunneling project in Canada. The Highway 401 and 409 Rail Tunnels project requires continuous near real-time monitoring of nearly 500 points across a 21-lane highway with no interruption of traffic. This paper explains the workflow of RTS in this context. The authors focus on the specifics of the design of this unique reflector-less monitoring program and on challenges addressed during its implementation and maintenance. The paper is aimed to confirm the relevance of RTS in reflector-less mode for tunneling activities in urban areas.