淺談地鐵工程監控量測的實施

內容提要：地鐵施工引起的地表沉陷、變形及其控制方法，是地鐵安全施工的一個重要指標，如何對這些問題進行有效的控制歸根結底就是對監控量測工作實施的有效程度。文章詳細介紹了在地鐵工程施工中監控量測目的、內容及方法，為今后地鐵工程施工中監控量測工作提供了有利的參考 。

關鍵詞：監控量測；地表沉降；基點；拱頂變形；收斂；樁體測斜

在地面建筑設施密集、交通繁忙、地下水豐富的城市中進行地鐵隧道施工，引起的地層變形，對于地鐵開挖過程引起地層的力學響應在時間和空間上的規律 ，不同施工方法的不同力學響應可以通過施工監測實現，并及時預測地層變形的發展，反饋施工，控制地下工程施工對環境的影響程度。

1 量測目的

施工階段的監控量測是地下工程信息化施工的重要組成環節，通過監測掌握圍巖、支護結構、地表及臨近管線的動態，及時預測和反饋，用其成果調整設計，指導施工，并為今后工程做技術儲備。其監測的目的包括：

2施工監測的要求

對于監測項目、頻率、測點數值分析要求如下：

⑴ 監測應以獲得定量數據的專門儀器測量為主，以現場目測檢查為輔。

⑵ 各監測項目在施工前應測得穩定的初始值，且不少于兩次。

⑶ 各項監測工作的時間間隔根據施工進程確定，當變形超過有關標準或場地條件變化較大時，應加密觀測，當有危險事故征兆時，則需要進行連續觀測。

⑷ 監測項目應按“分區、分級、分階段”的原則制定監控量測控制標準，并按黃色、橙色和紅色三級預警進行反饋和控制。

3監控量測的三級警戒管理制度

根據工程實際經驗與相關規范規程要求制定警戒控制標準F（設定：F=實測值/安全控制標準值）。安全控制標準值按設計提出為準則，必要情況下，可結合具體工程情況，經專家研討會結果確定。

根據監測過程中F的變化，建立三級警戒管理制度。

Ⅲ級管理：F≤0.7時，視為安全；

Ⅱ級管理：0.7< F ≤0.85時，為預警狀態，要引起注意，加強觀測，查找原因，增加監測頻率，準備補救措施。應通知相關管理部門。

Ⅰ級管理：F＞0.85時，為警戒狀態，并立即通知業主單位、監理單位，馬上實施補救。

4監控量測布點及監測方法

5.1 基準點監測

5.1.1 基準點的布設

根據《建筑變形測量規程》中基準點的布設要求，基點應埋設在沉降影響范圍以外的穩定區域內及視野開闊的地方，以利于觀測。并應同時埋設至少兩個基點，以便基點互相校核。基點的埋設要牢固可靠，采用鉆孔水準標石或混凝土普通水準標石，必須將其埋入原狀土，為了防止基準點受到凍脹的影響埋設深度不小于1.5米，并做好井圈和井蓋。

5.1.2 基準點的監測方法

首次觀測采用往返測量、其觀測順序按國家現行水準測量規范執行。水準路線閉合差≤1.0 n為水準路線觀測站數。在觀測過程中保證前后視距差≤0.7m，前后視距累計差 ≤1.0m ，視距長度≤30m 、視線高度≥20cm。在實際測量時應采用固定儀器與測站點的方法，以保證每次觀測的高程之差（沉降量）的正確．觀測數據經內業檢查合格后，平差求出各基準點的高程作為本沉降觀測的起算數據，復測頻率以后每月應進行連測以校核其穩定性。

5.2 地表沉降監測

5.2.1 監測點的布設

區間隧道的地表沉降測點沿線路方向布設，通常分別布設在兩條隧道中線上方，測點橫向間距10m，測點的縱向間距可以按地表和地中的實際狀況在5～30m之間選擇。明挖基坑的地表沉降測點應布設在基坑周邊5～10m范圍內。

5.2.2 地表沉降的監測方法

5.2.2.1監測點初始值的測算

監測點初始值是計算沉降值的基準。原則上監測點應在降水單位進場打井或施工開始前布設完畢，待穩定后測定初始值。監測點初始值最少應觀測兩次，其較差≤0.7mm時，取其平均值作為初始值。

5.2.2.2沉降值計算

儀器所測讀出的監測點高程經平差后減去上一次測得高程計算出監測點的本次沉降值（+為上升、—為下降），本次沉降值加上以往累計沉降值為本次累計沉降值，監測速率以天為單位，可計算出日沉降速率、周沉降平均速率、月沉降平均速率。

5.3建筑物的沉降監測

在施工過程中，通過對周圍建筑物的變形監測，隨時了解施工對周圍建筑物的影響程度及影響范圍，便于及早發現 問題 、解決問題，將變形控制在建筑物安全警界值內，保證周圍建筑物的安全。

5.3.1建筑物的沉降

5.3.1.1監測點的布設

測點基本布設在被測建筑物的角點上，測點的埋設高度應方便觀測，同時測點應采取保護措施，避免在施工和使用期間受到破壞，每幢建筑物上一般布置4個觀測點，特別重要的建筑物布置6個～8個測點。埋設時先在建筑物的基礎或墻上鉆孔，然后將預埋件放入，孔與測點四周空隙用水泥砂漿填實。

5.3.1.2 建筑物沉降的監測方法

測量方法、沉降計算、觀測頻率與地表沉降方法相同。

5.3.2建筑物傾斜監測

建筑物傾斜監測點用反光片做在建（構）筑物角處。在建（構）筑物的頂部和底部角處各做四個測點，頂部測點的偏移為建（構）筑物的傾斜量和傾斜方向。

5.4地下管線的監測

為保證線路周圍管線的安全，應對這些管線進行沉降觀測。

5.4.1 管線監測點的布設

監測點宜布置在管線的節點、轉角點和變形曲率較大的部位，監測點平面間距為5-10米， 有檢查井的管線應打開井蓋直接將監測點布設到管線上或管線承載體上；無檢查井的直埋管線有開挖條件的應開挖暴露管線，將觀測點直接布到管線上，無法開挖時可在對應的地表埋設間接觀測點。

5.4.2 地下管線的監測方法

測量方法、沉降計算、觀測頻率與地表沉降觀測同。

5.5暗挖隧道拱頂變形

暗挖施工時隧道初期支護結構拱頂位移的大小，直接反應拱腳支護是否穩定，是防止拱腳塌方的重要檢測依據。

拱頂下沉量測是緊隨開挖面（離開挖工作面2m以上）在結構拱頂部位布設一個或多個（分布開挖）測點，沿區間隧道縱向間距為10m，材料選用Φ22螺紋鋼，埋設或焊接在拱頂，外露長度5cm，外露部分應打磨光滑， 以減少與尺面接觸不均勻的誤差，用紅油漆標記統一編號。

監測方法與管線沉降方法相同。

5.6隧道收斂監測

由于地下工程自身固有的錯綜復雜性和變異性質，傳統的設計方法僅憑力學分析和強度驗算難以全面、適時地反映出各種情況下支護系統的受力變化情況。在隧道拱腳及墻中兩側壁面之間的相對位移量測，其量測數據直接反應初期支護和圍巖的受力特征，檢驗開挖步驟和支護強度是否穩定合理。側墻中部位移的大小反應整體結構是否穩定，是防止大塌方的重要手段。因此，該項目量測是淺埋暗挖法施工的必測項目。

6小結

地鐵工程施工難度較大，區間和車站都在城市道路下方推進，對管線及周邊建（構）筑物有一定影響。因此，須有針對性地對監測重點進行及時觀測，及時反饋，同步甚至超前指導施工，起到施工監測與施工的互動，并預測施工對環境的影響。

參考文獻

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