變形監測測量精度在城市軌道交通工程的應用

■肖凱

（青海省第二測繪院　青海　西寧　810001）

變形監測測量精度在城市軌道交通工程的應用

■肖凱

（青海省第二測繪院青海西寧810001）

對城市軌道交通而言，注重變形監測的測量精度能夠及時分析和評價交通的安全狀態，避免危險性變形的發生。本文從我國某些城市變形監測的實踐出發，通過變形監測精度制定的原則及確定途徑，深入探究利用監測對象的變形允許值計算變形監測精度的方法。

變形監測測量精度城市軌道交通工程

變形監測就是利用專用的儀器和方法對變形體的變形現象進行持續觀測，對變形體變形形態進行分析和變形體變形的發展態勢進行預測等的各項工作。現如今，有些管理者熱衷于監測的內容、時間或數據等，對變形監測精度的要求往往是忽視的。再加上城市軌道交通在建設和運營期間所需要變形監測的項目很多，其特點不同，所以檢測精度很難統一。因此，確定合理的監測精度顯得尤為重要。

1　變形監測精度在城市軌道交通工程方面制定的原則

一般而言，對于同類工程建筑物，根據其結構、形狀不同，要求的精度也有差異，即使是同一建筑物，不同部位的精度要求也不同。一般變形觀測是為了使變形值穩定在某個區間值內變化。在確保安全的情況下，觀測的誤差值應該小于允許變形值的1/10～1/20。不過變形過程研究的誤差值則比這個數值要小得多，甚至應該使用目前科學技術所能達到的最高精密測量度。而對于研究城市軌道交通工程變形監測測量精度而言，監測精度的制定選用前者即可。

2　變形監測變形在城市軌道交通工程中允許值的確定

2.1城市軌道地基變形允許值在建筑物的確定

地基變形允許值是指為保證建筑物正常使用而確定的變形控制值，城市軌道地基的大小主要取決于交通工程地質及建筑地基設計、車輛荷載及差異、建筑體型復雜因素引起的地基變形、多層或高層建筑和高聳結構局部傾斜值控制指標以及預估建筑物在施工期間和使用期間的地基變形值等。

2.2城市軌道交通變形允許值在變形監測項目的確定

為了確保城市軌道的安全而確定變形最大控制值就是城市軌道變形監測項目中變形允許值的含義，目前，我國各城市因地制宜，根據各地的巖土條件、工程本身難度、施工水平、周圍環境等固有條件以及大量的實踐和經驗等人工條件來制定城市軌道變形監測項目允許值監測的控制標準，由此制定的變形允許值也就是最終的變形允許值。同時,對于比較復雜、特殊的工程應實事求是，根據實際情況制定相應控制標準。

2.3軌道變形允許值在階段性變形監測項目的確定

軌道變形監測的類型:長期變形監測和階段性變形監測，在建項目和舊有項目的變形監測分別是從時間以及監測對象的新舊進行劃分。長期變形監測是指整個施工過程中變形不穩定而需要長期變形監測的項目，而階段性變形監測是指若工程竣工后地形基本趨于穩定，那么就不需要繼續進行短期變形監測。

變形量的分部規律:無論哪種監測，根據城市軌道經歷的時間和時間段不同，在每個時間段內不同的交通項目號的變形量也不同。軌道變形量的數值主要經歷施工期間變形速度大，竣工后一年軌道變形放慢、二年變形平穩，三年后趨于穩定這四個階段。再加上每個不同交通路段地基土的類別不同，,因此在建設和使用過程中的變形狀況也不同。

不同類型變形監測變形允許值的確定方法:在建或舊有項目的建筑變形允許值將時間作為參考標準，根據長期變形監測和階段性變形監測開始的時間和經歷的時間段，探究監測對象總的變形值以及變形歷程中每個時間段將可能產生的變形比例，將某一時間內可能產生的變形值確定為該時間段的變形允許值。

3　城市軌道交通工程變形監測精度制定的方法

3.1誤差計算在城市軌道變形監測中的分析

城市軌道的變形允許值是由設計單位提供，或是由設計單位提供的總變形允許值由監測單位計算。根據其變形允許值,一般而言，觀測誤差應小于允許變形值的1/10～1/20之間，即可計算變形監測的誤差。

3.2誤差在城市交通軌道沉降監測中的計算方法

在城市交通建設中，假定城市軌道交通建設中的一些城市規定控制沉降量為30mm，那么用沉降觀測點的測量初始標高減去30mm即可得出沉降值。在計算過程中，也可以考慮用其他方法，比如：濾波、時間序列模型等去掉誤差，分析沉降過程，繪制沉降曲線等。

3.3誤差在監測對象其他變形監測的計算方法

（1）城市軌道結構段變形平置構件撓度以及高層建筑層間相對位移、豎直構件的撓度、垂直偏差等)，取p=0.950,1/tλ≤1/6。

（2）城市軌道整體性位移建筑物頂部水平位移、全高垂直偏差以及橋梁等工程設施水平偏差)，取p=0.980,1/tλ。

4　變形監測測量精度在城市軌道交通工程中的實際應用

我們現在所熟知的變形監測方法主要分為四類：（1）地面測量方法（集合水準測量，三角高程測量，方向和角度測量，距離測量）；（2）間測量技術（甚長基線干涉法測量（VLBI），衛星激光測距（SLR），全球定位系統（GPS），合成孔徑雷達干涉（InSAR））；（3）影側利郎方法；（4）專門測量手段（各種準直測量，傾斜儀監測，應變計測量）。

它們各自都有自己的優缺點，又在城市軌道交通方面發揮了重要的作用。例如，GPS系統能對鐵軌的變形程度做出精確的判斷和數字體現，能夠讓維護人員及時對鐵軌的變動情況進行補救；再例如，地面測量方法精度高，應用比較靈活，它的野外工作量大。能夠對長距離，大面積的軌道進行遙測，從而確保軌道的安全。

5　結語

科學、準確、及時的分析和預報工程及工程建筑物的變形情況，對工程建筑物的施工和運營管理極為重要。目前國內已經有很多條城市軌道交通線路建成運營，通過調查研究發現，在建設過程和運營期間，其隧道等主體結構均有變形發生，影響著城軌的運營安全。為了及時掌握地鐵主體結構的變形情況、消除安全隱患，在運營期間，采取適宜的變形監測是非常必要的，根據變形監測情況，及時提出整治方案，以保障城軌的運營安全。完善監測方法，使地鐵監測成為保障地鐵運營安全、維護城市窗口形象的主要工作項目。

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[3]李曉紅.隧道新奧法及測量技術 [M].北京:科學出版社，2002.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-338-1