地鐵施工安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與管理技術(shù)研究

潘吉莉

國(guó)電南瑞科技股份有限公司

地鐵施工安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與管理技術(shù)研究

潘吉莉

國(guó)電南瑞科技股份有限公司

地鐵工程作為城市軌道交通的重要組成部分，是解決城市交通擁堵問(wèn)題的重要手段。地鐵建設(shè)中，眾多的車(chē)站和區(qū)間同時(shí)施工，各工點(diǎn)下又都有大量的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目展開(kāi)，這樣每天都會(huì)產(chǎn)生大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，漫長(zhǎng)的施工周期也使得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變得更加龐大，及時(shí)處理這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并預(yù)普、預(yù)報(bào)是安全監(jiān)測(cè)的起點(diǎn)和重點(diǎn)，因此，有效的管理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理的一個(gè)重要問(wèn)題。基于此本文分析了地鐵施工安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與管理技術(shù)。

地鐵施工；安全監(jiān)測(cè)；數(shù)據(jù)處理；管理技術(shù)

1 地鐵施工安全監(jiān)測(cè)內(nèi)容

1.1 水平位移監(jiān)測(cè)

水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)分為基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)3種。基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)均為水平位移監(jiān)測(cè)的控制點(diǎn)，一般采用強(qiáng)制對(duì)中裝置。基準(zhǔn)點(diǎn)一般設(shè)在施工影響范圍以外，用于檢查和恢復(fù)工作基點(diǎn)的可靠性，工作基點(diǎn)則布設(shè)在基坑周?chē)^穩(wěn)定的地方，變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)則按照監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)文件要求布設(shè)。

基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)組成首級(jí)控制網(wǎng)，在每次監(jiān)測(cè)前應(yīng)檢查首級(jí)網(wǎng)的穩(wěn)定性，水平位移監(jiān)測(cè)多采用自由設(shè)站或架設(shè)在工作基點(diǎn)上，以極坐標(biāo)法觀(guān)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的水平位移時(shí)，通常關(guān)心監(jiān)測(cè)點(diǎn)在垂直于基坑邊墻方向上的變化，為此需要將每期監(jiān)測(cè)成果轉(zhuǎn)換到其變形方向上去。

1.2 豎向位移監(jiān)測(cè)

對(duì)于車(chē)站，采用明挖法或蓋挖法施工時(shí)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括支護(hù)樁(墻)、邊坡頂部豎向位移、立柱結(jié)構(gòu)豎向位移、地表沉降、土體分層豎向位移和坑底隆起。

對(duì)于區(qū)間，采用盾構(gòu)法 施工時(shí)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有管片結(jié)構(gòu)豎向位移、地表沉降和土體分層豎向位移。采用礦山法施工時(shí)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括初期支護(hù)結(jié)構(gòu)拱頂沉降、初期支護(hù)結(jié)構(gòu)底板豎向位移、隧道拱腳豎向位移、中柱結(jié)構(gòu)豎向位移、地表沉降和土體分層豎向位移。

對(duì)于工程周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括建(構(gòu))筑物豎向位移、地下管線(xiàn)豎向位移，路基路面豎向位移、橋梁墩臺(tái)豎向位移、橋梁墩臺(tái)差異沉降，當(dāng)周邊有既有城市軌道交通時(shí)還應(yīng)監(jiān)測(cè)隧道和軌道結(jié)構(gòu)豎向位移及隧道結(jié)構(gòu)變形縫差異沉降。

豎向位移監(jiān)測(cè)雖然項(xiàng)目種類(lèi)眾多，但監(jiān)測(cè)方式簡(jiǎn)單、靈活，監(jiān)測(cè)成本較低，是施工安全監(jiān)測(cè)中的主要監(jiān)測(cè)形式，也是地鐵施工安全監(jiān)測(cè)中最重要的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源。豎向位移監(jiān)測(cè)可以采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量、電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量和靜力水準(zhǔn)測(cè)量等方法。豎向位移監(jiān)測(cè)常采用二等水準(zhǔn)測(cè)量的方式進(jìn)行，當(dāng)采用其他方式時(shí)，也要等達(dá)到二等水準(zhǔn)測(cè)量的相關(guān)要求。對(duì)于土體分層豎向位移，則采用分層沉降儀監(jiān)測(cè)，同時(shí)將分層沉降管的管口作為豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)工作正式開(kāi)展后，對(duì)各項(xiàng)目所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的初值獲取，均按要求采集三次，合格后取其平均值。

2 地鐵施工安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理

2.1 傾斜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理

測(cè)斜管在埋設(shè)后應(yīng)當(dāng)檢驗(yàn)深度是否與設(shè)計(jì)埋設(shè)深度相當(dāng)。基坑開(kāi)挖前完成測(cè)斜數(shù)據(jù)初始值測(cè)定，在多次重復(fù)觀(guān)測(cè)的數(shù)據(jù)中，選取觀(guān)測(cè)值的均值作為該孔的初始值。

2.2 收斂監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理

每次監(jiān)測(cè)時(shí)，收斂計(jì)應(yīng)反復(fù)讀數(shù)三次，每次均在恒定拉力下讀數(shù)，取平均值為本次監(jiān)測(cè)值。凈空累計(jì)位移即為本次觀(guān)測(cè)值減去初始觀(guān)測(cè)值。每次監(jiān)測(cè)完成后，繪制凈空累計(jì)位移量一時(shí)間曲線(xiàn)圖。

2.3 力學(xué)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理

力學(xué)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單，重點(diǎn)在于讀數(shù)準(zhǔn)確并記錄好點(diǎn)號(hào)和觀(guān)測(cè)時(shí)間。本次累計(jì)變化量減去上次累計(jì)變化量即為本次變化量，結(jié)合觀(guān)測(cè)時(shí)間可計(jì)算變化速率，將本次變化量和變化速率同預(yù)警值比較，超過(guò)預(yù)警值則生成預(yù)警結(jié)果。每次監(jiān)測(cè)完成后，生成力學(xué)變化量表并繪制力學(xué)累計(jì)變形量一時(shí)間曲線(xiàn)圖。

2.4 水位和裂縫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理

水位監(jiān)測(cè)讀數(shù)時(shí)，應(yīng)首先測(cè)出管口高程，然后讀取水尺讀數(shù)。管口高程減去水尺讀數(shù)即為本次水位高程，本次水位高程減去上次水位高程即為本次水位變化量，本次水位高程減去初始高程即為累計(jì)水位變化量。每次監(jiān)測(cè)完成后，生成水位變化量表并繪制水位累計(jì)變行量～時(shí)間曲線(xiàn)圖。

2.5 裂縫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理

施工前和施工過(guò)程中及時(shí)統(tǒng)計(jì)施工影響區(qū)域內(nèi)的裂縫情況并編號(hào)，記錄裂縫的初始深度、寬度、長(zhǎng)度、位置和走向等，在每次巡視后應(yīng)及時(shí)填寫(xiě)裂縫的變化情況。

3 地鐵施工安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理技術(shù)

3.1 監(jiān)控項(xiàng)目控制值

監(jiān)控項(xiàng)目控制值按照監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的性質(zhì)分為變形監(jiān)測(cè)控制值和力學(xué)監(jiān)測(cè)控制值，變形監(jiān)測(cè)控制值應(yīng)包括變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的累計(jì)變化值和變化速率值；力學(xué)監(jiān)測(cè)控制值宜包括力學(xué)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的最大值和最小值。

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目控制值應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、工程設(shè)計(jì)參數(shù)、工程監(jiān)測(cè)等級(jí)及當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)等確定，當(dāng)無(wú)地方經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可按國(guó)標(biāo)執(zhí)行。

3.2 分級(jí)預(yù)替

分級(jí)預(yù)警是指在實(shí)際工程監(jiān)測(cè)中，事先確定相應(yīng)的警戒指標(biāo)，然后與采集的實(shí)測(cè)值比較，從而判定變形或受力狀況是否會(huì)超過(guò)允許的范圍，判斷工程施工是否安全可靠，當(dāng)超過(guò)報(bào)警值時(shí)，就進(jìn)行報(bào)警處理。

3.3 監(jiān)測(cè)信息反饋

為了保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)效性，監(jiān)測(cè)信息必須及時(shí)反饋給各單位。隨著監(jiān)測(cè)的進(jìn)行，各施工單位和第三方監(jiān)測(cè)單位需及時(shí)提交監(jiān)測(cè)成果報(bào)告。在施工監(jiān)測(cè)期間，每次監(jiān)測(cè)工作完成后，對(duì)各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)合工程概況和施工進(jìn)度，將相關(guān)分析數(shù)據(jù)、相應(yīng)圖表和巡視信息，及時(shí)送達(dá)有關(guān)各方分析使用，正常情況下每天下午或第二天上午將成果送達(dá)相關(guān)單位，緊急情況下，監(jiān)測(cè)結(jié)束后2小時(shí)內(nèi)送達(dá)成果。

提交的監(jiān)測(cè)成果內(nèi)容有日?qǐng)?bào)，周報(bào)和月報(bào)。日?qǐng)?bào)的成果資料主要有：(1)支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移、沉降監(jiān)測(cè)成果表；(2)坑外土體深層水平位移監(jiān)測(cè)成果表；(3)支撐軸力監(jiān)測(cè)成果表；(4)地下水位監(jiān)測(cè)成果表；(5)地表沉降監(jiān)測(cè)成果表；(6)鄰近建(構(gòu))筑物監(jiān)測(cè)成果表；(7)管線(xiàn)變形監(jiān)測(cè)成果表；(8)臨近既有線(xiàn)沉降及收斂成果表。

總之，在地鐵施工中，加強(qiáng)施工安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理非常重要，從而能夠保證施工質(zhì)量能夠滿(mǎn)足地鐵的運(yùn)行需要。

[1]朱杰.城市地鐵安全監(jiān)測(cè)點(diǎn)位穩(wěn)定性分析與沉降預(yù)測(cè)[D].南京信息工程大學(xué)，2014.

[2]郭昕.城市地鐵施工周邊環(huán)境形變監(jiān)測(cè)及其信息處理分析[D].吉林大學(xué)，2014.

[3]陳立.地鐵施工監(jiān)測(cè)信息化研究及應(yīng)用[D].華中科技大學(xué)，2009.