變形監(jiān)測在地鐵施工中的應(yīng)用研究

郭爽

摘要：地鐵屬于城市快速軌道交通的一部分，因其運量大、快速、正點、低能耗、少污染、乘坐舒適方便等優(yōu)點，常被稱為“綠色交通”。地鐵施工是一項精密工程，及時精確的掌握施工中的變形數(shù)據(jù)，對于地鐵施工的安全性具有重大意義.在科學(xué)合理的制定變形監(jiān)測方案后，嚴(yán)格按照方案進(jìn)行監(jiān)測，保證在地鐵施工過程中，及時掌握施工變形數(shù)據(jù)，對地鐵施工進(jìn)行反饋，保證地鐵施工的平穩(wěn)和安全。基于此本文分析了變形監(jiān)測在地鐵施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測；地鐵施工；應(yīng)用

1、地鐵施工中變形監(jiān)測的意義

由于地鐵建在城市地下，建設(shè)與運營期間的變形監(jiān)測尤為重要。一方面，地鐵一般通向城市繁華街區(qū)，這些地段高層、大型的建筑較多，施工通過的區(qū)段將對地表及其上面的建筑物和地下管線產(chǎn)生影響。地鐵在施工中要進(jìn)行的變形監(jiān)測內(nèi)容很多，如地面沉陷觀測、拱頂下沉觀測、洞頂圍巖內(nèi)部垂直位移觀測、洞壁圍巖徑向位移觀測、收斂位移觀測、圍巖和襯砌內(nèi)應(yīng)變觀測、圍巖壓力及兩層襯砌接觸應(yīng)力觀測、可縮式鋼拱架內(nèi)力及拱腳反力觀測、模筑混凝土襯砌表面應(yīng)力觀測等。但地鐵施工的變形監(jiān)測主要解決的還是支護(hù)結(jié)構(gòu)以及建筑物內(nèi)部位移變化和應(yīng)變發(fā)展規(guī)律以及洞壁各點間的相對位移變化。

另一方面，一個城市通過地鐵線路的建造和營運，拉動和促進(jìn)了地鐵沿線規(guī)劃工程建設(shè)的興起。但從另一方面看，一條條地鐵線路一旦投入運營，它自身在社會生活中所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧瑳Q定了它不管由于什么原因，是不可以隨便中斷運行的。因此，面對這種廣泛的非地鐵項目的工程建筑活動，采用什么樣的監(jiān)控方法，來有效地保護(hù)地鐵結(jié)構(gòu)安全運行，就擺到了我們面前。而且這種保護(hù)行為，時間上與地鐵運營線路的生命周期共存，空間上與地鐵運營線路的網(wǎng)絡(luò)拓展規(guī)模同在，其意義和責(zé)任重大。

地下鐵道在建設(shè)中及建成后因地質(zhì)、地下水、地面建筑開發(fā)及本身結(jié)構(gòu)負(fù)荷所造成隧道結(jié)構(gòu)的沉降、位移、裂縫和傾斜等變形，某些地段可能會很嚴(yán)重，如不及時連續(xù)的進(jìn)行長期自動變形監(jiān)測，則難以即時發(fā)現(xiàn)和預(yù)報險情，將會造成嚴(yán)重后果。因此，地鐵的變形監(jiān)測越來越成為地鐵開發(fā)與運營的重要保障，而且是長期的。

城市地鐵發(fā)展迅速并且對城市發(fā)展非常重要，而地鐵施工中對地表建筑物和地下管線等的變形監(jiān)測是不可缺少的，所以研究地鐵的變形監(jiān)測方案也是非常必要的。通過對變形數(shù)據(jù)的分析與處理可以對變形監(jiān)測的方法進(jìn)一步論證，也可以對以后的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測和分析，有助于進(jìn)一步了解變形情況對施工的影響，特別是變化速率達(dá)到相關(guān)規(guī)范規(guī)定的相關(guān)允許值時，必須及時采取措施對周邊建筑物和埋在地下的管線或地鐵建筑施工體進(jìn)行保護(hù)。

2、地鐵施工變形監(jiān)測原則以及常用監(jiān)測技術(shù)

地鐵施工變形監(jiān)測，與其他建筑物構(gòu)筑物的變形監(jiān)測相比，都屬于精密工程測量，所以要求采用的觀測方法和觀測儀器精度一定要高，符合要求，盡量減小數(shù)據(jù)誤差。目前，在地鐵施工中最常用對變形監(jiān)測技術(shù)為基于電子全站儀的監(jiān)測技術(shù)，該技術(shù)自帶帶程序控制和電動馬達(dá)驅(qū)動的全站儀結(jié)合激光、CCD及通訊技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動化測量，被人們稱作測量機器人。測量機器人能夠自動尋找并實現(xiàn)精確照準(zhǔn)目標(biāo)。因此，被廣泛應(yīng)用于變形監(jiān)測和施工測量中。利用高精度對監(jiān)測設(shè)備對同時，還要合理對使用監(jiān)測技術(shù)，在監(jiān)測過程中，需要把我以下幾個原則：

系統(tǒng)性原則：地鐵施工說一個整體系統(tǒng)對工程，在對其施工過程變形情況對監(jiān)測也必須是系統(tǒng)對，必須實現(xiàn)對施工過程對連續(xù)監(jiān)測，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)對準(zhǔn)確、及時、連續(xù)，確保數(shù)據(jù)對有效性。

靠性原則：必須保證監(jiān)測技術(shù)成熟，監(jiān)測儀器精確無故障，計量標(biāo)準(zhǔn)符合實時技術(shù)規(guī)定。

優(yōu)先原則：地鐵施工過程中對圍護(hù)體中相當(dāng)敏感的區(qū)域加密測點數(shù)和項目，進(jìn)行重點監(jiān)測。

經(jīng)濟性原則：在確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確對前提下，盡量簡化監(jiān)測方式，選擇直觀有效對方法，合理設(shè)置監(jiān)測點，減少工作量，降低成本，保證經(jīng)濟性。

3、變形監(jiān)測在地鐵施工中的應(yīng)用

3.1基準(zhǔn)工作點的設(shè)置

基準(zhǔn)工作點設(shè)置在相對穩(wěn)定車站結(jié)構(gòu)，共布設(shè)垂直位移工作點埋設(shè)3個并進(jìn)行編號，所有垂直位移工作點一周聯(lián)測一次，車站內(nèi)垂直位移工作點兩次聯(lián)測高程控制值為+1.0mm.

3.2沉降觀測點的布設(shè)

沉降測點分布在進(jìn)、出線各監(jiān)測斷面內(nèi)的隧道底拱軌道路基上，利用原有沉降測點或者采用沖擊鉆射釘槍在測點位置處埋入（或打入）頂部為光滑凸球狀的鋼釘，鋼釘與混凝土體間不應(yīng)有松動，測點處有明顯的測量標(biāo)記。

3.3周期觀測

監(jiān)測頻率布置的基本原則是必須在確保運行安全的前提下，從實際出發(fā)，根據(jù)業(yè)主的要求，結(jié)合本工程自身的特點，自始至終要與施工的進(jìn)度相結(jié)合，滿足施工工況的要求，在“全面、準(zhǔn)確、及時”的原則下安排頻率以及監(jiān)測進(jìn)程，盡可能建立起一個完整的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。

（1）施工開始前將所有測點布設(shè)好并取得初始值3次；（2）盾構(gòu)機頭到達(dá)隧道30m處為1天/次；（3）盾構(gòu)機頭遠(yuǎn)離隧道30m后為2天/次；（4）施工結(jié)束后2次/月。

3.4沉降部分觀測過程

（1）建立水準(zhǔn)測量控制網(wǎng)，在遠(yuǎn)離施工區(qū)域（大于4H）的穩(wěn)定的基礎(chǔ)處設(shè)立3個基點，整個沉降測量系統(tǒng)采用二等水準(zhǔn)測量，在此基礎(chǔ)上聯(lián)測其水準(zhǔn)高程，位移采取單向定位測量方法.（2）每天工作開始前檢查標(biāo)尺水泡、儀器氣泡，以及水準(zhǔn)儀，并做好記錄，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)停止測量工作，送專業(yè)部門檢修，合格后方可使用。（3）水準(zhǔn)測量觀測按二等要求采用單路線往返閉合測量，采用定人、定儀器、定標(biāo)尺、定線路、定點進(jìn)行觀測。

總之，地鐵施工變形監(jiān)測，與其他建筑物構(gòu)筑物的變形監(jiān)測相比，都屬于精密工程測量，在地鐵施工期間進(jìn)行監(jiān)測需要及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)報險情的發(fā)生并且了解險情的發(fā)展程度，從而能夠及時采取安全補救措施，確保地鐵施工的有效開展。

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