地鐵深基坑墻頂水平位移監測方法分析

王東洋 張偉 董鑫 卞媛 谷海嵩

摘 要：從我國現在所制定的視準線法、小角法以及極坐標法等相關方面中，能夠看出地鐵深基坑墻頂水平位移的傳統監督測量方法。筆者在本篇文章中對這些傳統的監督測量方法進行了分析，分析出這些監督測量方法的優缺點以及其原理和精準程度，希望能夠對我國軌道交通建設施工安全風險的控制提供一些幫助。

關鍵詞：地鐵；深基坑；墻頂水平位移；光纖技術

近年來我國的城市規劃進程不斷加快，地鐵在我國城市的交通中使用越來越多，我國人民對于地鐵交通的需求也越來越大。但是因為我國的城市高層建筑不斷增多，地下的管道布置非常緊密，有許多的地鐵基坑需要建立在橋梁、高層建筑物、重要建筑物、大型公共建筑物、交通干線、地下管道等相關設施附近，這就有可能會引起附近的建筑物出現裂縫傾斜的情況，嚴重的時候回出現地下管道炸裂和路面開了裂開塌陷等相關情況。對此相關施工單位需要在地鐵車站基坑施工的過程中，保證基坑圍護結構的監測，對于監測方案相關部門應當進行完善，特別是對于連續墻體的水平位移監測。在這篇文章中筆者主要寫了經常出現的幾種方法進行了分析介紹。

1傳統水平位移監測技術

在傳統的水平位移監測方法中，視準線法水平位移監測方法在實踐過程中使用非常的多，視準線法水平位移監測的主要原理，是在基坑附近施工影響區域之外尋找兩個較為穩定的基準點，通過對這兩個基準點進行連線，并且這條基準線需要和基坑圍護結構的墻頂達到平行的狀態，施工隊伍需要定時定期的對監測點到基準線的垂直距離進行監測，然后對兩次的監測結果進行比較計算，計算之間出現的差值，計算出來的差值就是經過時間發生的圍護結構墻頂的水平位移。

視準線法的使用最早是使用在水平位移測量中，因為視準線法的使用方法較為簡單快捷，其主要的使用有測量小角法以及活動牌法。

我們從地鐵的基坑來看，基準線A點到B點之間的距離是比較長的，這也就造成了要想準確精準的測量出期間的數據是非常困難的，對此根據讀書誤差來作為視準線法的主要誤差。此外這種方法的精準度比較低，非常容易受到外界各種因素以及環境的影響，很難做到自動檢測等相關問題。

在測量小角法水平位移監測的使用是非常多的水平監測方法之一，其使用原理是建立在視準線法的基礎之上，進行了一些優化和改進。其測量的方法同樣是安設一條基準線，根據其角度測量設備，測量出等待測量點和基準線之間的微小角度，并且需要測量出基準線上投影點和架站點兩者中間的距離，通過計算帶測點和基準線的偏差數值。其中的偏離數值是 另外小角法測水平誤差的數值公式是 。從這里可以看出測小角法的原理，測量過程中產生的誤差可以忽略掉，主要影響則小角的時觀測精準度。對此使用水平移監測的時候可以提高精度設備的測量準確率，這樣可以有效地提高測量準確程度。

在傳統的測量方法中極坐標法水平移監測方法的使用也是非常的多，這是因為極坐標法在施工過程中的監測效果比較良好，極坐標法的監測方式和視準線法以及測小角法這兩種測量方法不同，極坐標法能夠通過對A坐標點和B坐標點的坐標直接換算出P點的坐標數值，從而可以直接計算出偏移的數值。

極坐標法是相交視準法與測小角法，在實際的使用過程中十分便利，特別是在遇到基坑形狀不夠規整的時候，在使用過程中精度的誤差主要是出現在其測量距離和測量角度上，對此極坐標在使用水平位移監測的時候，成果主要是受到儀器所影響。

現如今由于我國城市對于地鐵的需求比較大，我國相關的研究開發部門不斷的在進行施工工藝的研究和創新，其中光纖技術在我國已經被研究出來，光纖技術是一種新型施工工藝技術，經過我國相關研究部門結合幾十年的科學研究創新出來的技術，光纖技術早期是使用在通訊技術領域，直到后來被相關部門使用研發到監測技術領域中，其主要的原理是對結構漏水滲水情況進行定位監測，同時還可以對溫度進行位移監測，這就為我國工程的安全施工提供了有力的保障，從另一方面加快了我國施工的進度，為我國的施工安全提供了有力的技術保障。現目前光纖技術在國內外的使用都非常的廣泛，通常被使用在監測領域中，結合其優秀使用單位的經驗成果可以看出，光纖監測技術可以非常有效的得到任意一個監測點的全部信息，這就直接實現了連續動態化監測，光纖技術相比較傳統的測量儀器使用的視準線法、測小角法和極坐標法，光纖技術擁有非常多不能夠替代的優點，光纖的外層一般情況下都擁有堅實的保護設施，其皺紋鋼是擁有絕緣物質的，光纖的核心本身材料又是石英，使用擁有降低電磁信號干擾的特點，并且還可以直接杜絕其他的信息干擾，這就能夠是的光纖受到的影響是非常小的。此外光纖信號傳播時候發生的損害比較低，其頻帶較寬，光纖本身就具有體積小重量較輕的好處，在實際的施工使用過程中非常利于運輸，同時在安裝過程中可以有效的降低埋設損耗。光纖的傳輸抗干擾能力比其他工藝高出許多，因為其性能較為強大、使用年限較長，而且光纖的成本隨著我國的發展也在不斷地降低，這也就使得光纖技術在我國今后的監測工作使用中能夠變得更加廣泛。

此外還有經過我國研發出來的GPS多天線監測技術，這種技術在監測領域中使用次數也是非常的多，因為其測量方式擁有非常多的優點，其數據傳輸較快，適合大多數氣候環境，在測量點之間不需要通視等方面，GPS的原理相當于一個信號接收器，通過嘉禾的天線收到所需的GPS信號，就可以對各個監測點進行記錄監測。一般情況下多天線GPS的核心是由一臺多天線控制器組成的，其控制器是硬件和軟件這兩方面構建而成。其硬件部分主要是負責多通道的微波開關，將GPS接收器在短時間內和其他安放的天線進行連接，軟件部門可以實現多通道對觀測點的時間、數據、訊息進行接收保證接收器不會收到其他信號的干擾。

結束語：在傳統的測量方法之中，小角法以及視準線法兩者都建立在基坑形狀較為標準的情況上，然而極坐標法對于基坑的形狀沒有任何需求。對于地鐵建設這種大型的深基坑來說，小角法和視線法需要照準的目標因為距離太遠就會降低其監測的準確度，此外在測量過程中在基坑的周圍存在非常多的障礙物，這些障礙物直接會對觀測的結果造成影響。現目前我國對于儀器設備的要求越來越高，地鐵基坑的測量工作主要是在使用極坐標法。這些年來通過相關研究部門的努力也研究出了許多新的測量方法，這些方法都是非常使用的并且擁有很好的未來發展潛力，我國許多的城市對于地鐵的需求越來越大，相關的研究部門對于施工技術的研究也在不斷發展，傳統的監測方法已經跟不上地鐵交通建設的速度了。對此知道工程安全施工對于我國實現和諧社會有著非常大的幫助。

參考文獻：

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