地鐵施工安全監測數據處理與管理技術研究

潘吉莉

國電南瑞科技股份有限公司

地鐵施工安全監測數據處理與管理技術研究

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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題的重要手段。地鐵建設中，眾多的車站和區間同時施工，各工點下又都有大量的監測項目展開，這樣每天都會產生大量的監測數據，漫長的施工周期也使得監測數據變得更加龐大，及時處理這些監測數據并預普、預報是安全監測的起點和重點，因此，有效的管理監測數據是監測數據處理的一個重要問題?；诖吮疚姆治隽说罔F施工安全監測數據處理與管理技術。

地鐵施工；安全監測；數據處理；管理技術

1 地鐵施工安全監測內容

1.1 水平位移監測

水平位移監測點分為基準點、工作基點和變形監測點3種。基準點和工作基點均為水平位移監測的控制點，一般采用強制對中裝置。基準點一般設在施工影響范圍以外，用于檢查和恢復工作基點的可靠性，工作基點則布設在基坑周圍較穩定的地方，變形監測點則按照監測設計文件要求布設。

基準點和工作基點組成首級控制網，在每次監測前應檢查首級網的穩定性，水平位移監測多采用自由設站或架設在工作基點上，以極坐標法觀測監測點。監測基坑支護結構頂部的水平位移時，通常關心監測點在垂直于基坑邊墻方向上的變化，為此需要將每期監測成果轉換到其變形方向上去。

1.2 豎向位移監測

對于車站，采用明挖法或蓋挖法施工時，監測項目包括支護樁(墻)、邊坡頂部豎向位移、立柱結構豎向位移、地表沉降、土體分層豎向位移和坑底隆起。

對于區間，采用盾構法 施工時，監測項目有管片結構豎向位移、地表沉降和土體分層豎向位移。采用礦山法施工時，監測項目包括初期支護結構拱頂沉降、初期支護結構底板豎向位移、隧道拱腳豎向位移、中柱結構豎向位移、地表沉降和土體分層豎向位移。

對于工程周邊環境監測，監測項目包括建(構)筑物豎向位移、地下管線豎向位移，路基路面豎向位移、橋梁墩臺豎向位移、橋梁墩臺差異沉降，當周邊有既有城市軌道交通時還應監測隧道和軌道結構豎向位移及隧道結構變形縫差異沉降。

豎向位移監測雖然項目種類眾多，但監測方式簡單、靈活，監測成本較低，是施工安全監測中的主要監測形式，也是地鐵施工安全監測中最重要的監測數據來源。豎向位移監測可以采用幾何水準測量、電磁波測距三角高程測量和靜力水準測量等方法。豎向位移監測常采用二等水準測量的方式進行，當采用其他方式時，也要等達到二等水準測量的相關要求。對于土體分層豎向位移，則采用分層沉降儀監測，同時將分層沉降管的管口作為豎向位移監測點。監測工作正式開展后，對各項目所有監測點的初值獲取，均按要求采集三次，合格后取其平均值。

2 地鐵施工安全監測數據處理

2.1 傾斜監測數據處理

測斜管在埋設后應當檢驗深度是否與設計埋設深度相當。基坑開挖前完成測斜數據初始值測定，在多次重復觀測的數據中，選取觀測值的均值作為該孔的初始值。

2.2 收斂監測數據處理

每次監測時，收斂計應反復讀數三次，每次均在恒定拉力下讀數，取平均值為本次監測值。凈空累計位移即為本次觀測值減去初始觀測值。每次監測完成后，繪制凈空累計位移量一時間曲線圖。

2.3 力學監測數據處理

力學監測數據處理簡單，重點在于讀數準確并記錄好點號和觀測時間。本次累計變化量減去上次累計變化量即為本次變化量，結合觀測時間可計算變化速率，將本次變化量和變化速率同預警值比較，超過預警值則生成預警結果。每次監測完成后，生成力學變化量表并繪制力學累計變形量一時間曲線圖。

2.4 水位和裂縫監測數據處理

水位監測讀數時，應首先測出管口高程，然后讀取水尺讀數。管口高程減去水尺讀數即為本次水位高程，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水位變化量。每次監測完成后，生成水位變化量表并繪制水位累計變行量～時間曲線圖。

2.5 裂縫監測數據處理

施工前和施工過程中及時統計施工影響區域內的裂縫情況并編號，記錄裂縫的初始深度、寬度、長度、位置和走向等，在每次巡視后應及時填寫裂縫的變化情況。

3 地鐵施工安全監測數據管理技術

3.1 監控項目控制值

監控項目控制值按照監測項目的性質分為變形監測控制值和力學監測控制值，變形監測控制值應包括變形監測數據的累計變化值和變化速率值；力學監測控制值宜包括力學監測數據的最大值和最小值。

監測項目控制值應根據工程地質條件、工程設計參數、工程監測等級及當地工程經驗等確定，當無地方經驗時，可按國標執行。

3.2 分級預替

分級預警是指在實際工程監測中，事先確定相應的警戒指標，然后與采集的實測值比較，從而判定變形或受力狀況是否會超過允許的范圍，判斷工程施工是否安全可靠，當超過報警值時，就進行報警處理。

3.3 監測信息反饋

為了保證監測數據的時效性，監測信息必須及時反饋給各單位。隨著監測的進行，各施工單位和第三方監測單位需及時提交監測成果報告。在施工監測期間，每次監測工作完成后，對各項測試數據進行計算分析，結合工程概況和施工進度，將相關分析數據、相應圖表和巡視信息，及時送達有關各方分析使用，正常情況下每天下午或第二天上午將成果送達相關單位，緊急情況下，監測結束后2小時內送達成果。

提交的監測成果內容有日報，周報和月報。日報的成果資料主要有：(1)支護結構頂部水平位移、沉降監測成果表；(2)坑外土體深層水平位移監測成果表；(3)支撐軸力監測成果表；(4)地下水位監測成果表；(5)地表沉降監測成果表；(6)鄰近建(構)筑物監測成果表；(7)管線變形監測成果表；(8)臨近既有線沉降及收斂成果表。

總之，在地鐵施工中，加強施工安全監測數據管理非常重要，從而能夠保證施工質量能夠滿足地鐵的運行需要。

[1]朱杰.城市地鐵安全監測點位穩定性分析與沉降預測[D].南京信息工程大學，2014.

[2]郭昕.城市地鐵施工周邊環境形變監測及其信息處理分析[D].吉林大學，2014.

[3]陳立.地鐵施工監測信息化研究及應用[D].華中科技大學，2009.