變形監測在地鐵施工中的應用研究

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據，對于地鐵施工的安全性具有重大意義.在科學合理的制定變形監測方案后，嚴格按照方案進行監測，保證在地鐵施工過程中，及時掌握施工變形數據，對地鐵施工進行反饋，保證地鐵施工的平穩和安全。基于此本文分析了變形監測在地鐵施工中的應用。

關鍵詞：變形監測；地鐵施工；應用

1、地鐵施工中變形監測的意義

由于地鐵建在城市地下，建設與運營期間的變形監測尤為重要。一方面，地鐵一般通向城市繁華街區，這些地段高層、大型的建筑較多，施工通過的區段將對地表及其上面的建筑物和地下管線產生影響。地鐵在施工中要進行的變形監測內容很多，如地面沉陷觀測、拱頂下沉觀測、洞頂圍巖內部垂直位移觀測、洞壁圍巖徑向位移觀測、收斂位移觀測、圍巖和襯砌內應變觀測、圍巖壓力及兩層襯砌接觸應力觀測、可縮式鋼拱架內力及拱腳反力觀測、模筑混凝土襯砌表面應力觀測等。但地鐵施工的變形監測主要解決的還是支護結構以及建筑物內部位移變化和應變發展規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，拉動和促進了地鐵沿線規劃工程建設的興起。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當的角色，決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，采用什么樣的監控方法，來有效地保護地鐵結構安全運行，就擺到了我們面前。而且這種保護行為，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絡拓展規模同在，其意義和責任重大。

地下鐵道在建設中及建成后因地質、地下水、地面建筑開發及本身結構負荷所造成隧道結構的沉降、位移、裂縫和傾斜等變形，某些地段可能會很嚴重，如不及時連續的進行長期自動變形監測，則難以即時發現和預報險情，將會造成嚴重后果。因此，地鐵的變形監測越來越成為地鐵開發與運營的重要保障，而且是長期的。

城市地鐵發展迅速并且對城市發展非常重要，而地鐵施工中對地表建筑物和地下管線等的變形監測是不可缺少的，所以研究地鐵的變形監測方案也是非常必要的。通過對變形數據的分析與處理可以對變形監測的方法進一步論證，也可以對以后的數據進行預測和分析，有助于進一步了解變形情況對施工的影響，特別是變化速率達到相關規范規定的相關允許值時，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行保護。

2、地鐵施工變形監測原則以及常用監測技術

地鐵施工變形監測，與其他建筑物構筑物的變形監測相比，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，盡量減小數據誤差。目前，在地鐵施工中最常用對變形監測技術為基于電子全站儀的監測技術，該技術自帶帶程序控制和電動馬達驅動的全站儀結合激光、CCD及通訊技術，能夠實現全自動化測量，被人們稱作測量機器人。測量機器人能夠自動尋找并實現精確照準目標。因此，被廣泛應用于變形監測和施工測量中。利用高精度對監測設備對同時，還要合理對使用監測技術，在監測過程中，需要把我以下幾個原則：

系統性原則：地鐵施工說一個整體系統對工程，在對其施工過程變形情況對監測也必須是系統對，必須實現對施工過程對連續監測，保證監測數據對準確、及時、連續，確保數據對有效性。

靠性原則：必須保證監測技術成熟，監測儀器精確無故障，計量標準符合實時技術規定。

優先原則：地鐵施工過程中對圍護體中相當敏感的區域加密測點數和項目，進行重點監測。

經濟性原則：在確保數據準確對前提下，盡量簡化監測方式，選擇直觀有效對方法，合理設置監測點，減少工作量，降低成本，保證經濟性。

3、變形監測在地鐵施工中的應用

3.1基準工作點的設置

基準工作點設置在相對穩定車站結構，共布設垂直位移工作點埋設3個并進行編號，所有垂直位移工作點一周聯測一次，車站內垂直位移工作點兩次聯測高程控制值為+1.0mm.

3.2沉降觀測點的布設

沉降測點分布在進、出線各監測斷面內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有松動，測點處有明顯的測量標記。

3.3周期觀測

監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，根據業主的要求，結合本工程自身的特點，自始至終要與施工的進度相結合，滿足施工工況的要求，在“全面、準確、及時”的原則下安排頻率以及監測進程，盡可能建立起一個完整的監測預警系統。

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

3.4沉降部分觀測過程

（1）建立水準測量控制網，在遠離施工區域（大于4H）的穩定的基礎處設立3個基點，整個沉降測量系統采用二等水準測量，在此基礎上聯測其水準高程，位移采取單向定位測量方法.（2）每天工作開始前檢查標尺水泡、儀器氣泡，以及水準儀，并做好記錄，如發現異常應停止測量工作，送專業部門檢修，合格后方可使用。（3）水準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、定標尺、定線路、定點進行觀測。

總之，地鐵施工變形監測，與其他建筑物構筑物的變形監測相比，都屬于精密工程測量，在地鐵施工期間進行監測需要及時發現和預報險情的發生并且了解險情的發展程度，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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