地鐵監(jiān)測數(shù)據(jù)評估

文/矯麗娜 董仲宇 周祥旭，遼寧城市建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院；遼寧省建設(shè)用地事務(wù)局；沈陽建筑大學(xué) 遼寧城市建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

引言

隨著交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，地鐵交通已經(jīng)深入走進(jìn)人們的日常生活中，一定程度上減輕了城市交通壓力。對城市軌道工程開挖過程中的地表沉降進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)測，可以促進(jìn)地表環(huán)境保護(hù)和軌道工程的安全施工。本文對地鐵沉降監(jiān)測的方法和技術(shù)要求進(jìn)行了分析闡述。

1 沉降基準(zhǔn)點(diǎn)和沉降監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)與觀測

對預(yù)計該標(biāo)段的土建施工和監(jiān)測工作，使用TrimbleDiNi12數(shù)字水準(zhǔn)儀一起進(jìn)行有效的監(jiān)測,主要對建筑物進(jìn)行沉降監(jiān)測和地表沉降監(jiān)測。水準(zhǔn)基點(diǎn)和工作基點(diǎn)聯(lián)測采用一等水準(zhǔn)觀測,開始一個月觀測一次,三個月后每三月觀測一次，如遇雨季可根據(jù)情況適當(dāng)增加觀測次數(shù), 工作基點(diǎn)要在沉降影響范圍外已穩(wěn)定的永久性建筑物上，確保其穩(wěn)定性。

1.1 監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)的要點(diǎn)分析。一是監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)范圍通常是地鐵結(jié)構(gòu)外沿30米以內(nèi),車站主體結(jié)構(gòu)施工地段,對地鐵結(jié)構(gòu)外沿50m范圍內(nèi)的重點(diǎn)建(構(gòu))筑物也要進(jìn)行監(jiān)測。二是地表沉降監(jiān)測最好要和施工單位監(jiān)測同點(diǎn)量測,量測時間要盡量在同一天，以便比對和校核監(jiān)測數(shù)據(jù)。三是地鐵沿線原則上每40米的間隔做一個地表沉降測點(diǎn)的布設(shè)，通常布設(shè)3排。車站中線和區(qū)間線路延長線分別布設(shè)一排。四是建筑物沉降監(jiān)測點(diǎn)通常要在3層以上永久建筑物上布設(shè),3層以下重要建筑物通常也布設(shè)沉降監(jiān)測點(diǎn)。需要指出的是，沉降監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)位置通常要安排在建筑物主體結(jié)構(gòu)的角點(diǎn)、中點(diǎn)和承重墻上。

1.2 監(jiān)測技術(shù)要求及觀測方法。確定沉降觀測精度等級時,可以根據(jù)各監(jiān)測內(nèi)容的地面點(diǎn)布設(shè)示意圖變形的允許值,通過公式μ=m s2QH或μ=mΔs2Qh來進(jìn)行精度的確定，其中ms表示沉降量S的觀測中誤差;mΔs表示沉降差Δs的觀測中誤差;QH表示網(wǎng)中最弱觀測點(diǎn)高程H的權(quán)倒數(shù);Qh表示網(wǎng)中待求觀測點(diǎn)間高差h的權(quán)倒數(shù),通常為了增加實(shí)用效果，要求觀測值中誤差最大不應(yīng)超過變形允許值的1/10。根據(jù)《地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范》和沉降監(jiān)測網(wǎng)二等水準(zhǔn)測量規(guī)定,相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)的高程中誤差要在0.15mm（含）以下,觀側(cè)點(diǎn)的高程中誤差要控制在110mm（含）以下。各項(xiàng)觀測限差要求如下:附合或環(huán)線閉合差要在0.15n(mm)(n為測站數(shù))以下；視線長度在5m（含）以下，前后視距差要在110m（含）以下、前后視距累積差在310m（含）以下。觀測順序和方法是:往測時奇數(shù)站照準(zhǔn)標(biāo)尺為后前前后，偶數(shù)站照準(zhǔn)標(biāo)尺為前后后前；返測時奇、偶數(shù)站照準(zhǔn)標(biāo)尺的順序分別與往測偶、奇數(shù)站一致；分別通過兩工作基點(diǎn)起算,利用閉合水準(zhǔn)路線來觀測監(jiān)測點(diǎn)。

2 沉降觀測的數(shù)據(jù)處理

2.1 TrimbleDiNi12數(shù)據(jù)格式。TrimbleDiNi12采用兩種記錄數(shù)據(jù)模式,另種模式分別來記錄測量原始數(shù)據(jù)RM和計算數(shù)據(jù)RMc。并且Di Ni12有兩種數(shù)據(jù)格式分別是RECE(M5)和REC500,這兩種格式都可以用來記錄和傳輸數(shù)據(jù),REC500記錄信息量要比RECE(M5)少。RM模式下的數(shù)據(jù)僅對測量讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行記錄,導(dǎo)致線路平差不能進(jìn)行,盡量減少類似情況發(fā)生。

2.2 監(jiān)測成果與變化分析。根據(jù)每次變形監(jiān)測點(diǎn)的高程數(shù)據(jù),可以將每次監(jiān)測點(diǎn)的沉降量進(jìn)行統(tǒng)計，通過MicrosoftExcel豐富的統(tǒng)計函數(shù)功能,結(jié)合自編程序就可以制作出沉降量周報表。另外，沉隆量曲線圖圖表視覺效果很好，可以更加方便的讓用戶對具有較好的視覺效果,可方便用戶對數(shù)據(jù)的差異、圖案和預(yù)測趨勢進(jìn)行有效的及時的查看。而且通過沉降量曲線圖,可以非常直觀的查看沉降點(diǎn)的峰值和谷值，如果存在較為明顯的沉降點(diǎn)，就應(yīng)該引起用戶的格外注意，需要查明原因采取措施。需要指出的是，通過MicrosoftExcel圖表功能，可以自動制成沉降量曲線圖,利用圖表和數(shù)據(jù)表在Excel中的有效鏈接，橫坐標(biāo)表示觀測時間，縱坐標(biāo)表示沉降量,坐標(biāo)刻度定位2 mm，就可以清晰的將大于2mm的沉降量反映出來。

2.3 變形預(yù)報和安全的審視判定。時域外的變形值通常是在考慮隧道開挖進(jìn)度和監(jiān)測點(diǎn)沉降量統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上,通過數(shù)值分析中的線性內(nèi)插法來進(jìn)行推算得出的，外推預(yù)報值時使用最近的兩次監(jiān)測值,對于連續(xù)下沉的監(jiān)測點(diǎn)相對來說比較簡單實(shí)用。沉降觀測數(shù)據(jù)為地鐵安全施工提供了重要的參考依據(jù),所以沉降觀測數(shù)據(jù)也有著相當(dāng)重要的意義。可以通過下面算式y(tǒng)i+1=yi-1+(yi-yi-1)?(ti+1-ti-1)P(ti-ti-1)，其中y表示沉降量;t表示時間。可以對建筑物沉降、裂縫、地表沉降等進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)測，得出的數(shù)據(jù)作為地鐵施工對周邊環(huán)境的影響程度的科學(xué)評價。要根據(jù)設(shè)計要求,當(dāng)建筑物點(diǎn)的累積沉降限值為±20mm,地面點(diǎn)的累積沉降限值為±25mm,如果沉降量快要接近限值,要及時向有關(guān)部門請示匯報,并和施工單位以期來科學(xué)的分析原因，采取切實(shí)有效的措施進(jìn)行避免。需要指出的是，對于每次監(jiān)測點(diǎn)沉降量大于2mm的,報告中要進(jìn)行說明和分析,并科學(xué)的預(yù)測預(yù)報變形趨勢。

3 結(jié)語

地鐵監(jiān)測儀器操作方法簡單適用,監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度高,讀數(shù)客觀真實(shí),如果同一測站兩次高差之差超過限制會自動發(fā)出警告。通過監(jiān)測儀器測量的數(shù)據(jù)都儲存在PCMCIA卡上,方便計算機(jī)的智能化處理。要加強(qiáng)對地鐵施工地段的巡察，增加巡察頻率，最好一周一次，及時對基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行動態(tài)檢核，及時的對巡察中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行處置，確保沉降影響范圍內(nèi)的建筑物和地面，沒有裂縫、裂紋等異常情況的出現(xiàn)。

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