淺談地鐵施工過程中的變形監測技術

【摘 要】 本文介紹了利用變形監測手段，通過在建地鐵線進行了地表沉降監測、建筑物體沉降和傾斜監測、管線沉降監測以及樁體水平位移監測4項監測，探討在修建地鐵等交通軌道時，變形監測對工程項目施工的重要地位，展現其重要性及必要性。

【關鍵詞】 變形監測 地表沉降 管線沉降

1? 前言

科技快速發展，地鐵等新時代交通工具進入人們的生活，隨之而來的是變形帶來的安全隱患。地鐵軌道的變形會被多方因素影響，如在地鐵的修建期間軌道的結構變化會隨地層的隆沉變化而變化。對地鐵進行動態監測，做到隨時掌握結構內部動態變化規律。合理正確的安排地鐵變形監測項目，了解土地的每一點動態變化，掌握地鐵軌道及結構的沉降情況及地上地下變形體的穩定性，為我們提供高精度、高效率、高可信度的形變反饋信息。本文主要以成都地鐵5號線局部為例來進行變形監測研究，通過變形監測數據探討地鐵施工過程中遇到的諸多變形問題及相應對策。

2? 地鐵變形監測準備

性能良好的儀器設備是監測工作順利進行的保證，為將監測中的系統誤差減到最小，得到準確數據，監測時要保持儀器一致、監測位置、監測時間等條件一致。

地鐵工程監測頻率隨項目施工進度而不斷改變。當出現下面情況時，應立即提高項目監測頻率：項目監測得到數據等于或超過報警值;項目監測得到數據的變化變大或者明顯速率提高;項目在勘察中發現之前沒有的惡劣地質條件;連續降雨天氣導致項目基坑及周圍有大量積水;項目基坑周圍環境的荷載超過限定范圍;監測項目地面突然出現突沉降或開裂情況;項目監測的基坑底部或支護結構滲漏現象。

變形監測網主要由變形監測點、基準點和工作基點等組成[1]。基準點布點要求如下：基準點要設立在離地鐵工程較遠的穩定平坦地段，基準點準確，工作基點才準確可靠;基準點的設立應該合理方便，每個獨立監測區域基準點大于等于3個，以便后期測量人員的檢驗;基準點的設立不能在交通主干道、水源井、河湖地區，要選擇安全位置，且不影響正常生活管線設施。

3? 變形監測過程

3.1? 地表沉降

地鐵沉降監測點應嚴格按照項目技術規定，在施工區域內埋設，通過鉆孔或人工挖孔的方法，把監測點埋在路面結構下方，同時還需為監測點添加保護措施，埋設時應當注意監測點必須放平放穩，便于標記和保護。

3.2? 建筑物體沉降和傾斜

建筑物體布設監測點時我們通常選用鉆孔的方式來埋點。

當建筑物體發生局部沉降或傾斜時，根據數據運算便能夠得到局部沉降或傾斜結果。已知相鄰的兩點A、B，通過水準測量得到點A、B的沉降值、，進行沉降或傾斜計算。利用式3-1進行計算。

3.3? 管線沉降

地下管線監測點布設與基準點布設有大不同，我們需要在污水管、給水管、煤氣管等管線方溝上布設。在布設監測點時，若管線封閉則用抱箍式埋點;若管線開放則在管線支墩上做一個支架，然后在支架上找監測點監測。

3.4? 樁體水平位移

我們采用在結構里預埋測斜管的方法、通過測斜儀監測不同深度位置水平位移[2]。樁體水平位移整體表現呈正態形式分布，樁體越密集，水平位移越大。

4? 監測數整理與分析

對于每天的數據，及時處理整合，對工程項目安全評定及警情處理有重要作用。我們可通過使用作圖法、模型法等多種方法，得到地鐵變形監測各監測量的變形程度及規律，統一處理討論得到結果。由數據我們可以做出相應曲線圖如變形累積量或變化速度與時間的關系圖4.1、4.2。由圖4.1監測變量累計值時態曲線圖得知，地鐵內部隧道各點沉降量很小，同時并沒有表現出由中間向兩側遞減走向，分析出現這種情況原因是隧道淺埋段不長，監測斷面地表覆蓋層太厚并且圍巖穩定，出現整體沉降現象。

由圖4.2監測變量變化速度時態曲線圖可知，在沉降監測過程中，地鐵隧道地表沉降的速度沒有表現出像普通隧道地表沉降監測的規律即先減小，后增大，最后減小。而是監測第一天沉降速度最快，而后趨于平穩，后期稍有沉降反彈至停止。我們認為出現這種情況的原因可能是地表沉降工作并未按照原計劃在隧道施工開始前就進行，監測開始時開挖面已經接近監測斷面里程，加上圍巖穩定，覆蓋層較厚導致沉降速度小幅異常。

監測數據得知地表沉降數據正常且逐步趨于穩定，當前施工方案安全可繼續施工。如果出現監測數據達到預警值、基坑支護結構或錨桿體系出現較大的變形壓曲、斷裂、松弛或拔出等跡象時，應立即增加監測時段及監測頻率，快速了解異常情況的原因。若是地質因素如地層松散等可使用化學灌漿的方法來搗固;若是人為因素如地下水過度采集，我們應該立即控制調節，合理利用自然資源，實現可持續發展目標。

地鐵軌道變形的速率小，判斷其規律趨于穩定，可以放心繼續施工建設。若結果不斷惡化，變形趨勢越來越強，那么則存在安全隱患，需要重視查明原因并且立即采取加固、糾偏等有效措施。避免產生誤差的方法很多，如增加管線數量。樁體水平位移整體表現呈正態形式分布，考慮到土質等外界不同程度不可避免因素的干擾，會有小部分不符合規律，但綜合變化規律仍以正態分布表現，且樁體越密集，水平位移越大。

5? 總結

以成都市地鐵5號線局部為例對測繪工程中的地鐵變形監測進行了一系列探討和數據分析。在各項數據分析后，我們得知在地鐵變形監測中，雖然有地質、天氣等自然因素影響和我們無法避免的人為誤差，但大量監測數據支撐下，各項數據變化都比較穩定且在允許范圍內小幅變化。一條地鐵線路從籌備到建設再到運行的繁雜過程中，變形監測無處不在進行。交通與我們的生命息息相關，大量的數據因為測量員而賦予了意義，也為相關部門提供價值參考。

【參考文獻】

[1] 唐年寶.隧道工程施工中的測量技術應用[J].科技創業，2011（4）.

[2] 賀磊，許誠權.測量機器人自動化測量在地鐵結構變形監測中的應用[J].? 城市勘測. 2015（01）

作者簡介：胡堯（1989-），女，漢族，四川安岳縣人，碩士研究生，單位：成都理工大學工程技術學院，研究方向：主要參與測繪工程、地理信息科學相關專業課程教學工作。