變形監(jiān)測(cè)在地鐵施工中的應(yīng)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(yùn)量大、快速、正點(diǎn)、低能耗、少污染、乘坐舒適方便等優(yōu)點(diǎn)，常被稱為“綠色交通”。地鐵施工是一項(xiàng)精密工程，及時(shí)精確的掌握施工中的變形數(shù)據(jù)，對(duì)于地鐵施工的安全性具有重大意義.在科學(xué)合理的制定變形監(jiān)測(cè)方案后，嚴(yán)格按照方案進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證在地鐵施工過(guò)程中，及時(shí)掌握施工變形數(shù)據(jù)，對(duì)地鐵施工進(jìn)行反饋，保證地鐵施工的平穩(wěn)和安全。基于此本文分析了變形監(jiān)測(cè)在地鐵施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測(cè)；地鐵施工；應(yīng)用

1、地鐵施工中變形監(jiān)測(cè)的意義

由于地鐵建在城市地下，建設(shè)與運(yùn)營(yíng)期間的變形監(jiān)測(cè)尤為重要。一方面，地鐵一般通向城市繁華街區(qū)，這些地段高層、大型的建筑較多，施工通過(guò)的區(qū)段將對(duì)地表及其上面的建筑物和地下管線產(chǎn)生影響。地鐵在施工中要進(jìn)行的變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容很多，如地面沉陷觀測(cè)、拱頂下沉觀測(cè)、洞頂圍巖內(nèi)部垂直位移觀測(cè)、洞壁圍巖徑向位移觀測(cè)、收斂位移觀測(cè)、圍巖和襯砌內(nèi)應(yīng)變觀測(cè)、圍巖壓力及兩層襯砌接觸應(yīng)力觀測(cè)、可縮式鋼拱架內(nèi)力及拱腳反力觀測(cè)、模筑混凝土襯砌表面應(yīng)力觀測(cè)等。但地鐵施工的變形監(jiān)測(cè)主要解決的還是支護(hù)結(jié)構(gòu)以及建筑物內(nèi)部位移變化和應(yīng)變發(fā)展規(guī)律以及洞壁各點(diǎn)間的相對(duì)位移變化。

另一方面，一個(gè)城市通過(guò)地鐵線路的建造和營(yíng)運(yùn)，拉動(dòng)和促進(jìn)了地鐵沿線規(guī)劃工程建設(shè)的興起。但從另一方面看，一條條地鐵線路一旦投入運(yùn)營(yíng)，它自身在社會(huì)生活中所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧?，決定了它不管由于什么原因，是不可以隨便中斷運(yùn)行的。因此，面對(duì)這種廣泛的非地鐵項(xiàng)目的工程建筑活動(dòng)，采用什么樣的監(jiān)控方法，來(lái)有效地保護(hù)地鐵結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行，就擺到了我們面前。而且這種保護(hù)行為，時(shí)間上與地鐵運(yùn)營(yíng)線路的生命周期共存，空間上與地鐵運(yùn)營(yíng)線路的網(wǎng)絡(luò)拓展規(guī)模同在，其意義和責(zé)任重大。

地下鐵道在建設(shè)中及建成后因地質(zhì)、地下水、地面建筑開發(fā)及本身結(jié)構(gòu)負(fù)荷所造成隧道結(jié)構(gòu)的沉降、位移、裂縫和傾斜等變形，某些地段可能會(huì)很嚴(yán)重，如不及時(shí)連續(xù)的進(jìn)行長(zhǎng)期自動(dòng)變形監(jiān)測(cè)，則難以即時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，將會(huì)造成嚴(yán)重后果。因此，地鐵的變形監(jiān)測(cè)越來(lái)越成為地鐵開發(fā)與運(yùn)營(yíng)的重要保障，而且是長(zhǎng)期的。

城市地鐵發(fā)展迅速并且對(duì)城市發(fā)展非常重要，而地鐵施工中對(duì)地表建筑物和地下管線等的變形監(jiān)測(cè)是不可缺少的，所以研究地鐵的變形監(jiān)測(cè)方案也是非常必要的。通過(guò)對(duì)變形數(shù)據(jù)的分析與處理可以對(duì)變形監(jiān)測(cè)的方法進(jìn)一步論證，也可以對(duì)以后的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，有助于進(jìn)一步了解變形情況對(duì)施工的影響，特別是變化速率達(dá)到相關(guān)規(guī)范規(guī)定的相關(guān)允許值時(shí)，必須及時(shí)采取措施對(duì)周邊建筑物和埋在地下的管線或地鐵建筑施工體進(jìn)行保護(hù)。

2、地鐵施工變形監(jiān)測(cè)原則以及常用監(jiān)測(cè)技術(shù)

地鐵施工變形監(jiān)測(cè)，與其他建筑物構(gòu)筑物的變形監(jiān)測(cè)相比，都屬于精密工程測(cè)量，所以要求采用的觀測(cè)方法和觀測(cè)儀器精度一定要高，符合要求，盡量減小數(shù)據(jù)誤差。目前，在地鐵施工中最常用對(duì)變形監(jiān)測(cè)技術(shù)為基于電子全站儀的監(jiān)測(cè)技術(shù)，該技術(shù)自帶帶程序控制和電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的全站儀結(jié)合激光、CCD及通訊技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)化測(cè)量，被人們稱作測(cè)量機(jī)器人。測(cè)量機(jī)器人能夠自動(dòng)尋找并實(shí)現(xiàn)精確照準(zhǔn)目標(biāo)。因此，被廣泛應(yīng)用于變形監(jiān)測(cè)和施工測(cè)量中。利用高精度對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)同時(shí)，還要合理對(duì)使用監(jiān)測(cè)技術(shù)，在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需要把我以下幾個(gè)原則：

系統(tǒng)性原則：地鐵施工說(shuō)一個(gè)整體系統(tǒng)對(duì)工程，在對(duì)其施工過(guò)程變形情況對(duì)監(jiān)測(cè)也必須是系統(tǒng)對(duì)，必須實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過(guò)程對(duì)連續(xù)監(jiān)測(cè)，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)確、及時(shí)、連續(xù)，確保數(shù)據(jù)對(duì)有效性。

靠性原則：必須保證監(jiān)測(cè)技術(shù)成熟，監(jiān)測(cè)儀器精確無(wú)故障，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)符合實(shí)時(shí)技術(shù)規(guī)定。

優(yōu)先原則：地鐵施工過(guò)程中對(duì)圍護(hù)體中相當(dāng)敏感的區(qū)域加密測(cè)點(diǎn)數(shù)和項(xiàng)目，進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

經(jīng)濟(jì)性原則：在確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確對(duì)前提下，盡量簡(jiǎn)化監(jiān)測(cè)方式，選擇直觀有效對(duì)方法，合理設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，減少工作量，降低成本，保證經(jīng)濟(jì)性。

3、變形監(jiān)測(cè)在地鐵施工中的應(yīng)用

3.1基準(zhǔn)工作點(diǎn)的設(shè)置

基準(zhǔn)工作點(diǎn)設(shè)置在相對(duì)穩(wěn)定車站結(jié)構(gòu)，共布設(shè)垂直位移工作點(diǎn)埋設(shè)3個(gè)并進(jìn)行編號(hào)，所有垂直位移工作點(diǎn)一周聯(lián)測(cè)一次，車站內(nèi)垂直位移工作點(diǎn)兩次聯(lián)測(cè)高程控制值為+1.0mm.

3.2沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

沉降測(cè)點(diǎn)分布在進(jìn)、出線各監(jiān)測(cè)斷面內(nèi)的隧道底拱軌道路基上，利用原有沉降測(cè)點(diǎn)或者采用沖擊鉆射釘槍在測(cè)點(diǎn)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(yīng)有松動(dòng)，測(cè)點(diǎn)處有明顯的測(cè)量標(biāo)記。

3.3周期觀測(cè)

監(jiān)測(cè)頻率布置的基本原則是必須在確保運(yùn)行安全的前提下，從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)業(yè)主的要求，結(jié)合本工程自身的特點(diǎn)，自始至終要與施工的進(jìn)度相結(jié)合，滿足施工工況的要求，在“全面、準(zhǔn)確、及時(shí)”的原則下安排頻率以及監(jiān)測(cè)進(jìn)程，盡可能建立起一個(gè)完整的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。

（1）施工開始前將所有測(cè)點(diǎn)布設(shè)好并取得初始值3次；（2）盾構(gòu)機(jī)頭到達(dá)隧道30m處為1天/次；（3）盾構(gòu)機(jī)頭遠(yuǎn)離隧道30m后為2天/次；（4）施工結(jié)束后2次/月。

3.4沉降部分觀測(cè)過(guò)程

（1）建立水準(zhǔn)測(cè)量控制網(wǎng)，在遠(yuǎn)離施工區(qū)域（大于4H）的穩(wěn)定的基礎(chǔ)處設(shè)立3個(gè)基點(diǎn)，整個(gè)沉降測(cè)量系統(tǒng)采用二等水準(zhǔn)測(cè)量，在此基礎(chǔ)上聯(lián)測(cè)其水準(zhǔn)高程，位移采取單向定位測(cè)量方法.（2）每天工作開始前檢查標(biāo)尺水泡、儀器氣泡，以及水準(zhǔn)儀，并做好記錄，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)停止測(cè)量工作，送專業(yè)部門檢修，合格后方可使用。（3）水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)按二等要求采用單路線往返閉合測(cè)量，采用定人、定儀器、定標(biāo)尺、定線路、定點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。

總之，地鐵施工變形監(jiān)測(cè)，與其他建筑物構(gòu)筑物的變形監(jiān)測(cè)相比，都屬于精密工程測(cè)量，在地鐵施工期間進(jìn)行監(jiān)測(cè)需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)險(xiǎn)情的發(fā)生并且了解險(xiǎn)情的發(fā)展程度，從而能夠及時(shí)采取安全補(bǔ)救措施，確保地鐵施工的有效開展。

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