潘吉莉

國電南瑞科技股份有限公司

地鐵施工安全監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與管理技術(shù)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(shè)中，眾多的車站和區(qū)間同時施工，各工點下又都有大量的監(jiān)測項目展開，這樣每天都會產(chǎn)生大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，漫長的施工周期也使得監(jiān)測數(shù)據(jù)變得更加龐大，及時處理這些監(jiān)測數(shù)據(jù)并預(yù)普、預(yù)報是安全監(jiān)測的起點和重點，因此，有效的管理監(jiān)測數(shù)據(jù)是監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的一個重要問題。基于此本文分析了地鐵施工安全監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與管理技術(shù)。

地鐵施工；安全監(jiān)測；數(shù)據(jù)處理；管理技術(shù)

1 地鐵施工安全監(jiān)測內(nèi)容

1.1 水平位移監(jiān)測

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

基準(zhǔn)點和工作基點組成首級控制網(wǎng)，在每次監(jiān)測前應(yīng)檢查首級網(wǎng)的穩(wěn)定性，水平位移監(jiān)測多采用自由設(shè)站或架設(shè)在工作基點上，以極坐標(biāo)法觀測監(jiān)測點。監(jiān)測基坑支護結(jié)構(gòu)頂部的水平位移時，通常關(guān)心監(jiān)測點在垂直于基坑邊墻方向上的變化，為此需要將每期監(jiān)測成果轉(zhuǎn)換到其變形方向上去。

1.2 豎向位移監(jiān)測

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

對于區(qū)間，采用盾構(gòu)法 施工時，監(jiān)測項目有管片結(jié)構(gòu)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(jiān)測項目包括初期支護結(jié)構(gòu)拱頂沉降、初期支護結(jié)構(gòu)底板豎向位移、隧道拱腳豎向位移、中柱結(jié)構(gòu)豎向位移、地表沉降和土體分層豎向位移。

對于工程周邊環(huán)境監(jiān)測，監(jiān)測項目包括建(構(gòu))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(dāng)周邊有既有城市軌道交通時還應(yīng)監(jiān)測隧道和軌道結(jié)構(gòu)豎向位移及隧道結(jié)構(gòu)變形縫差異沉降。

豎向位移監(jiān)測雖然項目種類眾多，但監(jiān)測方式簡單、靈活，監(jiān)測成本較低，是施工安全監(jiān)測中的主要監(jiān)測形式，也是地鐵施工安全監(jiān)測中最重要的監(jiān)測數(shù)據(jù)來源。豎向位移監(jiān)測可以采用幾何水準(zhǔn)測量、電磁波測距三角高程測量和靜力水準(zhǔn)測量等方法。豎向位移監(jiān)測常采用二等水準(zhǔn)測量的方式進行，當(dāng)采用其他方式時，也要等達到二等水準(zhǔn)測量的相關(guān)要求。對于土體分層豎向位移，則采用分層沉降儀監(jiān)測，同時將分層沉降管的管口作為豎向位移監(jiān)測點。監(jiān)測工作正式開展后，對各項目所有監(jiān)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(jiān)測數(shù)據(jù)處理

2.1 傾斜監(jiān)測數(shù)據(jù)處理

測斜管在埋設(shè)后應(yīng)當(dāng)檢驗深度是否與設(shè)計埋設(shè)深度相當(dāng)。基坑開挖前完成測斜數(shù)據(jù)初始值測定，在多次重復(fù)觀測的數(shù)據(jù)中，選取觀測值的均值作為該孔的初始值。

2.2 收斂監(jiān)測數(shù)據(jù)處理

每次監(jiān)測時，收斂計應(yīng)反復(fù)讀數(shù)三次，每次均在恒定拉力下讀數(shù)，取平均值為本次監(jiān)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(jiān)測完成后，繪制凈空累計位移量一時間曲線圖。

2.3 力學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)處理

力學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)處理簡單，重點在于讀數(shù)準(zhǔn)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(jié)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(yù)警值比較，超過預(yù)警值則生成預(yù)警結(jié)果。每次監(jiān)測完成后，生成力學(xué)變化量表并繪制力學(xué)累計變形量一時間曲線圖。

2.4 水位和裂縫監(jiān)測數(shù)據(jù)處理

水位監(jiān)測讀數(shù)時，應(yīng)首先測出管口高程，然后讀取水尺讀數(shù)。管口高程減去水尺讀數(shù)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(jiān)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(jiān)測數(shù)據(jù)處理

施工前和施工過程中及時統(tǒng)計施工影響區(qū)域內(nèi)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(yīng)及時填寫裂縫的變化情況。

3 地鐵施工安全監(jiān)測數(shù)據(jù)管理技術(shù)

3.1 監(jiān)控項目控制值

監(jiān)控項目控制值按照監(jiān)測項目的性質(zhì)分為變形監(jiān)測控制值和力學(xué)監(jiān)測控制值，變形監(jiān)測控制值應(yīng)包括變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的累計變化值和變化速率值；力學(xué)監(jiān)測控制值宜包括力學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)的最大值和最小值。

監(jiān)測項目控制值應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、工程設(shè)計參數(shù)、工程監(jiān)測等級及當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗等確定，當(dāng)無地方經(jīng)驗時，可按國標(biāo)執(zhí)行。

3.2 分級預(yù)替

分級預(yù)警是指在實際工程監(jiān)測中，事先確定相應(yīng)的警戒指標(biāo)，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(dāng)超過報警值時，就進行報警處理。

3.3 監(jiān)測信息反饋

為了保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的時效性，監(jiān)測信息必須及時反饋給各單位。隨著監(jiān)測的進行，各施工單位和第三方監(jiān)測單位需及時提交監(jiān)測成果報告。在施工監(jiān)測期間，每次監(jiān)測工作完成后，對各項測試數(shù)據(jù)進行計算分析，結(jié)合工程概況和施工進度，將相關(guān)分析數(shù)據(jù)、相應(yīng)圖表和巡視信息，及時送達有關(guān)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(guān)單位，緊急情況下，監(jiān)測結(jié)束后2小時內(nèi)送達成果。

提交的監(jiān)測成果內(nèi)容有日報，周報和月報。日報的成果資料主要有：(1)支護結(jié)構(gòu)頂部水平位移、沉降監(jiān)測成果表；(2)坑外土體深層水平位移監(jiān)測成果表；(3)支撐軸力監(jiān)測成果表；(4)地下水位監(jiān)測成果表；(5)地表沉降監(jiān)測成果表；(6)鄰近建(構(gòu))筑物監(jiān)測成果表；(7)管線變形監(jiān)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(jiān)測數(shù)據(jù)管理非常重要，從而能夠保證施工質(zhì)量能夠滿足地鐵的運行需要。

[1]朱杰.城市地鐵安全監(jiān)測點位穩(wěn)定性分析與沉降預(yù)測[D].南京信息工程大學(xué)，2014.

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

[3]陳立.地鐵施工監(jiān)測信息化研究及應(yīng)用[D].華中科技大學(xué)，2009.