李青宇
（中国建筑五局隧道公司）
【摘 要】为防止地铁施工过程对周围环境造成破坏，需对施工进行合理的监控量测。以某地铁工程为背景，对监控量测技术在地铁隧道施工中的实施方法进行了介绍。
【关键词】城市地铁；施工安全；监控量测；实施方法
1．进行监控量测的目的
在城市地铁隧道监控量测的主要意义有：
（1）量测结果可以反映隧道的受力和变形情况，有助于评价工程的安全性。
（2）量测结果能够反映出地铁施工对周边环境的影响程度，保障其安全性。
（3）通过对数据进行分析，可以为类似工程提供参考。
2．监控量测项目
监控量测项目根据量测目的进行设置，主要监测项目包括：
（1）地表、道路、周边建筑物、地下管线、支护结构的水平位移、沉降以及倾斜；
（2）地下水的变化情况；
（3）周边土体的沉降及倾斜；
（4）基坑基底的回弹情况；
（5）隧道洞口拱顶的下沉情况及水平收敛位移；
3．监控量测计划
为保障监控量测及时、顺利的展开，需要根据施工工序及施工部位的不同提前制定详细的监测计划，从而为施工决策提供参考。制定量测计划时应参考工程所在地的水文地质情况、结构相关参数、施工工艺等信息。主要包括以下内容：
（1）全面收集相关工程资料。主要包括建设方及设计方提供的合同、管理办法、设计文件、图纸等以及道路构成、管线布置、周边建筑物情况等第三方资料。在详细了解相关资料的基础上，要及时与相关部门进行沟通。
（2）选择量测基准点，测定基准值并绘制出监测示意图。各测点初始值要在地铁施工开始前测出。
（3）提前编制量测数据表格，选择合适的数据处理方法，确定各项数据的安全警戒值。
（4）确定传感器的埋设方法和步骤，选择合适尺寸的传感器、施工工艺，保证各个施工工序衔接顺利。
（5）设计测试元件及其附件，严格控制测点位置，保证测试结果的准确性。设计合理的布线方式，保证周边环境符合测试元件要求。
（6）制定周密的处置异常情况的对策。
（7）绘制量测断面布置图，并备注必要的文字说明
（8）编制监控量测计划说明书。
4．测点的布置与埋设
4.1 基准点及测点
基准点及测点除需满足坚固、不易被破坏的要求外，同时需要满足以下要求：
（1）对沉降及位移进行量测的基准点不能设置在施工变形区，其埋设方法需要遵守相关规范要求。
（2）不能在建筑物的主体承重结构及拐角埋设测点，测点要与建筑物连接牢固，且不能影响建筑物的美观。
（3）埋设管线时应根据实际情况进行调整，对于燃气管道、严重锈蚀的管道等不易直接布置测点的额管线，可将测点布置在管线露头处，或者通过周边土体变形来推断管线变形情况。
（4）在地铁线路中心线及与之垂直的断面布设地表测点。为防止该测点因处于壳体上而造成数据信息质量较差，该测点应穿透路面层，从而保证足够的埋设深度。
4.2 钻孔埋管及预埋管测点
（1）测斜管
围护结构通常会用到测斜管，测斜管通常被绑扎到钢筋笼上。要保证封口开启方便。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
采用钻孔埋设方法时，钻孔深度不能小于设计深度，孔径比测斜管径增加3~5cm。钻孔完成后需要立即将测斜管沉入孔中。管口通常比地面高20cm，应注意防护。
（2）水位管
水位管的管径通常为5cm，钻孔直径10cm。钻孔孔壁与水位管壁之间的空隙用细砂回填，地表以下0.5m处改为用粘土封闭，管口通常比地面高20cm，应注意防护。
（3）土体分层沉降
每隔0.5~1.0m将一个磁环式分层标埋入土体中，或按地层分布情况布置， 可对土体分层沉降情况进行监控。
预先测定孔位，根据沉降管的长度确定孔洞深度。孔径应能保证磁环能够恰好放入。把磁环套在导管上，调整为设计距离，沉降管接头可对磁环进行隔离。设置完成后，将沉降管和磁环一起提高1m，从而保证磁环可以在1m的空间中任意活动。之后将空隙用细砂填实。高出地面的导管管口要做好密封，并进行保护。
（4）基坑回弹测点
该测试方法与图里分层沉降测量相同，区别在于磁环间距有变化，要按设计要求进行调整。
4.3 隧道洞口拱顶下沉及水平收敛位移
拱顶下沉测点：用φ22的钢筋制成预埋件，与格栅钢架拱顶焊接连接。喷射混凝土时保证预埋件的三角头留在外部。
收敛位移测定：用相同直径的钢筋制成预埋件，连接在钢架脚部。喷射混凝土时保证预埋件的三角头留在外部。
以上两类测点通常在同一断面设置，应做好保护工作。
4.4 支护结构受力
支护结构监控要注意以下两点：
（1）尽量保证钢筋计安装时不受力，特别是不能受弯矩作用。应立即导线应沿钢筋顺扎，并延伸至测试匣中。
（2）浇筑混凝土后，应对测试匣和引线进行保护工作，并检查线路的绝缘情况。
5．量测方法
5.1 沉降、水平位移、倾斜量测
此三类测点的选取要求应严格按照规范确定。量测项目的频率应根据工程实际情况进行调整。
沉降监测的高程系统与施工所选用的相同。其测量工具选择、操作方式、数据记录方式应遵循耳机水准测量要求。
水平位移监测应单独指定坐标，仪器精度、外业作业、数据记录应符合三等三角测量的要求。
倾斜量测可采用激光铅直仪，该方法可大幅减小外业作业工作量，同时摆脱了场地的限值。该作业通常在夜间进行。操作应严格按照说明要求进行。
5.2 拱顶下沉、水平收敛位移
拱顶下沉量测要求基本与沉降监测类似，可参照该要求进行。
水平收敛量测时，将收敛计与测点相连接，通过标尺拉力可计算出收敛值。
5.3 支护结构量测
读取各传感器的频率，根据标定表计算结构测点处的应力应变，进而推断出其整体受力状态。
6．量测数据处理
将测得的原始数据进行分类，筛选出工程量测范围内的数据，进行平差处理。剩下的数据分布情况通过频率分布图来显示。之后计算数据的特征值，删除偏差过大的离群数据，从而得到量测需要的最终值。
得到最终数据后，需要将数据拟合为能反应数据变化情况及发展趋势的函数曲线，进而按照拟合曲线对测点数据未来变化情况进行预测。
数据处理工作需要制定合理的计划，应用专业软件进行，并按照每日、每周、每月等特定规律向设计、施工等各方进行通报。
7．结论
地铁工程对推动城市发展贡献巨大。监控量测的地位与勘察、设计、施工等传统行业日渐接近。工程量测的手段逐渐增多，对从业者的要求也不断提高，需要量测人员在掌握专业知识的同时，还要掌握必备的建筑结构知识。监控量测技术在城市地铁隧道施工中将发挥更为重要的作用。
参考文献：
[1]孙钧,王东栋.地铁施工变形预测与控制的计算机技术管理[J].施工技术,2009(1): 10-13.
[2]李永宽,崔江余,李永平.北京地铁光华路站风道暗挖工程监控量测技术[J].探矿工程:岩土钻掘工程,2005,32(9):59-61.
[3]张水华.地铁隧道施工变形监测技术及数据处理分析研究[J].科技资讯,2010(3): 50-50.
论文作者:李青宇
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/13
标签：量测论文; 情况论文; 位移论文; 数据论文; 地铁论文; 拱顶论文; 隧道论文; 《工程建设标准化》2016年3月总第208期论文;