摘要：地铁施工无论是投资成本还是潜在风险上，有一定的不确定形，此类不可确定形可能导致地铁项目成为施工风险的高发场所，为了降低地铁施工中的种种不确定因素带来的风险，需要采用对应的检测方式，根据检测管理的内容要求，对危险因素进行辨别。从施工中可能存在意外情况来看，及时的防止处理是关键，可以确定预先排除因素，确保地铁施工项目的顺利性。
关键词：施工监测；地铁隧道；暗挖施工技术
引言
地铁具有高效、便捷、安全、准时等特点，能有效缓解城市交通的拥堵，保障市民出行的一种交通方式。地铁工程相比于其他交通工程，受到复杂的地质条件、城市地下管线、工程周边既有构筑物等因素的影响，导致地铁工程的施工存在许多安全风险。
1地铁隧道暗挖施工监测内容及原理
地铁施工监测信息系统主要是通过现场监测人员获取监测数据，并通过网络将监测数据传输到系统主机，存入数据库，通过程序对数据进行分析处理，并在web页面中动态显示数据变化曲线，若监测数据变化或累计数据超过设定的控制值，则在页面提示报警信息。地铁工程的监测内容包括工程自身的监测、周边环境的监测。工程自身的监测有基坑和隧道的监测，具体监测内容有围护桩桩体深层水平位移监测、围护结构桩（坡）顶水平竖向位移监测、支撑轴力、土体沉降、隧道拱顶沉降、净空收敛监测等；周边环境的监测包括建（构）筑物沉降、倾斜、管线沉降、地表沉降观测等。
2地铁隧道暗挖施工中的监测技术应用分析
2.1三轴地震检波器的监测技术
在地面上进行的施工活动可能产生振动的现象，对于位于工地下方的隧道或者地铁等可能产生不利影响。整个过程中，应用在建造新隧道的过程中设备，包括：爆破或者掘进处理等，都对现有的隧道以及地铁系统等产生损害。地面振动现象明显，从地面穿过地下，结合新建的地铁施工振动情况等，如果造成严重的破坏，对建筑物或者地面上的其他结构产生影响。岩石以及其他材料等可能存在脱落的现象，交通系统需要及时关闭。三轴地震检波器的监控系统有序应用记录振动和空气的过压水平，在设置过程中通过电子邮件或者其他形式的报告方式提供警告。发生危险后，自动触发警报器和指示灯。
2.2地铁施工中的全自动监测
全自动的监测系统涉及到数十个全站仪在内的一整套仪器，直接应用在施工中。在全自动监测系统中，要求对隧道内的地震仪进行选定，结构分析的过程中确定倾斜仪，将安装在挖掘支撑墙以及历史建筑前面的倾角仪进行处理。系统方案可以实现的是精确测量，因此需要施工者结合实际情况对运动量分析。
2.3支撑轴力监测
内支撑作为基坑支护结构的重要组成部分，在控制基坑变形的过程中有突出的优势，内支撑的稳定性影响到基坑开挖的安全状态，支撑轴力监测模式选择的是基坑变形较大或者支撑薄弱位置进行设计。监测断面的位置设定很重要，在支撑阶段，采用轴力进行检测。轴力布设在钢支撑的端部，采用钢筋进行检测的过程中，测点的布设也是关键，可在不同位置处设定。
3暗挖施工方法及控制要点
3.1预支护、预加固
在地铁隧道施工中，经常遇到湿陷性黄土、饱和软黄土、老黄土、部分砂层透镜体、地裂缝等不稳定地层，这类地层在隧道开挖过程中自稳时间短，尤其是存在有地裂缝的暗挖隧道，受不同特点的地裂缝影响，施工降水往往难于梳干，往往在初期支护尚未施作完毕，或喷射砼尚未获得足够强度时，拱墙的局部地层已开始坍塌，为此，需采用地层预加固、预支护的方法。常用的方法有：小导管超前预注浆、开挖面全断面预注浆及管棚超前支护。
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3.2隧道土方开挖与支护
3.2.1土方开挖采用浅埋暗挖法作业，所选用的施工方法及工艺流程，应保证最大限度地减少对地层的扰动，提高周围地层自承作用和减少地表沉降。根据不同的地质条件及隧道断面，选用不同的开挖方法，但其总原则是：预支护、预加固一段，开挖一段；开挖一段，支护一段；支护一段，封闭成环一段。
3.2.2初期支护形式在软弱破碎及松散、不稳定的地层中采用浅埋暗挖法施工时，除需对地层进行预加固和预支护外，隧道初期支护施作的及时性及支护的强度和刚度，对保证开挖后隧道的稳定性、减少地层扰动和地表沉降都具有决定性的影响。在诸多支护形式中，钢拱锚喷砼支护是满足上述要求的最佳支护形式。
例如：大连市地铁208标师马区间暗挖隧道一般采用钢格栅拱架形式，CRD工法的临时横撑、竖撑采用型钢支撑或钢格栅喷射砼。钢格栅现场分节预制、通过角钢、螺栓洞内拼接。施工图现场放样加工相应的模具，在模具上加工钢格栅。对于较大的断面采用CRD工法时，临时横撑、竖撑一般设计为弧形，弧形支撑在结构受力上虽能避免应力集中、受力形式较好，但在施工中存在一定的问题：（1）因断面较大，CRD工法的每个导洞仍采用上下台阶法，弧形的竖撑支撑在每个导洞内需分次螺栓连接，受弧形影响工字钢接长时螺栓连接精度不高。（2）后期浇筑二衬拆除支撑时，为控制初支变形在模筑一段二衬砼时需要预留几榀临时横撑、竖撑，此时弧形支撑没有竖直支撑受力好。（3）弧形支撑拆除后基本已无法二次利用，造成浪费大。因此黄土地区暗挖隧道采用工字钢支撑是否带弧问题应当结合实际施工情况以及节能环保等方面综合考虑因地制宜。
4监测实施方法
4.1支护结构及周边岩土监测
4.1.1边坡顶部位移监测水平位移的量测方法很多，但各种方法的使用条件不一，在方法选择和施测时应合理选择。常用的水平位移观测方法有全站仪坐标法、激光收敛计法等。全站测量是集测角、测距于一体的测量技术，可对地面点的三维坐标等参数同时测定。采用全站测量技术测定监测点的坐标变化可求出该点的位移矢量，将该位移矢量分解到特定的水平方向的位移分量即为所求。全站测量中三维坐标测量、后方交会测量（即自由设站）可实现测点的坐标测量。
4.1.2初支拱顶沉降及净空收敛监测。1）拱顶沉降观测。当采用全站仪观测时，可采用绝对坐标或相对坐标法，在远离监测点且稳定、通视、易保存的位置设置基准点，即后视点，通过坐标转换求得观测点高程，进而得出观测点的高程变化。当采用水准观测时，可采用倒立铟钢尺或倒挂钢卷尺方式，测量方法与地表沉降、建筑物沉降等观测方法一致。
2）净空收敛观测。当采用全站仪观测时，可采用绝对坐标或相对坐标法，采用绝对坐标法时应在远离监测点且稳定、通视、易保存的位置设置基准点，通过坐标转换求得观测点的坐标，进而得出观测点的空间距离变化，即为收敛变形。当采用收敛计观测时，应施加收敛尺标定时的拉力，独立2次测试后的稳定读数为观测读数，工作现场温度变化较大时应进行温度修正。
4.2周边环境监测
4.2.1建（构）筑物沉降及倾斜1）建（构）筑物沉降观测采用几何水准测量方法，使用精密水准仪进行观测。技术要求及观测注意事项与地表沉降监测要求一致。
4.2.2周边地下管线监测在埋设好的沉降监测点上支立铟钢尺，使用精密水准仪进行观测，观测精度需符合2等水准测量精度。成果符合精度要求后，计算各测点与水准原点的高差。统计并比较各次的高差值，就能得出该次各监测点的下沉值。
结语
总而言之，地铁项目在建设过程中会受到各种因素的影响，施工人员要运用铁路施工中的监测技术，及时有效地发现施工中潜在的问题，更好地提高地铁建设的安全性和稳固性，对周边环境及危及施工安全的隐患或事故准确地预报，及时采取措施，可避免许多高危事故的发生。
参考文献：
[1]刘天漪，钟志农，熊伟，等．基于内存数据库的三维模型管理方法[J]．地理信息世界，2017，24（2）：88－93．
论文作者:周博
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/9
标签：隧道论文; 地铁论文; 坐标论文; 地层论文; 位移论文; 方法论文; 测量论文; 《基层建设》2019年第25期论文;