中铁第六勘察设计院集团有限公司 天津市 300308
摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，地铁工程也有了很大进展。地铁保护区监测是地铁周边施工时地铁安全运营的重要保障，如何有效地对监测数据进行管理，提高数据的利用与反馈效率是地铁保护区监测过程中面临的一大难题。本文对地铁保护区监测信息数据的管理现状及对策进行了分析，并基于B/S结构采用ASP.NET+SQLServer数据库这一模式实现了地铁保护区监测数据管理平台的定制与开发，满足了地铁保护区监测对于数据反馈的及时性和综合查询分析等的需要，取得了良好的效果。
关键词：地铁保护区；运营监测；信息管理；平台实现
引言
地铁项目的建设施工会对既有地铁隧道结构产生影响：引起周围地下水位和应力场改变，导致周围地基土体产生变形，造成隧道结构在垂直和水平方向上产生位移，严重时会引起道床脱离、轨道设备几何形位改变，造成轨道平顺度变差，且列车运行时会诱发冲击、摇晃甚至脱轨等隐患。因此，地铁保护区监测成为确保地铁结构和车辆运行安全的重要手段。
1地铁监测信息数据管理现状
随着运营地铁线路的逐渐增多，这种要求也越来越强烈和严格。目前地铁运营监测中常用全站仪、电子水准仪、精力水准、收敛仪、水平尺等多种监测仪器，其数据的组织与管理方式存在较大的差异。面对大量的观测信息数据，管理人员如不采用有效的组织与管理措施，往往会造成数据管理的混乱。当前成果数据的处理及管理较大程度的依赖人工，成果资料多以文档形式进行流转，流转效率相对底下，对监测数据采用简单的Word或Excel形式进行保存，不利于日后进行快速查询和分析，数据反馈的时效性和综合性也相对较差。各大单位出于生产、管理等方面的需要纷纷加强了对监测成果数据的管理，改进了管理手段以提高管理效率。部分单位已针对运营期间的地铁监测数据的数据管理工作，通过定制开发建立了专门的管理平台，采用了完善的数字化系统的数据利用模式。
2工程概况
某市地铁1号线南延线某站及区间隧道西侧开挖一面积约31868m2，周长约771m的大型基坑，项目所处场地为河漫滩地貌单元。靠近地铁1号线西侧的基坑边长约为248m，基坑开挖深度为16．80m～17．80m，项目基坑支护结构距地铁区间隧道最近约23．40m。监测范围为基坑边线对应的地铁线路及沿线前后各外放60m，监测距离共368m。
3监测内容
3.1沉降监测
隧道沉降监测是地铁保护区变形监测中最基本也是最重要的监测项目，采用精密水准测量方法。根据规范要求，沉降监测基准网按Ⅱ级垂直位移监测控制网的技术要求，布设附合或闭合水准路线进行观测，并进行严密平差。基准点一般布设在远离变形区80m～120m外相对稳定的地方，两端各2个。沉降变形监测网按Ⅱ级垂直位移监测网技术要求，布设附合或闭合水准路线，在基坑边线对应的地铁线路区域内，每10m布设1个沉降点，外延部分每20m布设1个沉降点，其中，车站与区间隧道连接缝两侧0．5m处各布设1个点作为差异沉降点，用于监测车站和隧道之间的差异沉降量。
3.2管理平台的初步实现
地铁保护区监测数据管理平台建设的重中之重是各种数据的统计分析，主要包括预报警统计、状态描述、历史数据、叠置分析、测线统计（纵断面）、断面分析（横断面）等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于地铁保护区监测而言用户更加关心的是各测点的预报警情况、当前数据的状态、数据的分布及变化情况。平台定制与开发的过程中可通过在数据库中进行查询、分析将用户关心的数据以文字、图表等形式形象地展示出来。平台根据预报警设定值对监测数据进行统计分析，并绘制测点状态分布图，将各点的状态以柱状图和饼状图的表示出来，红色表示报警、橙色表示预警、绿色表示未报警，用户可以对于项目当前的状态进行整体了解。
3.3水平位移监测
水平位移监测控制网采用Ⅱ等导线测量方法，一般在上下行隧道两端各布设2个基准点，由于隧道狭长，还需根据线路长度和通视情况在中间埋设若干工作基点，工作基点布设的原则是要有利于监测点的测量。点位埋设时，位于最两端的基准点采用固定支架安装小棱镜，作为定向点，其余的基准点、工作基点均采用强制对中方式进行埋设，作为测站点，埋设位置均选于侧墙腰线处。水平位移监测点一般与沉降监测点对应布设，测量时将仪器架设在工作基点上采用极坐标法测得监测点坐标。本项目上下行线分别布设4个基准点，2个工作基点及27个水平位移监测点。需要说明的是，数据处理时上下行线分别建立独立的坐标系统，沿隧道方向为X轴，垂直隧道方向为Y轴，从而监测点Y坐标的变化即反映了隧道的水平位移情况。
3.4监理方行使日常监督义务
在项目建设的过程中，监理方代表业主行使对项目进度和质量的监督权力，其更加有责任做好对相关风险的事前控制，将风险扼杀在萌芽状态。监理单位在日常监督过程中如果发现问题，应及时告知建设单位与业主，并对出现的事故进行基本的判断和处理，尽量降低事故对项目造成的损失。除此之外，监理单位应将监理责任落实到相关人身上，使得整个监督管理体系可控可调，保障施工的安全。
4地铁隧道变形监测数据处理系统设计
(1)由于监测报表(Excel表格)中要列出各监测点(或断面)的初值观测值、上次观测值及本次观测值，从而直观得到本次变化量和累计变化量，所以直接导入上期监测报表即可，另外各监测项的点位布设图也预设在上期监测报表中，本期计算时直接导入上期报表，可方便快捷地提取相关信息。(2)数据预处理可删除原始测量数据中可能包含的无效数据、多余数据等，确保生成的观测手簿清晰简洁、数据可靠。(3)按照3中所述计算出各监测项中各测点的本次观测值输出到Excel报表中，Excel中预设的公式可自动计算本次变化量、累计变化量及相关变化曲线图。(4)隧道断面变形计算及显示是本系统的一个难点。数据处理系统根据隧道断面扫描数据(扩展名为．obs)，可以分析断面的整体变形和局部变形情况。系统将监测断面按照区间、断面里程、测量周期、下行线断面或上行线断面进行划分，根据每个断面原始观测数据，进行断面截面椭圆基准拟合，再结合断面设计数据，即可计算出断面各点本期超欠挖量，该值相对于上一期的比较值即为断面点本期变形量，相对于首期的比较值即为断面点累计变形量。每一断面本期观测值采用数据库进行统一管理。系统采用图形显示界面，还可根据用户需要，给出断面上任一360°连续采样点各期变形图形，以便分析断面的局部变形，并根据实际情况预警。
结束语
综上所述，所选预测模型的预测效果不稳定，需采用一定的检验手段对预测模型进行检验，以保证预测的精度和可靠性。受基坑不同施工阶段的影响，地铁隧道的变形情况呈现出不同的变化趋势，结合各基坑施工阶段特点，建立相应的预测模型可能会提高预测精度。本系统所采用的预测模型均为拟合模型，均以假设隧道变形情况符合某规律为前提，难以从理论上达到最优，结合神经网络、蚁群算法等智能模型进行变形预测是未来的研究方向。
参考文献
［1］陈仁朋，王诚杰，鲁立等．开挖对地铁盾构隧道影响及控制措施［J］．工程力学，2017，12，34(12):1～11．
［2］胡海英，张玉成，杨光华等．基坑开挖对既有地铁隧道影响的实测及数值分析［J］．岩土工程学报，2014，11，36(S2):431～439．
［3］罗跟东．浅议地铁保护区内施工的安全控制［J］．中国水运，2011，6，11(6):267～268．
论文作者:孙宇超,许峰,马俊成
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/11
标签：地铁论文; 断面论文; 数据论文; 隧道论文; 基坑论文; 保护区论文; 位移论文; 《防护工程》2019年9期论文;