摘要：近些年，随着我国经济水平不断飞速向前发展，国内各大城市轨道交通建设迅猛发展，在新建轨道交通工程势必会产生自身及周边环境风险，在施工时对地铁工程的监测是必不可少的，通过监测工作的具体实施，使工程始终处于安全可控状态，因此监测工作在轨道交通建设过程中越来越重要。但国内监测技术手段还停留在人工仪器传统作业层面，即便自动化的采用也是某一项的实施，缺少综合联动的整体应用。目前，随着自动化监测仪器、无线传输技术、计算机平台等多技术水平的提高，综合技术利用在轨道交通风险监测上得以实现，可有效确保地铁工程安全风险技术管控，实时动态反映现场状况。本文通过某地铁一号线建设过程中，引入静力水准、测量机器人、三维激光扫描等多手段建立综合自动化监测系统，此技术在本工程中得到了成功运用，可在今后类似工程中应用推广，可有效解决非接触监测的难题。
关键词：城市轨道；交通工程；风险监测；综合技术
1 工程概况
1.1 项目规模
某地铁一号线为某市轨道交通线网中的骨干线路，贯穿了城区东西，将城市对外交通枢纽、商业中心、公交枢纽、区级公共中心以及城市文化中心等连接起来。工程起自东海公园，终至河口，线路全长25.06km，全线共设车站20座。线路连接了东海新区、港湾广场、中山广场、胜利广场、人民广场、西安路、会展中心、星海广场、黑石礁、河口等客流集散点。线路图如图1所示。本工程监测范围共包含一号线全部线路自身及周边环境。
图1某地铁一号线线路图
1.2 风险监测主要特色
某地铁一号线全线含明挖车站9个，暗挖车站11个，明挖区间2个，暗挖区间18个（含4个盾构区间），全线特一级170个风险源，其中特级6个，11次穿越既有地面轨道线、城市快速路、桥梁、河流等风险，周边环境极其复杂，风险系数大。特别是某地铁一号线横贯某繁华闹市区东西向，下穿地面202轻轨轨道、马栏河、市内人防、通道、桥梁、东北快速路等多项建构筑物。其中部分运营202轻轨、过街通道等设施变形控制指标仅为3mm。本项目持续周期长达7年，在繁华市区及繁忙的施工现场开展监测工作，对监测工作本身的安全带来很大隐患。
2 监测技术手段
鉴于风险源类型的多样化，本项目采用了多种自动化风险监测手段和非接触监测手段，同时辅助人工作业复核的方法来保证数据准确有效。自动化风险监测手段主要应用于既有运营的地上202轻轨线路和地上高架快速路，非接触风险监测手段主要应用于封闭的城市快速路及高速路。同时所有实时数据利用无线传输到自动化处理平台，计算各类变形变化，反馈给参建各方。
2.1 基于静力水准的自动化风险变形监测
基于静力水准的远程自动化监测主要是针对某市内202轻轨、过街通道结构沉降采用的一种远程实时监测系统，利用该系统可以克服地铁列车在运行时无法进行人工监测的问题，同时还能满足结构沉降监测不低于0.1mm的精度需求（控制指标为3mm）。
自动化仪器测点布设间距一般控制在20m，同时还要满足的测点布设原则有：下穿正上方、结构变形缝两侧，现场布点示意图及实景如图2、图3所示。
图3测点布设实景图
根据本工程专项设计特点，采用远程自动化监测系统来实现远程实时监测，该系统包括两大模块—监测数据自动采集模块和监测信息自动处理模块。
某地铁一号线涉及到静力水准自动化监测的风险源包括盾构区间下穿中山广场2号过街通道、中山路下胜利购物长廊、中山路裕景汽车通道、人民广场防空洞、既有202轻轨区间，在穿越、加荷施工过程中，通过向参建各方及既有地铁权属单位实时反馈变形监测数据，指导现场施工，动态采取有针对性的同步注浆、后续补注浆、调整注浆参数及浆液配比、控制盾构推进的各项参数等处治措施，在各方密切配合下，成功将既有地铁结构变形控制在了正常范围内（3mm）或有效抑制住了变形发展趋势，控制住了潜在风险的发生。
2.2 基于测量机器人的自动化风险变形监测
基于测量机器人的自动化风险变形监测系统主要应用于穿越东北快速路等高架桥梁设施。该监测系统由五大部分组成：测量机器人监测站、控制计算机系统、CDmA通讯网及因特网、基准点、变形监测点，如图4所示。
图 ４ 测量机器人自动化监测系统组成
基准点设置在变形区以外，取用三个以上稳定的基准点，设置为强制对中单棱镜。变形点根据实际需要，在待监测的轨道梁上设置变形监测点，每个监测点上安置有对准监测站的单棱镜。监测数据处理采用先进行差分改正后按极坐标计算原理进行计算的处理方式。
根据东北快速路高架桥待监测范围的三跨预应力钢筋混凝土连续箱梁线路位置分布特点，本工程设置1个工作基站Q1，布置J1～J4共4个监测基准点，P1～P6共6个监测点。监测基准网及测点布置网组成方式如图5所示，系统构成如图6所示。
图5监测基准网测点布置网布设形式
某地铁一号线涉及到测量机器人自动化监测的风险源包括矿山法暗挖区间及长春路站暗挖出入口下穿既有东北快速路高架桥，在穿越施工过程中，通过实时快速准确反馈监测信息，指导现场施工，动态采取有针对性的深孔超前注浆、全断面注浆、后续补注浆等开挖支护方面的处治措施，在各方密切配合下，成功将既有地铁结构变形控制在了正常范围内（3mm）。项目实现了无人值守，远程控制多套仪器并进行24小时连续监测，节约了人工成本，同时保证了人员的安全；监测数据通过无线、有线网络实时数据传输，达到信息反馈的高效性，避免了人为错误；系统自动进行实时平差计算，简单快捷高效，也保证了数据的规范性和标准化；各方实时在线获取监测数据，出现超限报警时，系统自动向相关人员发布预警信息，保证了警情预报的及时性，为应急争取宝贵时间，将风险及时控制在最小状态；提供多种图形化报告，直观明了。
图6测量机器人变形监测系统组成
结束语
在某地铁一号线工程监测实施过程中，合理制定各项监测方案。在充分了解地铁施工全过程的情况下，每个环节工程监测方案都考虑了施工工艺过程及监测新仪器和新技术的应用，为地铁施工提供了可靠的施工依据，也加强了施工过程中风险管控管理。综合风险监测自动化监测技术手段的成功应用，改变了传统监测作业方法和作业工序，为今后的轨道交通监测工作提供新的技术作业方法和作业流程，积累了经验。
针对地铁工程风险监测的要求，对施工过程中采用的综合监测技术手段进行了研究和探讨，为同行业工作提供些许借鉴。通过基于风险监测为主体的安全技术风险管控工作在某地铁一号线的实施，促进了监测技术的发展，形成了完善的管理制度，从管理上减小风险发生概率，避免事故发生带来的巨大经济损失，对某市甚至全国其他城市在建地铁线路的安全风险技术管控工作有着重大的借鉴意义。
参考文献：
［1］戴加东，王艳玲.静力水准自动化监测系统在某工程中的应用［J］.工程勘察，2009：37（5）：80－84.
［2］刘招伟，赵运臣.城市地下工程施工监测与信息反馈技术［M］.北京：科学出版社，2006.
［3］张军，徐景田，孔利明，等.一种滑坡变形监测综合技术的应用［J］.北京测绘，2009（2）：47－50.
作者简介：
吴 晨 性别：男 身份证号码：3701031986****5011
许春萌 性别：女 身份证号码：3701121982****7719
论文作者:吴晨1,许春萌2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/28
标签：风险论文; 工程论文; 技术论文; 一号线论文; 地铁论文; 静力论文; 实时论文; 《基层建设》2019年第4期论文;