地铁施工的业主监测管理

刘永辉郭志涛

(1.郑州市轨道交通有限公司，郑州 450046;

2.河南工业大学土木建筑学院，郑州 450052;3.华中科技大学土木工程与力学学院，武汉 430074)

地铁施工的业主监测管理

刘永辉1郭志涛2，3

(1.郑州市轨道交通有限公司，郑州 450046;

2.河南工业大学土木建筑学院，郑州 450052;3.华中科技大学土木工程与力学学院，武汉 430074)

监测是地铁工程施工的眼睛，科学、全面、负责和合理的监测工作是地铁施工顺利进行的重要保证。业主作为地铁施工安全总负责者，如何管理项目参与各方的监测工作是尚未涉足的研究课题。本文在分析业主监测管理困难的基础上，提出业主应遵循PCDA管理原则，搞好监测规划、应用现代信息技术、加强数据分析、注重测点保护、做好动态监测管理，并坚持实施三不放过的原则，以通过工程监测了解地铁施工安全质量与施工条件变化，从而为平安地铁的构建奠定坚实基础。

地铁施工;监测;业主;安全;平安地铁

1 引言

发生地铁工程事故，轻则造成巨大经济损失，重则危及人民生命安全，影响社会和谐稳定。例如，上海地铁4号线管涌、北京10号线的苏州街塌方事故、杭州湘湖车站基坑坍塌事故，都带来了巨大的经济和生命财产损失。

地铁安全管理工作必须成为地铁建设中的重中之重，而工程监测作为防范安全事故的手段应受到高度重视。当前，对地铁监测的研究主要集中于分析监测数据与工程结构及环境变形之间的关系［1，2］以及利用现代信息技术对传统监测［3-5］进行改造上，而少有从业主角度如何搞好监测管理的研究。业主方作为工程安全的总集成者，其监测管理更加需要明确的规范和标准，本文探讨如何做好业主方的监测管理工作，以便于更好的协调、控制和指挥项目参与各方的监测工作。

2 监测工作意义

地铁施工监测是指在地铁工程施工期间对周边环境和工程本身进行的检查、量测和监视工作，以便于实现下列目标:

(1)为参建各方提供及时、可靠的信息，用以评价施工期间的安全性及施工对周边环境的影响;掌握工程各主体部分的关键性安全和质量指标，客观真实地了解工程安全状态和质量水平;

(2)按照安全预警阈值发出报警信息，以提示工程风险部位和应采取的安全措施，确保对安全和质量事故做到防患于未然;

(3)丰富设计人员和专家经验，有利于优化设计和解决工程问题，加强工程风险控制。

3 业主方监测管理的困难

由于工程复杂性、监测数据的海量性、数据源的二元性等工程特点，业主方监测管理存在着以下困难:

(1)地铁项目离散分布式的状态以及线状工程的特点，导致了工程监测数据取得十分困难。从监测人员取得数据、复审数据到监理审核直至最终报到业主方，周期长，而在这期间，可能发生各种工程状况。

(2)地铁监测项目多、内容繁杂，分析工作量大。如监测设有地下水、支撑轴力、测斜、沉降等大类，沉降又可细分为地下水、建筑物、桩顶、地表、塔吊等子类，一个车站或区间有多达近千个测点，且涉及到设计、施工和第三方，要想在海量数据中进行数据挖掘和工程积累十分困难。

(3)监测的长周期性、监测点的易破坏性使得持续监测管理十分困难。业主缺乏对监测信息准确性、监测行为及时性及覆盖性的检查复核手段。

4 监测管理实施要点

地铁监测是一个系统工程，作为业主，坚持PDCA的原则，把监测工作不断完善和深化，才能真正的把监测作为施工的眼睛，确保施工安全。业主方应该做好以下几点工作:

4.1 搞好监测项目规划

地铁工程监测管理十分复杂，作为业主方，在线网建设规划获得国务院批准，工程正式启动之前，必须做好《工程监测项目管理规划》的编制工作。该文件属于内部控制文件，实质是工程监测制度管理体系，主要包括工程监测的工作内容、方法、工程监测费用预算、工程监测合同模式等内容。该规划经公司技术负责人审批，领导办公会议讨论并发布执行。

《工程监测项目管理规划》包括工作制度、技术制度、责任制度和管理制度，具体可细化为《监控测量管理办法》、《工程测点编码和布设标准》、《监控测量技术培训和考试办法》、《工程款支付管理办法(测量支付专篇)》等，主要涉及工程监测的管理、组织、责任、方法、工艺、工作、校核等内容。以测点编码为例，如果业主不在设定统一的编码规则，设计、施工监测、第三方监测多个监测代码而给业主带来管理困难;第三方在抽选施工单位测点编码时，必须使用施工单位编号，保证同点同号。

设计在整个监测工作中的作用无可替代，在项目管理规划中对于设计单位的职责应该进行充分明确，包括监测测点设计和控制标准，监测技术交底，监测方案的评审参与等。设计所应用的规范、标准要清晰，设计交底中应使用绝对值作为标准，以免施工单位和第三方在取值过程中发生误差。

监测规划中应合理划分设计、施工、监理、第三方监测的组织体系、权利责任和义务。一般来说，应由设计单位提出详细的监测控制技术标准，施工单位负责点位布设，第三方监督施工单位点位布设工作并从中抽取点位作为其工作点，而监理应监督施工单位和第三方的监测工作。

4.2 应用现代信息技术

以数字化为主导的信息技术对土木工程领域原有的设计模式、检测和监测技术产生了深远的影响。信息系统的自动化、网络化、以及分布式数据库技术为解决现存地铁监测工作的不足提供了重要途径。为了能及时对监测对象的状态、稳定程度和变形进行分析，并能长期安全地保存监测信息，以实现地铁的信息化施工，必须利用现代信息技术对监测工作予以改进。而这个应用，应有业主来组织推动。

图1 地铁监测安全预警系统构架

图1是地铁监测安全预警系统构架，它通过自动和手工采集现场的安全数据信息和既有设定的控制标准(如图2，测点清单和控制标准)，可为业主提供跨平台的实时服务。每日安全预警系统对自动数据采集设备、视频和现场巡视、监测人工采集所得的大量数据，进行自动分析、绘制曲线和报表，供人工二次分析，并对异常数据进行跟踪，发现隐患自动预报警，还可通过系统短信功能通知各相关负责人，对未及时处理的警情进行自动升级［6］。该系统可嵌入施工现场视频监控系统、施工现场出入门禁系统。预警系统还应具有监测工作的自动考评功能，以约束责任人行为。它通过工程事务平台把各种事务(预警报警，文档，部门管理，人员管理)流程化，通过系统考核机制突出了不同标段监测的工作效率和积极性，主要是监测工作效度、监测频率符合规范和设计标准、监测准确性等进行校核。

图2 测点清单和监测标准

4.3 搞好监测数据分析

监测工作产生定量和定性数据，定性数据(如桩间涌沙、涌水，地表有无裂缝等)易于分析，而定量数据分析工作任务艰巨。参考新加坡Nicoll车站基坑坍塌事故，业主的分析是从侧面保证工程安全，也是对施工监测和第三方监测的工作质量考核的内容之一。

数据分析应该包括单点分析、多点联合分析、重点分析等内容，以确定工程风险大小和消除事故隐患。值得注意的是，受施工条件、活荷载、温度变化(如钢支撑在温差较大时，变化量可以达150kn/d)的影响，可能会出现超控制标准的报警点，但这并不意味着工程出现了问题，这就要求分析人员应具有丰富的工程阅历。

(1)单点分析

把设定的水平位移、竖向位移、支撑内力、水位、桩体倾斜、建筑物变形上的测斜点做单一研究，观察其是否超过允许值，超过允许值应寻找原因，并提出相应建议。

图3 施工与第三方沉降对比分析

(2)多点联合分析

多点分析，对于盾构区间要能够进行不同断面、不同轴线、不同时序的多点联合分析，这样有助于观察盾构作业是否符合一般变形规律;对于基坑，主要是分析支撑、地表、桩体是否同步变形和超限;同一断面对应桩体测斜测点是否同向变化。如图3是对盾构区间主轴线一侧L=11.5m处的沉降分析，业主通过该分析，可以得到盾构参数与地表沉降之间的关系，也可以得到第三方和施工方监测工作质量的有关信息。

(3)重点分析

对设计单位所提供的一二级风险源，实施密切跟踪，并通过测点变化分析施工单位所采用的手段是否有效。如某盾构区间需要下穿Ø3000污水管道，管道底部距离盾构外径只有0.7m，通过监测数据显示，在穿越时同步注浆，深层土体有隆起态势，最终沉降控制在5mm之内。

对于工程现场的监测点位的最大变化量(图4)，最大速率变化给予关注，并按照不同颜色实时标注，确立风险的时空概念(图5)。

业主对监测点的分析不一定要做到全面覆盖，可采用抽样抽检的方式，但对于超限点、危险点要及时和施工单位、第三方监测单位进行比对，以确保施工安全。

图4 每日最大变化量统计

图5 测点危险度示意图

4.4 关注现场测点保护

施工单位的监测点布设方案取得设计单位认可并完成布设之后，由业主牵头，组织现场测点设置踏勘会与交底会，主要参加人有施工、监理、第三方监测、安全预警等人员，踏勘会上要明确测点数量、保护机制、损坏后恢复等基本规定，并明确施工与第三方的监测频率、双方的数据校核机制、初始值的取设、停测的工作标准。

施工单位应该做好测点保护工作，监测方案中应有测点保护措施。技术负责人在班组交底会上单独强调，以免发生碰撞、掩埋等现象。监理工作做好巡查，并由监理单位每周填写测点保护工作和测点变化清单送交业主。

测点要从本质安全与保护安全两个方面入手，主要是按照规范的要求布设点位，并加装保护装置，采用悬挂、涂抹的方式安装铭牌。业主应该加强现场的定期和不定期检查，确保测点有效，对于测点破坏应给予施工单位处罚措施。

4.5 做好动态监测管理

(1)点位变化

因现场破坏、施工工艺要求，监测点位破坏之后，施工单位在空间允许的情况下，应重新布点。新点位布设之后，数值分析时应该考虑该点位已经存在的变形。如，破坏的桩体测斜点位，可用土体测斜代替，但在分析数据时应考虑新点位的能量衰减和变形的滞后性。

(2)重点变化

随施工进展，监测的重点部位在不断变化。对于盾构区间，盾构前方20m，后方30m范围是监测重点，进出洞时和穿越建筑物是重点。而对于车站，主要是在开挖过程中的监测。业主要考核施工单位和第三方的监测数据是否在该区间范围内。

(3)频率内容管理

受道路管线和施工组织影响，点位监测不可能一次到位，一般都会适时新增并根据工程进展减少监测点位。业主依据施工方和第三方提交的工程测点清单和随时间演化的测点图，审核其工作内容和频率是否科学。

(4)工作监督

按照合同要求，业主检查施工单位和第三方的监测工作台账，主要是记录内容、时序效果、责任人签名等。施工单位和第三方的测初始值时应在同一时间内进行。

(5)风险控制会议

对于施工监测过程中所发现显著变化，业主及时组织召开会议，分析危险发生的可能性和应采取的措施。

(6)报告制度。

监测各方均应编写监测日报、周报和月报，分析存在的问题，总结当月统计周期的警情和消警数量。

4.6 坚持三不放过

业主在发现监测情况有异常时，必须坚持三不放过，即报警原因不找到不放过，隐患不确定、不排除不放过，后续跟踪措施不明确不放过。所谓报警原因不找到不放过，以地表变形为例，究其原因是支撑轴力过大、场边堆载、临时施工荷载，还是存在点位碰撞、管线异常和地质异常的影响。隐患不确定和不排除不放过，对于某些变形，可以确定为施工隐患，如由于支撑架设不及时而引起的桩体变形;对于某些变形，则可列为应关注问题，如混凝土支撑报警，由于钢筋应力计在温度、收缩等因素影响下，计算所得混凝土应力一般都超过了设计值的2～3倍，在水平位移、沉降等监测点位变化在规范允许范围之内时，则列为应关注问题即可。后续跟踪措施不明确不放过，系指有了确认的工程隐患，应立即通知施工单位采取相应措施，并要求施工监测和第三方监测采取必要的加密跟踪监测措施。

5 结束语

地铁施工监测为信息化施工、设计优化提供依据，更重要的是通过监测和预警，可以及时发现安全隐患，保护基坑及周边环境安全;同时，监测工作还是发展基坑工程设计理论的重要手段。应该注意到，施工与第三方才是监测工作的主体，业主是监督者、考核者，但业主作为地铁安全质量的总负责者，必须把设计、施工、第三方的工作串联起来。作为监测信息的总集成者，必须形成固定的工作制度、规范等系列性文件，并通过监测数据收集、分析和反馈，以确保施工安全。本文从业主的角度出发，总结了业主的监测管理中应做好的几项重点工作，可为国内地铁施工监测管理提供借鉴。

［1］丁烈云，李炜明，吴贤国，等.地铁循礼门车站深基坑施工监测分析［J］.铁道工程学报，2010，(09):74-78.

［2］张明聚，由海亮，杜修力，等，北京地铁某车站明挖基坑施工监测分析［J］.北京工业大学学报，2006，(10):874-878.

［3］谢伟，吕培印.地铁施工监测信息系统的设计与开发［J］.施工技术，2006，(04):87-89.

［4］杜年春.地铁施工监测信息管理及安全预警系统的设计［J］.工程建设，2006，(01):37-40.

［5］贺跃光，杜年春，李志伟.基于Web GIS的城市地铁施工监测信息管理系统研究［J］.岩土力学，2009，(01):266-270.

［6］范斌，骆汉宾，周诚.武汉地铁工程建设安全预警系统的设计与应用［J］.华中科技大学学报(城市科学版)，2010，(01): 79-83.

Monitoring Management of Owner in Metro Construction

LIU Yong-hui1，GUO Zhi-tao2，3

(1.China Zhengzhou City Rail Transit Co.LTD，Zhengzhou，He＇nan，China 450046;
2.School of Civil Engineering and Architecture HAUT，Zhengzhou，He＇nan，China 450052;
3.School of Civil Engineering and Mechanics HUST，Wuhan，Hubei，China 430074)

Monitoring is an important measurement to complete metro engineering successfully，which is the eye of metro constructing.Scientific，integrated，responsible and logical supervision is important guarantee of metro construction.The project owner as chief director of safty construction，how to manage the monitoring work of participants is a never involved subject.

This paper introduces that the owner should work according to PCDA principle，paying attention to the monitoring management plan，applying the modern information technology，strengthening the data analysis，emphasizing the monitoring point protection，carrying out the dynamic management.Through engineering supervision to understand construction characteristic and changes of construction conditions，build a solid foundation for the safety metro.

metro construction;monitoring;owner;construction safety;safety metro

TU712.3

C

1009-3842(2011)03-0072-05

2011-04-20

刘永辉(1977-)，男，汉族，河北邢台人，工程师，从事地铁施工安全管理与研究工作，E-mail:liuyh19771003@126.com