地铁施工安全监测数据处理与管理技术研究

潘吉莉

国电南瑞科技股份有限公司

地铁施工安全监测数据处理与管理技术研究

潘吉莉

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地铁工程作为城市轨道交通的重要组成部分，是解决城市交通拥堵问题的重要手段。地铁建设中，众多的车站和区间同时施工，各工点下又都有大量的监测项目展开，这样每天都会产生大量的监测数据，漫长的施工周期也使得监测数据变得更加庞大，及时处理这些监测数据并预普、预报是安全监测的起点和重点，因此，有效的管理监测数据是监测数据处理的一个重要问题。基于此本文分析了地铁施工安全监测数据处理与管理技术。

地铁施工；安全监测；数据处理；管理技术

1 地铁施工安全监测内容

1.1 水平位移监测

水平位移监测点分为基准点、工作基点和变形监测点3种。基准点和工作基点均为水平位移监测的控制点，一般采用强制对中装置。基准点一般设在施工影响范围以外，用于检查和恢复工作基点的可靠性，工作基点则布设在基坑周围较稳定的地方，变形监测点则按照监测设计文件要求布设。

基准点和工作基点组成首级控制网，在每次监测前应检查首级网的稳定性，水平位移监测多采用自由设站或架设在工作基点上，以极坐标法观测监测点。监测基坑支护结构顶部的水平位移时，通常关心监测点在垂直于基坑边墙方向上的变化，为此需要将每期监测成果转换到其变形方向上去。

1.2 竖向位移监测

对于车站，采用明挖法或盖挖法施工时，监测项目包括支护桩(墙)、边坡顶部竖向位移、立柱结构竖向位移、地表沉降、土体分层竖向位移和坑底隆起。

对于区间，采用盾构法 施工时，监测项目有管片结构竖向位移、地表沉降和土体分层竖向位移。采用矿山法施工时，监测项目包括初期支护结构拱顶沉降、初期支护结构底板竖向位移、隧道拱脚竖向位移、中柱结构竖向位移、地表沉降和土体分层竖向位移。

对于工程周边环境监测，监测项目包括建(构)筑物竖向位移、地下管线竖向位移，路基路面竖向位移、桥梁墩台竖向位移、桥梁墩台差异沉降，当周边有既有城市轨道交通时还应监测隧道和轨道结构竖向位移及隧道结构变形缝差异沉降。

竖向位移监测虽然项目种类众多，但监测方式简单、灵活，监测成本较低，是施工安全监测中的主要监测形式，也是地铁施工安全监测中最重要的监测数据来源。竖向位移监测可以采用几何水准测量、电磁波测距三角高程测量和静力水准测量等方法。竖向位移监测常采用二等水准测量的方式进行，当采用其他方式时，也要等达到二等水准测量的相关要求。对于土体分层竖向位移，则采用分层沉降仪监测，同时将分层沉降管的管口作为竖向位移监测点。监测工作正式开展后，对各项目所有监测点的初值获取，均按要求采集三次，合格后取其平均值。

2 地铁施工安全监测数据处理

2.1 倾斜监测数据处理

测斜管在埋设后应当检验深度是否与设计埋设深度相当。基坑开挖前完成测斜数据初始值测定，在多次重复观测的数据中，选取观测值的均值作为该孔的初始值。

2.2 收敛监测数据处理

每次监测时，收敛计应反复读数三次，每次均在恒定拉力下读数，取平均值为本次监测值。净空累计位移即为本次观测值减去初始观测值。每次监测完成后，绘制净空累计位移量一时间曲线图。

2.3 力学监测数据处理

力学监测数据处理简单，重点在于读数准确并记录好点号和观测时间。本次累计变化量减去上次累计变化量即为本次变化量，结合观测时间可计算变化速率，将本次变化量和变化速率同预警值比较，超过预警值则生成预警结果。每次监测完成后，生成力学变化量表并绘制力学累计变形量一时间曲线图。

2.4 水位和裂缝监测数据处理

水位监测读数时，应首先测出管口高程，然后读取水尺读数。管口高程减去水尺读数即为本次水位高程，本次水位高程减去上次水位高程即为本次水位变化量，本次水位高程减去初始高程即为累计水位变化量。每次监测完成后，生成水位变化量表并绘制水位累计变行量～时间曲线图。

2.5 裂缝监测数据处理

施工前和施工过程中及时统计施工影响区域内的裂缝情况并编号，记录裂缝的初始深度、宽度、长度、位置和走向等，在每次巡视后应及时填写裂缝的变化情况。

3 地铁施工安全监测数据管理技术

3.1 监控项目控制值

监控项目控制值按照监测项目的性质分为变形监测控制值和力学监测控制值，变形监测控制值应包括变形监测数据的累计变化值和变化速率值；力学监测控制值宜包括力学监测数据的最大值和最小值。

监测项目控制值应根据工程地质条件、工程设计参数、工程监测等级及当地工程经验等确定，当无地方经验时，可按国标执行。

3.2 分级预替

分级预警是指在实际工程监测中，事先确定相应的警戒指标，然后与采集的实测值比较，从而判定变形或受力状况是否会超过允许的范围，判断工程施工是否安全可靠，当超过报警值时，就进行报警处理。

3.3 监测信息反馈

为了保证监测数据的时效性，监测信息必须及时反馈给各单位。随着监测的进行，各施工单位和第三方监测单位需及时提交监测成果报告。在施工监测期间，每次监测工作完成后，对各项测试数据进行计算分析，结合工程概况和施工进度，将相关分析数据、相应图表和巡视信息，及时送达有关各方分析使用，正常情况下每天下午或第二天上午将成果送达相关单位，紧急情况下，监测结束后2小时内送达成果。

提交的监测成果内容有日报，周报和月报。日报的成果资料主要有：(1)支护结构顶部水平位移、沉降监测成果表；(2)坑外土体深层水平位移监测成果表；(3)支撑轴力监测成果表；(4)地下水位监测成果表；(5)地表沉降监测成果表；(6)邻近建(构)筑物监测成果表；(7)管线变形监测成果表；(8)临近既有线沉降及收敛成果表。

总之，在地铁施工中，加强施工安全监测数据管理非常重要，从而能够保证施工质量能够满足地铁的运行需要。

[1]朱杰.城市地铁安全监测点位稳定性分析与沉降预测[D].南京信息工程大学，2014.

[2]郭昕.城市地铁施工周边环境形变监测及其信息处理分析[D].吉林大学，2014.

[3]陈立.地铁施工监测信息化研究及应用[D].华中科技大学，2009.