监控量测技术在地铁明挖车站施工中的分析与应用

李和平

摘   要：随着现代城市的快速发展，地铁的建设对缓解城市交通压力以及提升形象起到关键性作用。在地铁施工过程中，为了确保施工的安全性与稳定性，需要建立有效的监控量测体系，对影响施工的各种因素进行全面控制。文章对监控量测技术在地铁施工中的运用意义进行阐述，分析地铁明挖车站施工量测方法、数据与风险预警，针对监控量测技术的提升给出合理的建议。

关键词：监控量测;地铁施工;应用分析

通过城市地铁工程建设，进一步解决大城市的交通问题，缓解交通供需矛盾，改善城市交通结构以及城市布局结构。在地铁施工过程中，地层很容易出现变形，稍有不慎便会出现下沉或坍塌等状况。另外，周边建筑以及地下管线等都会增加施工难度，为了确保地铁项目顺利施工，一定要对地铁支护结构的稳定状态以及施工周边环境进行实时监测，为安全施工提供保障。

1    监控量测在地铁明挖车站施工中的运用意义

地铁隧道工程的施工与现代工程地质学、岩土力学、量测技术等是密不可分的，在进行地铁施工时，往往地层的原始力学结构会被破坏，地层的应力会进行重新分布，为了施工能够顺利进行，必须对应力进行相应调整，仅仅通过相关的理论与公式来进行参数计算是不够科学的，必须运用量测技术来对位移参数进行调整。另外，在对支护结构的承载力、车站永久式结构的确定也会涉及监控量测技术。通过监控量测技术对工程施工的开展提供数据指导，通过对量测数据的收集与分析来判断施工现场周边环境的稳定状态，有利于实现安全施工。通过收集到的动态信息可以构建起科学的预警体系，排除施工过程中的安全隐患[1]。

2    地铁明挖车站施工量测方法

2.1  沉降监测

在地铁车站施工过程中，地层中的应力扰动会延伸到地表，围岩力学形态的变化会反映出地表沉降，当附近有建筑物的情况下，地表沉降会引起房屋、管线等不均匀下沉。底边沉降监测需要对沉降测点进行布防，一般地段每间隔10～30 m设置一组中线测点，特殊地段可以适当加密，根据施工现场的基本条件来进行地表沉降主断面布置。关于地表沉降问题，要分析地下水分布、地形条件、支护情况等因素，一般情况下，地表沉降是由开挖引起的围岩松弛以及开挖过程中地下水位降低所造成的，面对这种情况，需要对隧道上方的围岩进行补强，针对粘性土地区，可以采用注浆与钢管抗剪组合的方法进行围岩补强。

2.2  水平位移監测

在进行水平位移监测时，往往会运用视准线法和极坐标法。视准线方法的运用，首先要在测线两端的远处位置选定基准点，将仪器架设在A点位置，然后定向B点，两点连线为基准线，如图1所示，读取每个点与基准线之间的垂直距离即可。

极坐标法的运用，首先，需要选定水平位移监测控制点，在控制点处布设全站仪，通过对其他水平检测控制点进行观察，监测监测点与基准点之间的角度及距离，然后对各点坐标进行计算。在量测过程中，位移矢量投影要与基坑方向垂直，通过各期对比初始值对监测点变形量进行计算，取平均值作为初始值，某监测点位置偏移量与前次之差便为本次位移的实际变化量。

2.3  围岩压力监测

在地铁施工过程中，需要量测的步骤有很多。隧道开挖之后，围岩的应力变化比较复杂，需要通过对围岩应力情况的监测来掌握围岩及支护结构、基坑围护结构的动态，保证支护结构以及初期支护的基本稳定。围岩压力监测首先要对压力的变化进行预测，根据预测的压力变化情况，选择合适的压力盒量程，采用直线法对压力盒进行埋设，施工人员要记录压力盒埋设的准确位置，一般情况下会将压力盒埋设在土体与初始支护之间，通过对量测数据的整理与分析，找到围岩压力变化的内在规律，对围岩的支护效果以及稳定性进行评价，通过位移反分析法，计算出围岩初始应力场以及围岩综合物理力学参数，与实际的效果进行对比验证[2]。

2.4  地下水位监测

地下水位的高低会直接对地铁隧道工程的施工造成影响，在施工过程中一定要加强地下水位的监测工作。通过电测水位计对孔口和水位之间的距离进行量测，同时，要对孔口标高、水位标高进行测量，结合测量的数据对水位的变化情况进行计算。在地铁施工之前，测量人员要对所有观测孔的静水位进行测量，根据顺序进行逐一编号，隔一段时间对水位观测一次，降水工程结束之后方可停止观测，在进行施工时，要对地下水位的状况进行实时监测，确保施工质量。

3    测量数据收集与分析

在对各项测量数据进行收集之后，需要结合实际情况进行技术处理，排除测量仪器、读数等所造成的失误，避免系统误差，保证监测数据的完整性与可靠性，通过计算机对监测数据进行整理与初步分析。首先，要将原始数据进行排序，根据频率分布的形式将数据的分布情况进行显示，对数据的数字特征值进行计算，在实测数据的基础上，运用函数近似的方法，求出符合测量规律而又未实测到的数据。找出适合反映监测数据变化规律及趋势的函数关系式，对下一阶段监测物理量进行预测，防患于未然。通过位移值、结构的安全性等来确定工程技术措施。技术人员必须对每个测点的监测结果进行综合性判断，编写周、月汇总报表，及时地反馈到施工指导员，对施工参数进行及时调整，达到快速、安全、高效的施工目的。

4    基坑监控量测风险预警

在地铁明挖车站施工过程中，一旦判断可能出现预警状态，在对信息资料进行上报的同时需要对数据进行组织分析，加强监测与巡视，进行风险预防。当监控管理中心对预警等级进行综合判定之后，相关施工单位需要根据预警级别组织不同级别领导响应。当达到黄色综合预警时，要上报到总工和副经理，与此同时增加监测频率，时刻观察地面以及周边建筑物的沉降动态，检查预警点附近的有压管线。项目部门要加强组织分析，及时对预警风险进行处理。如果综合预警达到橙色，则要及时上报到项目经理，加强上述的观察与监测，结合预警状态的特点，对预警方案进行进一步完善，检查支护参数、开挖进度等。一旦达到红色预警，除了向上级单位上报外，还要及时采取补救措施，经过设计人员、施工人员、监理以及建设单位详细分析之后，对施工程序及设计参数进行优化，必要时停止施工，立即启动应急预案。在对风险处理结束之后，需要对预警提出消警报告，根据预警级别向不同级别以及审核单位进行上报，由监控管理中心进行组织评估并且进行消警，然后恢复正常施工状态。

5    完善監控量测工作建议

5.1  明确施工检测职能

在地铁明挖车站施工中，为了更好地发挥第三方检测作用，地铁单位要明确施工检测的职能，提升地铁公司施工检测的专业化水平，增强施工主体的安全意识，对施工方法进行改善，制定相应的安全措施促进地铁施工的发展与完善。

5.2  对工程地质进行全面评估

为了保证工程质量，第三方检测需要对工程的地质情况进行全面评估，将检测项目落实，通过科学的检测方法，对相关数据进行综合性对比，做到检测全程标准化，保证施工检测的效果。

5.3  提升检测人员综合水平

在地铁施工监测中，会涉及专业的土木知识，所以施工单位要着力提升监测人员综合素质，加强对施工监测、安全监测人员的教育与培训，丰富理论与实践知识，加强施工单位的自我监测能力，从而适应地铁施工的高层次要求[3]。

5.4  加强数据分析评估

监控测量的主要目的在于进一步掌握基坑、支护体系以及周边环境的变形与受力特征，对发展与变化的趋势进行预测，只有掌握数据的变化规律，才能更好地规避风险。在地铁施工进程中，一定要加强监测数据的分析与评估，结合工程施工与监测的具体情况，提出设计修改与施工方案的调整，对可能出现的事故进行预警。

6    结语

地铁明挖车站施工中，基坑的监测具有高效性、高精度的特点，不仅可以对基坑支护工程项目进行优化，而且还能够明确施工安全等级。施工单位一旦遇到相关数据与设计要求不符时，一定要及时地进行处理。在基坑监测量测时，需要采用新技术工艺与新材料，提高基坑监测的有效率，为地铁施工项目提供安全保障。

[参考文献]

[1]陈飞，朱茂国.监控量测对地铁明挖深基坑施工的指导作用[J].天津建设科技，2019（2）：31-33.

[2]杜湘豪.监控量测体系在地铁明挖车站施工中的应用[J].中外建筑，2018（3）：20-22.

[3]杨华宇，瓮宛，宋高磊.浅析监控量测在地铁施工中的应用[J].黑龙江科技信息，2017（1）：140-141.

Abstract：With the rapid development of modern cities， the construction of subways plays a key role in easing the traffic pressure and the improvement of image. In the construction process of the subway， in order to ensure the safety and stability of the construction， an effective monitoring and measurement system needs to be established to comprehensively control various factors affecting the construction. This paper expounds the application significance of monitoring measurement technology in subway construction， analyzes the construction measurement method， data and risk warning of subway open-cut station， and gives reasonable suggestions for the improvement of monitoring measurement technology.

Key words：monitoring and measurement; subway construction; application analysis