導語：如何才能寫好一篇地鐵運營監測方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：地鐵上蓋建筑；安評；監測；監理

中圖分類號： U231+.4 文獻標識碼： A 文章編號：

在國內一線城市，交通擁擠是普遍存在的現在。地鐵以其舒適、不塞車的特點，成為絕大多數市民出行的首選。地鐵站附近的住宅好賣、價高已是不爭的事實；地鐵站附近的商業也呈現出一片格外繁榮的景象。所以地產開發商親睞在地鐵站附近搞開發。然而，地鐵站附近的建筑較周邊無地鐵的建筑開發的難度有所加大，工程費用也會增加。

地鐵上蓋建筑的工程技術特點是在施工過程中如何保護好已有的地鐵。 現以廣州地鐵四號線官洲站邊的一大型工程為例，介紹地鐵上蓋建筑的工程技術特點。該工程被地鐵隧道分成了南、北兩個區，南區地下三層，地上 61 層，高 210m，建筑面積 121995m2;北區地下一層，地上 5 層，高 24m，建筑面積 36851m2;南 、北區均有與一個地鐵口臨近，是典型的地鐵上蓋建筑。

該工程辦公樓高 210m，高度超限，需要進行抗震超限審查、地震安全性評估、風洞實驗；北區基坑深 5.6 米，由于使用了錨桿，需要送科技委審查；南區基坑深 15 米，由于是深基坑，也需要科技委審查。由于該工程臨近地鐵，開工前需要做地鐵安全性評估、地鐵第三方監測、地鐵監理，建筑、基坑方案均要送地鐵保護辦公室（以下簡稱的地保辦）審查，所以此工程成了名副其實的“四雙工程”（雙安全評估、雙基坑審查、雙監測、雙監理）。 以下簡要介紹此工程由于臨近地鐵而需要多做的工作。

1地鐵安全性評估

地鐵安全性評估的目的是根據擬建建筑靠近地鐵結構的距離，結合基坑工程的設計和施工特點，擬應用三維數值模擬分析手段，系統研究基坑施工對緊鄰地鐵區間盾構隧道、 地鐵車站、D 出入口和風亭結構受力和變形造成的不利影響， 評估緊鄰的地鐵區間隧道結構、地鐵車站、D 出入口和風亭結構的安全狀態。

地保辦對工程基坑圖紙的審查的前提是要開發商提供工程的地鐵安全性評估。如果地鐵安全性評估報告認為按該基坑方案施工影響地鐵安全運行， 地保辦則要求開發商調整其基坑方案及地下室邊線，直到地鐵安全性評估報告顯示基坑方案不影響地鐵的安全運行為止。其主要研究內容如下：

1.1 基礎資料收集與分析

（1）現場調查

（2）基坑工程與緊鄰地鐵四號線的三維立體關系

（3）基坑支護結構和地鐵四號線區間隧道結構 、車站結構、風亭結構及出入口結構資料的收集與調查

1.2 國內緊鄰地鐵車站和區間隧道結構的案例分析與總結

1.3 場地初始地應力場和地鐵結構初始受力狀態的三維數值模擬分析

1.4 基坑施工對緊鄰地鐵車站和區間隧道及風亭結構影響的三維模擬分析

1.5 緊鄰地鐵結構的安全評估

1.6 基坑支護結構變形的三維模擬計算分析

1.7 基于地鐵變形自動監測數據評估地鐵結構安全。

2基坑方案審查

由于此工程臨近地鐵，建筑方案、基坑施工圖均需送地保辦審查，這是此工程（地鐵上蓋建筑）與不靠近地鐵的建筑的最大的不同，也是設計、施工難度增大、費用增加的地方。 在審查基坑方案前，地保辦需要甲方提供工程的地鐵安全評估報告，安評報告是基坑施工是否影響地鐵安全運行的理論論證。 建筑方案審查在地保辦比較容易通過，基本上只要滿足規范退縮要求，地保辦就沒什么意見。 因為建筑方案不是地保辦關注的。地保辦最關心的是基坑方案是否能確保地鐵運行安全。地保辦在審查基坑方案時特別認真，而且原則性也很強。

3地鐵第三方監測

地鐵第三方監測是基坑施工信息化的基礎， 也是基坑施工對地鐵的影響提前顯示出來。所以這項工作是很必須的。隨著基坑開挖施工，隧道上方及側向土壓力將發生改變，為保證地鐵結構體的安全，按照地鐵保護要求及相關規范之要求，本項目確定的監測項目包括地鐵隧道結構體的拱頂沉降、隧道側向水平位移。

地鐵第三方監測需要在地鐵休班后進入地鐵進行布監測點、安放儀器、安裝通信設備。 目前這種監測已經實現了自動化。

止水樁、支護樁施工前及地下結構完工后，均須會同運營總部相關人員、第三方監控和監測單位進行地鐵既有結構內觀、裂縫等項目的初始及工后普查、記錄、確認。 這個工作也很重要，施工前地鐵隧道的裂縫、滲水均與甲方、施工單位無關，此工程地下室完成后，多出來的裂縫、滲水將被認定為甲方、施工單位造成的。 甲方、施工單位將被追究責任。

監測方案設計：

針對本項目實際情況，設計了地鐵保護監測方案。 方案設計原則如下：

（1）保證監測數據能夠滿足相關的技術要求；

（2）保證監測工作不影響地鐵正常運營；

（3）在客觀條件允許的情況下，監測控制網具備較高的精度、靈敏度和可靠性；

（4）保證監測點位有足夠的覆蓋密度及采樣率 ，保證監測工作能夠充分反映施工對地鐵的影響；

（5）在光線不充分、空間狹長、作業人員較多等較不利的觀測條件下，保證監測工作的健康運作；

（6）保證監測信息的暢通無阻 ，保證相關單位能夠第一時間獲取監測信息以便快速抉擇，指導信息化施工。

由于監測對象為正在運營的地鐵車站和隧道結構，監測方案的設計既要能夠反映主體結構的變形情況，又需要保證在監測過程中不對車站正常運營造成影響。 考慮到基坑開挖對地鐵結構造成的風險，為有效全面的掌控基坑開挖引起的變形對車站造成的影響， 需要在車站西北側側墻內增加傾斜監測點、出入口及風亭圍護結構頂增加水平位移監測點。

地鐵隧道監測部分擬采用自動監測系統開展本項監測工作。

4地鐵監理

項目監控的目的是依據與建設單位簽定的《地鐵保護監控服務合同》，堅持以地鐵設施安全為前提與目標，積極主動配合建設單位及各個參建單位， 并利用監控單位在地下工程保護方面的長處與優勢，采取有力的監控措施與方法，來完成地鐵保護監控任務與目標：

（1）確保地鐵既有結構安全及地鐵列車運營安全；

（2）協助業主完成本工程地鐵保護項目的實施。

主要工作內容：

（1）核對現場施工圖紙是否與地鐵總公司審批設計方案一致性 ；

（2）復查由監理單位審查批準的《深基坑施工組織設計》（注：應包括基坑支護施工方案、基坑降水施工方案、基坑監測方案、隧道自動監測方案、安全應急預案等方案。）督促落實有地鐵既有結構安全的專項保護措施；

（3）會同公司的測量人員對地鐵保護區范圍內施工放樣的復核 ；

（4）組織各個參建單位對地鐵隧道現狀進行普查和確認；

（5）參加由建設單位主持的每一次工地會議 ，并在第一次工地會議上介紹監控項目部的組織機構、人員及分工，介紹地鐵保護監控實施方案的主要內容，并對地鐵監控要求提出說明和交底。

5結論

本文結合工程實例，闡述了地鐵上蓋建筑與不靠近地鐵建筑在設計、管理上的不同，并就地鐵上蓋建筑獨有的工作做了分類闡述，對在靠近地鐵建造房屋有一定的借鑒意義。

【參考文獻】

［1］劉庭金.某工程基坑施工對緊鄰地鐵結構影響的三維模擬分析及安全評估研究報告[D].廣州：華南理工大學，2011．

［2］柏文鋒.某工程地鐵保護監測工程實施方案[Z].廣州：廣州地鐵設計院，2011．

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關鍵詞：新建地鐵；穿越；既有軌道；風險

Abstract: in order to meet the requirement of mutual transfer station, new subway station will with the existing subway station near or through the relationship between the occurrence, construction of new subway station will have both the impact of station operation. Metro station project relates to the station main construction, the station affiliated structure (including transfer structure), the station interval construction and other construction sites, so the new station through both has the characteristics of risk, risk, construction technology to many station construction. This paper mainly discusses the new subway crossing the existing risk and management of rail transit line construction.

Keywords: new subway; through the existing rail; risk;

中圖分類號：U284.2文獻標識碼：A

隨著城市地鐵的建設，所遇環境條件變化較多，需穿越障礙物種類繁雜，包括橋梁、房屋、河流、道路等等。其中運營期間的鐵路線路，對沉降要求較高，對處理措施要求較嚴。目前國內上海、深圳、北京、天津等城市均遇到此類情況，多采用盾構穿越[1]。以某城市地鐵區間穿越鐵路為例進行分析，介紹下穿既有鐵路的技術措施。

1工程概況

某城市新建地鐵 A 號線在既有地鐵 B 號線的車站穿越并換乘，新建車站采用了分離島式站臺，車站總長 190 m 左右，東西兩個主體結構凈寬均為 11. 75 m，結構形式為雙層單跨的拱頂直墻結構，車站頂板覆土約為 5 m。車站東西兩個主體均設置南北兩個風道及風井。車站北側區間隧道采用盾構法施工，車站南側區間為礦山法施工。既有地鐵 B 號線車站為東西走向的端頭廳式車站，車站覆土 4. 5 m，底板埋深 12. 5 m。車站結構為鋼筋混凝土矩形框架結構，車站結構長 169. 7 m，寬 20. 3m，高 7. 95 m； 底板厚度 0. 9 m，側墻厚度 1. 0 m，頂板厚度 1. 0 m。既有車站采用明挖法施工，每隔約 30 m 設有變形縫。

根據相關地質資料，車站拱頂主要土層為粉土層粉質黏土層和粉砂層。車站底板位置土層主要為礫巖層，局部有泥巖層、砂巖層。下穿既有 B 號線段位置土層主要為礫巖層，局部有泥巖層，局部在卵石層。車站埋深處未涉及到地下水[2]。

2 既有軌道交通線路常見安全風險項目

既有軌道交通線路常見的安全風險包括既有線結構和軌道的破壞，主要項目如下：

(1)既有線結構（底板、側墻）沉降超標；(2)既有線結構變形縫沉降超標；(3)既有線結構變形縫差異沉降超標；(4)既有線結構變形縫脹縮超標；(5)既有線軌道差異沉降超標；(6)既有線軌道中心線平順性(豎向、水平)變形超標；(7)既有線軌道軌距變形超標；(8)既有線軌道縱向變形超標；(9)既有線軌道水平位移超標；(10)既有線道床與結構的剝離；(11)既有線結構裂縫寬度、長度較大；(12)既有線結構滲漏水情況嚴重[3]。

3新建地鐵穿越既有軌道交通線路施工的風險管理

既有軌道交通線路管理和控制程序

3.1過軌工程施工前的相關工作

① 對新建軌道交通工程穿越既有線影響范圍內的既有線洞體結構、洞內道床、線路、設備設施、限界等進行現狀勘查、現狀評估，并形成既有線評估報告，評估報告中應明確結構沉降、道床沉降、列車安全行車速度等安全控制指標。② 依據評估報告和過軌工程對既有線影響程度，完成既有線的防護設計。防護設計原則為：確保既有線運營安全，并最大限度地減少對既有線列車正常運營的影響。③ 對過軌工程的設計文件、現狀勘查報告、既有線評估報告、既有線洞內的防護設計、第三方監測方案和施工方案（含新建軌道交通工程施工對既有線影響的預測分析、洞外加固處理和防護方案、施工監測方案、安全應急預案等）等組織專家評審[4]。④ 按防護設計實施既有線洞內的防護措施。⑤ 第三方監測單位按照地鐵運營管理單位要求，與地鐵運營管理單位具體實施的配合單位簽定安全協議，由具體實施配合單位辦理第三方監測布點進洞計劃和相關監護等工作。⑥ 組織過軌工程施工前的協調會，正式啟動穿越工程的實施。

3.2過軌工程施工過程中的相關工作

① 在既有線洞內實施第三方監測，要求第三方監測單位將監測結果按照協調機制，及時報送相關監管單位。如監測結果接近預警值時，由第三方監測單位向監理單位、施工單位、建設單位和地鐵運營管理單位同時發出警報，施工單位應立即暫停過軌工程施工。同時建設單位應高度關注既有線沉降以及沉降對既有線運營造成的危害和相關影響情況，及時組織專家專題研究沉降控制措施，最大限度減少對既有線安全運營的影響。② 過軌工程施工中地鐵運營管理單位除加強對既有線的巡查并負責必要的配合工作外，對巡查中發現的異常情況及時通報建設單位，建設單位及時采取相應措施，確保既有線運營安全[5]。

3.3過軌工程施工結束后的相關工作

① 對既有線進行相應的后評估并形成后評估報告。② 依據后評估報告，進一步完成既有線洞內外的恢復設計。③ 對后評估報告和既有線洞內外的恢復設計組織專家評審。④ 按恢復設計實施既有線洞內外的恢復。

4 既有地鐵結構變形控制措施

4.1 既有地鐵軌道結構變形控制措施

對于軌道結構沉降，根據沉降量和軌道結構特點，主要采取在墊板下加墊的方法調整軌面標高｡對于道床開裂和道床與隧道剝離，利用AB樹脂進行修補，采用無壓灌注法，灌漿材料2h必須達到C15強度等級，并在通車前2h施工完畢｡

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【關鍵詞】自動化；監測技術；地鐵運營隧道

1 在地鐵運營隧道中運用自動化監測技術的必要性

隨著我國各大城市經濟不斷發展，交通擁堵問題已經成為社會日益關注的問題。修建地鐵工程能夠解決城市路面擁堵的問題，緩解交通壓力。但隨著城市地鐵線路的不斷增加，地鐵工程布局變得越來越復雜，加上房地產與城市地下空間開發的不斷推進，建筑基坑施工鄰近地鐵運營隧道的情況越來越多，不可避免的給地鐵運營隧道造成不同程度的影響。所以，在地鐵運營隧道中運用自動化監測技術是十分有必要的。這主要是因為地鐵運營一般不允許中斷，人員不允許進入隧道，常規的人工監測方法無法實施，這時候就需要采取自動化監測技術，對地鐵運營隧道進行全天候二十四小時實時監測。在地鐵運營隧道中運用自動化監測技術不僅能夠確保地鐵正常運營，而且還可以實時獲取運營隧道的沉降、變形數據，全面掌握周邊施工對運營隧道的影響程度，從而準確判斷運營隧道的安全狀況。

2 自動化監測技術在地鐵運營隧道的運用要點

2.1 確定合理的監測范圍及監測項目

例如某房地產基坑位于地鐵運營隧道旁邊，基坑為地下四層，長78m，寬87m，深19.5m，采用明挖法施工。基坑臨近地鐵側采用雙排鋼筋混凝土灌注樁與預應力錨索聯合支護體系，其他部位采用單排混凝土樁與預應力錨索聯合支護體系。基坑與地鐵區間右線結構外緣水平距離為12.7m，對應地鐵運營隧道右線里程為DK12+802.0～DK12+882.0，影響長度約80m。運營的地鐵隧道為盾構法施工隧道，走向基本為從西至東。基坑與地鐵隧道相對關系示意圖如下：

圖1 房地產基坑與地鐵隧道相對關系平面圖

圖2 房地產基坑與地鐵隧道相對關系剖面圖

為準確掌握房地產基坑施工對運營地鐵隧道的影響，經科學分析，確定運營地鐵隧道監測里程范圍如下：基坑臨近地鐵側樁位對應位置再向兩端各延伸20米區域（對應里程K12+782～K12+902，長約120m），其中直接影響范圍為K12+802～K12+882段。直接影響范圍內每10米布設一個監測斷面，布設9個斷面；延伸區域每10米布設一個斷面，布設4個斷面；區間共計布設13個監測斷面。地鐵運營線路的自動化監測項目有：道床（鋼軌）的沉降及水平位移監測，隧道主體結構的沉降、水平位移及凈空變化監測。

2.2 科學、合理布設自動化監測斷面和監測點

布設自動化監測斷面和監測點的時候，必須要合理、科學地進行布設，才能夠全面獲取周邊施工對運營隧道的影響范圍及影響程度。本項目運營隧道右線監測長度為120m，共設置13個監測斷面，監測斷面間距均為10m。每個監測斷面設5個監測點，為自動化監測棱鏡。左線隧道位于房地產基坑開挖主要影響區以外，經房地產基坑建設單位、設計單位、安全咨詢單位和地鐵運營公司協商研究，無需進行自動化監測。右線隧道監測斷面布設位置如下圖所示：

圖3 右線隧道監測斷面平面布置圖

監測點位布設：每個斷面在軌道附近的道床上布設2個沉降監測點，中腰位置兩側各布設1個水平位移監測點，頂部布設1個沉降監測點，即每個監測斷面布設5個監測點。各觀測點用連接件配小規格反射棱鏡，用膨脹螺栓及植筋膠錨固于監測位置的側壁及道床上，棱鏡反射面指向工作基點，各觀測點位的布設見點位布設圖。布設監測點應嚴格注意避免侵入行車限界。監測點編號規則遵循：線路號+監

測斷面號+監測點編號；如：JC1-1表示上行線1斷面1號監測點。每個斷面監測點編號規律為面向上行線里程增加方向，左下測點號為1，并順時針增加至5。

圖4 隧道自動化監測儀器及棱鏡布設剖面圖

2.3 結合現場情況靈活設置工作基站及校核點

根據現場條件，自動化監測工作基站既可以設置在變形影響區以外，也可以設置在變形影響區內。本次自動化監測區域隧道平面線形為直線，通視條件良好；為使各監測點誤差均勻，提高監測精度，并方便全站儀自動尋找目標，本項目自動化監測工作基站布設于監測區中部，即采取測站設置在變形區的方法。先制作全站儀托架，托架安裝在側壁隧道結構上，嚴格遵照設備限界線進行安裝設置。校核點（基準點）布設在遠離變形區以外，最外觀測斷面以外50m左右的車站或隧道中，大小里程方向各設置2組基準點，右線共需設置4組基準點。如下所示為隧道右線基準點布設示意圖：

圖5 隧道右線基準點布設示意圖

2.4 合理選擇通訊方式

自動化監測系統的通訊方式可以是無線傳輸，也可以是有線傳輸。我國大部分的自動監測系統都是采用無線通訊方式，這種通訊方式能夠方便監測人員對監測環境和結果進行控制。但實際上，不管是哪一種通訊方式，都是把傳感器的串口數據轉換成電磁波信號，并以微波的方式進行無線通訊。而選擇通訊方式的根據是方案的成本、覆蓋范圍、接入方式等，監測人員可以根據業主要求及隧道的特點，合理選擇通訊方式，在降低監測成本的同時，還可以提高自動化監測技術結果的準確性，有效解決監測過程中出現的問題。

3 結論

我國城市地鐵運營隧道運用自動化監測技術已經有一段時間，其實踐結果已經證明了在地鐵運營隧道運行過程中運用自動化監測技術是非常必要，也是非常有效的。地鐵運營隧道具有一定的封閉性、復雜性、隱蔽性等特點，加上其作為一種大客流的公共交通通道，不允許輕易出現中斷或者改變運行時間。普通的人工監測技術已不能夠滿足地鐵運營隧道的發展要求，所以必須要運用自動化監測技術，才能夠實時監測周邊施工對運營地鐵隧道的影響，且不干擾正常的地鐵運行，保證地鐵運行效率。

參考文獻：

[1]張方.汪博.韓曉健.健康監測系統在隧道結構中的應用研究[J].山西建筑.2011（32）.

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關鍵詞： 地表沉降；盾構；監測；變形分析

中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）05-0106-02

0 引言

隨著城市建設的發展，為了解決交通堵塞、環境污染，軌道交通已成為我國各城市公共交通發展的首選。由于地下土體性質、荷載條件、施工環境的復雜性，單單根據地質勘察資料和室內土工試驗參數來確定設計和施工方案，往往含有許多不確定因素，對在施工過程中引發的土體性狀、環境、鄰近建筑物、地下設施變化的監測已成為工程建設必不可少的重要環節。指導軌道交通工程設計和施工需要理論、經驗和監測數據相結合。

1 工程概況

XX盾構區間位于XX境內，北起XX，南至XX，隧道區間全長1020.46m。工法采用盾構法。結構形式為圓形斷面盾構管片：內徑5.5m、厚度350mm；結構厚度0.5～1.0m，結構頂距地面高度-8～-14m。

2 監測內容與目的

為了確保盾構施工的安全，根據工程特點依據《城市軌道交通工程測量規范》（GB50308-2008）、《工程測量規范》（GB50026-2007）、《建筑變形測量規范》（JGJ 8-2007）《建筑基坑工程監測技術規范》（GB50497-2009）、《地鐵工程監控量測技術規程》（DB11/490-2007）以及設計要求確定本工程的監測內容，包括地表沉降、拱頂沉降、凈空收斂、土體側向位移、現場安全巡視等。地下工程開挖后，地層中的應力擾動區延伸至地表，圍巖力學形態的變化在很大程度上反映于地表沉降，且地表沉降可以反映隧道開挖過程中圍巖變形的全過程。尤其是對于城市地下工程，若在其附近地表有建筑物時就必須對地表沉降情況進行嚴格的監測和控制。

3 基準點、工作點、監測點埋設

基準點埋設：監測基準點埋設均在沉降影響范圍以外的穩定區域內視野開闊的地區；均埋設三個以上的基準點；基準點埋設牢固可靠，基準點和附近的水準點聯測取得原始高程并且不定期的進行聯測，保持精度的可靠性和穩定性。本次基準點采用地鐵高程控制網成果，不需要另行埋設。工作基點的埋設與布置：工作點的埋設與布置的原則與基準點相同，本工程布設4～6個，作為每次監測工作的起始點，靠近地鐵施工現場，并定期（1個月）與基準點進行聯測，保持精度的可靠性和穩定性。監測點埋設：根據本工程需要，在盾構中線上每5米布設1個沉降監測點，并在盾構始發段100m范圍內，在每20m設一斷面，其余地段30m設一斷面（每個斷面不少于5個監測點）。地表沉降監測點采用鉆孔的方法布設。用水鉆打穿地表硬殼層，監測點標打在原狀土里面，再用細沙回填實。監測點頂部應低于地面，加蓋保護，以免被車壓壞，影響監測數據準確性。并且監測點旁邊應設置明顯保護標志。主斷面監測點布置圖如圖1、地表沉降監測點如圖2。

4 地表沉降監測方案

地表沉降觀測采用精密水準測高。在實施過程中地表沉降監測采用閉合水準路線，閉合水準路線的閉合差不得大于0.6（mm）其中n（偶數站）為測站數，視線長度≤50m，前后視距差≤2.0m，任一測站上前后視距差累積≤3.0m。監測過程中確保專人觀測、專人扶尺、同一儀器、同一路線。水準儀采用美國產Trimble DINI12電子水準儀（標稱精度為0.3mm/km），2米和3米條形碼銦瓦水準標尺，測量時對電子水準儀進行各項限差的設置，水準外業記錄由儀器自動完成，當觀測超限時，儀器自動提示重測。在進行觀測點的首次觀測時，必須觀測三次，取其平均值為初始值。各監測點的高程通過各測點與工作點進行水準連測得到。

5 地表沉降監測頻率與預報警控制

監測工作自盾構開始施工到地鐵線路試運營為止。監測工作緊隨盾構掘進的進展，視盾構掘進情況距開挖前后≤20m保持每1天2次、距開挖前后≤50m保持每2天1次、距開挖前后>50m保持每2周1次，根據數據分析確定沉降基本穩定后保持1月1次直至地鐵線路試運營為止，如遇特殊情況加密監測頻率。盾構施工時，及時了解施工的進度，并重點關注盾構區域和地質情況比較復雜的地區，及時做到第一時間掌握變化情況，做到根據數據配合施工進度。在監測項目超出設計值和監測預警報值（如地表累計沉降超過24mm，沉降速率大于3mm/d）時，迅速啟動預報警制度，及時分析原因，并采取必要的措施。

6 地表沉降監測結果分析

由于盾構路線較長，特選取具有代表性的第90號斷面的左右線監測數據，繪制地表沉降曲線圖。地表沉降曲線表明：在盾構掘進的過程中監測點出現先升后降再穩定的現象。在第Ⅰ階段盾構還未通過，由于提前注漿的原因監測點出現1-2mm的上浮；第Ⅱ階段由于右線盾構的通過使右線上方的監測點在短時間內出現明顯的下沉，并由于土體擾動造成左線上方監測點出現5mm左右的下沉；第Ⅲ階段由于右線盾構已經通過而左線盾構還未到達，所以出現短暫的穩定期；第Ⅳ階段由于左線盾構通過使左線上方的監測點在短時間內出現明顯的下沉，并由于土體擾動造成右線上方監測點也出現5mm左右的下沉；第Ⅴ階段由于左右盾構都已經通過監測點開始趨于穩定。90號主斷面地表沉降曲線圖如圖3。

圖4是84、90號主斷面（特征點）地表沉降曲線，我們可以從圖4中清楚的看出，位于盾構中線上方的監測點DY84-04、DY90-04、DY90-07在盾構通過時變形最大，而DY84-01、DY84-09、DY90-01、DY90-09變形最小。其余監測點變形居中。因此我們可以得出：在盾構掘進的過程中位于盾構中線上方的監測點變形較大，當監測點離盾構中線的位置越遠則監測點變形越小。

7 結束語

因此在監測實施中應先制定詳細的監測方案，監測數據必須真實可靠保證原始數據的完整且不得更改或刪除，及時處理監測數據，計算有問題必須及時復測。并應根據盾構施工各個階段的特點，密切配合施工進度；在施工前采集相關數據，做到能準確反映其盾構掘進過程中，周圍環境所發生的變化，根據周邊的已有資料，對工地周邊進行布設相應的監測項目，并及時采取初始值。在施工期間，根據施工進度，配合施工方積極做好各項監測工作，如現場發生突發性事件，及時做好增設監測項目，主動加密監測頻率，必要時做到24小時不間斷觀測，直至變形趨勢穩定。

參考文獻：

[1]GB50308-2008，城市軌道交通工程測量規范[S].

[2]GB50026-2007，工程測量規范[S].

[3]JGJ 8-2007，建筑變形測量規范[S].

[4]GB50497-2009，建筑基坑工程監測技術規范[S].

[5]DB11/490-2007，地鐵工程監控量測技術規程[S].

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關鍵詞：道岔綜合監測系統;信號;轉轍機

1.地鐵車站道岔綜合監測系統的必要性

轉轍機作為道岔轉換設備的重要組成部分，其工況直接影響著地鐵運營的安全與效率。在轉轍機的維修工作中，現場工人需對轉轍機各項工作參數進行測量和調整。傳統的轉轍機參數獲取多為在維修日通過人工的方式，使用各種儀表、工具現場采集。非維修日，人員無法上道，轉轍機的工作參數無法采集，不能及時發現轉轍機工況的變化。

道岔綜合監測系統采用現場數據采集現場數據處理的方式，通過智能監測終端與功能性傳感器的組合方式，將各種監測功能在轉轍機箱內全部實現，無需室內計算機的干預，并提供被監測設備工況的現場顯示和超限報警。同時，所有監測數據通過現場總線技術和網絡技術，上傳至室內監測站機，對監測數據進一步分析處理，實現了轉轍機工況的實時監測、故障預報警，使各級維護人員通過網絡即可即時監測、查詢線路上的每一臺轉轍機工況，提高了維修效率。

2.系統的工作原理及功能

2.1工作原理

2.1.1工作電流、工作電壓、阻力監測：采集監測電機的電流、電壓，計算瞬時電功率，再通過換算得到瞬時推力，以此監測轉轍機轉換阻力。

2.1.2工作壓力監測：采用壓力傳感器從電液轉轍機測壓接口處采集液壓回路工作壓力。

2.1.3油缸液面高度監測：采用高精度液位傳感器，從電液轉轍機油缸油量檢查孔中采集液面高度。

2.1.4缺口偏移監測：采用視頻監測方式。在表示桿上設立監測標記圖像作為測試基準，通過比對后續拍攝圖像與基準圖像的差別，確定監測缺口的偏移。

2.2系統功能

2.2.1監測轉轍機的工作電流、工作壓力、轉換阻力、油缸液位、轉換時間、缺口偏移及方向，并提供轉轍機內的數據顯示與報警。

2.2.2提供轉轍機的各種參數查詢、趨勢曲線、振動加速度、溫度、統計報表。

2.2.3提供實時連續缺口監測，同步偵測振動加速度變化，實現過車時缺口變化的監測。

2.2.4具備自檢功能，能偵測室外各個監測設備的工作狀態，對發生故障的監測設備提出設備故障報警，方便系統自身的維護。

3.系統設計

道岔綜合監測系統的設計依據道岔類型、牽引點以及電纜分束等，合理配置主機、智能監測終端、采集模塊等設備。

3.1室外設計

室外監測設備安裝方式采用智能監測終端功能性傳感器的模式。轉轍機箱盒內安裝的設備有：

3.1.1智能監測終端：使用環形支架安裝于轉轍機油泵上方，用于控制轉轍機內的壓力傳感器、液位傳感器、視頻缺口監測圖像傳感器和與室內的通信。

3.1.2壓力傳感器：通過快速接口安裝于測壓接口上，用于采集工作壓力。

3.1.3液位傳感器：安裝于油缸油標尺孔中，替換原有的油標尺，用于采集液面高度。

3.1.4視頻缺口偏移傳感器：安裝于兩組動靜接點之間，采用一個圖像傳感器拍攝表示桿中部的相應桿上的測量靶標來測量缺口位移。

3.1.5缺口靶標：設于表示桿上的測量基準，直接粘貼于攝像頭下方相應的表示桿上，位于圖像傳感器拍攝范圍中部即可。

3.2室內設計

道岔綜合監測系統室內外通信采用CAN總線，各站站機與綜合維護中心機房之間，使用局域網采用TCP/IP協議通信。

系統控制主機設置于每個車站內，接收、存儲監測數據，運行系統分析軟件，提供維修指導信息，控制主機上設聲光報警功能。

系統主服務器設置于綜合維護中心機房，通過局域網與各站站機連接，實現系統數據共享、備份。

3.3與微機監測系統的整合設計

道岔綜合監測系統可以自行組成獨立系統運行，也可整合于微機監測系統中。微機監測系統中增設道岔轉轍機監測項目，當在微機監測系統中點擊該選項時，自動調用運行于后臺的本系統程序，彈窗顯示于前端。

4.國鐵道岔監測系統在地鐵上的應用可行性

在地鐵車站的道岔綜合監測系統設計中，所選用的設備為國鐵中安裝使用的道岔綜合監測系統，其設計靈活，換用不同的安裝支架可適應不同型號的轉轍機。

目前上海軌道交通各線所使用的轉轍機型號為ZYJ7側裝式、ZYJ7軌枕式電液轉轍機;ZDJ9、ZD6型電動轉轍機。針對各種型號轉轍機，需要調整的實施方案如下：

4.1 ZYJ7側裝式電液轉轍機、ZDJ9和ZD6型電動轉轍機與國鐵使用的轉轍機結構一樣，所以，可沿用原來國鐵的道岔綜合監測方案，此方案在國鐵已得到規模應用。

4.2 ZYJ7軌枕式電液轉轍機只有上海軌交系統采用，相對于ZYJ7側裝式，其箱體尺寸和結構有比較大的變化，同時箱體的縮小，使得前后機內部空間極其緊湊，只能安裝下視頻缺口傳感器，智能監測終端需要安裝在液壓站內。

4.3各型號轉轍機在安裝監測終端與各種傳感器后，未對原有系統造成結構上的更改，不會對現有系統的工作產生干擾，所有設計均為直接與主控制回路相連，安全設計考慮比較周全。

5.結語

上海地鐵真如站試用道岔綜合監測系統以來，通過系統控制站機記錄、分析轉轍機的動作參數以及其提供的預警信息，降低了維修人員的維修難度，縮短了維修時間，實現了狀態修;同時也確保了轉轍機設備能長周期、高效率地穩定運行，滿足了運輸生產需要，防止了道岔設備不良引發的行車事故，使安全生產上了一個新臺階。

參考文獻：

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【關鍵詞】地鐵盾構區間穿越鐵路技術

中圖分類號： U231+.3文獻標識碼：A 文章編號：

隨著城市地鐵的大規模建設，地鐵線路穿越既有鐵路線的情況越來越多。地鐵盾構隧道下穿鐵路路基時，在不做任何加固處理的情況下，不可避免地擾動周圍土體，引起周圍地層損失及路基沉降，造成鐵路軌道的縱橫向不平順，影響列車的運營安全。盾構隧道穿越高速鐵路路基工程屬于高風險工程，軌道變形屬特級風險源。因此，如何在盾構隧道施工前，研究分析開挖引起的路基頂面最大沉降值具有重要實際意義。

一、工程概況

某區間工程肖村橋站～小紅門站區間左、右線從肖村橋站東行至小紅門村以450m的曲線半徑向南偏到達小紅門站，中間下穿崗上村民房區（磚砼平房）、南四環路（雙向八車道，21+42+20m，繁忙）、雙豐鐵路（三線，路基寬約16m，繁忙）、小紅門村民房區（磚砼平房、二層）、小紅門路（6.5m，瀝）、小紅門前街（4m，瀝）。左線ZK2+867.700～ZK3+813.251，全長1020.214 m，右線YK2+867.700～YK3+877.700，全長1067.428 m。肖村橋站～小紅門站區間含站后24.8m雙洞雙線暗挖段及明挖盾構井(內凈空尺寸15.2×23.2m)，盾構區間左線長981.014m，右線長1028.28m，線間距14～14.5m，線路縱坡成“人”字形，覆土7～11米。崗上村及小紅門村沿線居民房屋密集，基本為平房。

隧道采用盾構法施工，在YK3+665.500～YK3+682.000處下穿雙豐鐵路，隧道覆土（距路基面）約10.825m，區間隧道與鐵路交角約77度，區間隧道長度約17.5m。本段工程屬環境風險工程，風險工程控制的關鍵點在于地表（道床）變形的控制。

二、施工技術措施

1、確定穿越雙豐鐵路施工范圍

根據盾構穿越雙豐鐵路區段的覆土深度和地層實際情況，盾構開挖對周圍土體的影響范圍半徑約為30 m左右，即在盾構機刀盤距離雙豐鐵路路基30m和盾尾通過雙豐鐵路路基后30m范圍為盾構穿越雙豐鐵路施工范圍，該段樁號為YK3+635.500～YK3+712.000，共計77.5m，按80m考慮。

2、施工前進行地質雷達探測

在穿越雙豐鐵路段之前提前進行地質雷達探測，主要探測地下管線位置、管線狀況、埋深和地下孔洞情況，發現問題提前處理、解決。尤其是要知道有無管線漏水，地下空洞等異常情況。

3、施工過程中嚴格控制掘進土壓力

根據本工程穿越雙豐鐵路段盾構隧道覆土深度（大約10m），正常情況下盾構掘進控制土壓(土倉頂部土壓力)為0.8-1bar。土壓升高或降低對地面建筑物都是不利的，容易造成地面的隆起和沉降，所以在掘進過程中要嚴格保持掘進面的土壓穩定，在穿越雙豐鐵路段控制掘進頂部土壓控制為1.0bar。土壓波動在±0.1bar范圍之內，合理使用泡沫等軟土壓，防止地下水的流失，確保盾構掘進開挖引起的沉降在允許范圍之內。在停機的時候要派人密切注意土壓的變化，超過預定的值要及時采取措施。

4、嚴格控制出土量

根據盾構招標設計圖紙，盾構每環的掘進長度為1.2m，掘進每環的原狀土計算量為35m3。根據我公司實際盾構施工經驗、本段的土質情況及添加劑使用情況，暫時考慮按1.3～1.35倍的系數計算，即每環需運輸土方量為46 ～48m3。（根據添加劑使用情況調整），在盾構出土時嚴格控制出土量，按照我們的土斗容積為16 m3，每出一斗土，盾構進尺約40cm， 掘進的時候按照進尺和土壓均勻控制出土量。同時要注意出土量和注漿量的匹配。

5、同步注漿及二次補漿措施

在穿鐵路施工時，對注漿的配比和注漿方式進行調整，將原同步注漿材料中的石灰置換為水泥以縮短漿液的初凝時間并提高漿液的初凝強度，具體漿液配比可參考為“水泥：砂：粉煤灰：膨潤土：水=250：1000：350：35：400”，并加入適量改善水泥砂漿流動性的外加劑，如纖維束。應將初凝時間控制在8小時之內，現場提前做好漿液測試，并根據試驗和試用結果進行優化。

為保證漿液在管片外充填密實，減小地面沉降，對盾尾后部5環以外的管片進行壁后二次補漿，注漿材料選用水灰比為1：1的純水泥漿，注漿壓力控制在3bar；在管片上的注漿位置選在管片環450位置附近。

6、嚴格控制三次注漿，做好洞內加固

為保證沉降控制效果，在過鐵路區段的25m范圍采用特殊加強型管片，在A、B塊上每塊增加兩個注漿孔，以便在穿越雙豐鐵路段采用對已完成結構外側三次補注漿進行加強補漿，控制地面的后期沉降。

三次補注漿安排在拖車中部或尾部處開始，視沉降監測情況確定，對每環管片的頂 部預留注漿孔安裝注漿塞進行注漿，注漿漿液為水泥-水玻璃雙液漿。補注漿的壓力控制在3.2bar-3.5bar。

7、盾構操作控制

在過鐵路區域之前，盡量控制好盾構的軸線，爭取在穿越鐵路的過程中不糾偏或者少糾偏，盡量做到少超挖。嚴格控制四個推進油缸分區油缸行程差及控鉸接油缸行程差，控制好盾尾間隙。

8、臨時異常停機措施

（1）為保持開挖面的穩定，防止周圍土體坍塌，將盾構機刀盤抱死，造成刀盤啟動扭拒過大，在盾構機停機后，向刀盤和土倉內注入適量的泡沫及稠膨潤土漿液，膨潤土漿液建議配比為膨潤土：水=300：700（重量比），膨潤土漿需提前制備好并充分發酵。在停機期間，將土倉內的平均土壓力建立在1.5bar以上；在注入膨潤土漿液的過程中，同時旋轉刀盤，使倉內的砂土與漿液充分混合，以利于在開挖面和刀盤四周形成泥皮，達到保持開挖面穩定的要求。

（2）在停機時間超過24小時以上時，為防止泡沫的消散，僅通過注入稠膨潤土漿來維持開挖面的穩定，在停機期間應密切注意倉內土壓力的變化，在平均土壓力低于1bar時，特別上部土壓低于0.6Bar時應及時補注膨潤土漿液，以維持整個開挖面的水土壓力平衡。

三、洞內監測

既有鐵路以及周圍地面的沉降是該風險工程的監測重點，對鐵路沿線以及周圍構筑物均進行系統調查，對洞內襯砌變形情況進行監測，制定專門的施工監測方案，建立完善的監測網絡，確保監測成果的準確及高效，為施工提供確實可靠的數據保證。地面線路及路基監測由鐵路部門施工監測單位進行。洞內襯砌變形監測由地鐵盾構區間施工單位進行。具體洞內監測方案如下：

1、監測內容

主要為襯砌的拱頂下沉、水平收斂和隧底隆起和襯砌以及管片的橢圓度。

2、測點布置

盾構下穿鐵路及前后各15m直接影響范圍內共布置管片襯砌變形監測斷面3個，分別在鐵路路基前15m，路基正中，和過鐵路路基后15m處。

監測斷面的拱頂（0°）、拱底（180°）、拱腰（90°和270°）處共埋設4個測點，分別為拱頂下沉、隧底隆起和水平收斂監測點。

隧道橢圓度監測為：通過上述四點量測管片襯砌橫徑和豎徑的變化，并以橢圓度表示管片圓環的變形，實測橢圓度=橫徑－豎徑。

3、監測儀器及精度

管片襯砌隆沉及水平位移監測：全站儀及反射棱鏡，監測精度：測角和測距分別為2.0″和2mm+2ppm。隆沉也可采用水準儀。

管片襯砌斷面收斂變形監測：全站儀，監測精度：測角和測距分別為2.0″和2mm+2ppm；收斂計精度為0.06mm。

4、監測頻率

分別在襯砌拼裝成環尚未脫出盾尾即無外荷載作用時和襯砌環脫出盾尾承受外荷作用且能通視時兩個階段進行監測。襯砌環脫出盾尾后1次/天，距盾尾50m后1次/2天，100m后1次/周，基本穩定后1次/月。

結束語

實踐證明，地鐵區間穿越既有鐵路站場時，只要各種影響因素分析透徹、設計方案正確、施工措施得當，同時加強監測并及時反饋指導設計與施工，做好以上各個環節的工作是能夠滿足沉降控制要求的。

參考文獻

[1] 趙承志，蘇華友. 深圳地鐵5號線區間隧道盾構穿越鐵路施工技術[J]. 中國市政工程. 2011(01)

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關鍵詞　地鐵　永久　監測　基準點

1 前言

地鐵是城市現代化的標志之一，也是一種快速現代化的公共交通系統，進行地鐵隧道鋪軌后的變形監測，就是要為地鐵運營提供安全保證。從廣州地鐵1、2號線鋪軌后變形監測情況來看，進行地鐵隧道鋪軌后的變形監測很有必要。但地鐵隧道變形監測離不開基準點，現將廣州地鐵1、2號線的實踐經驗與大家交流，希望能以提高地鐵隧道變形監測的質量。

2 基準點位置的選擇

基準點是變形監測的基礎，選擇基準點位置的一般原則是:基準點應布設在變形體或變形區之外，且地質情況良好，不易破壞的地方。但就地鐵建成后的實際情況來看，從經濟性和可操作性考慮，基準點設在地鐵外是不可取的。若監測基準點設在地鐵外，一方面將增加引測進地鐵的工作量;另一方面引測進地鐵，因測量條件差，測邊短，俯、仰角大，測量的質量很難保證。若在地鐵區間隧道內設立基巖基準點或倒垂基準點，將會破壞地鐵隧道整體防水性能和地鐵的鋼筋混凝土結構，這是很不適宜的;同時因地鐵區間是一線狀的地下建構筑物，永久監測的基準點數量比較大，如果基巖基準點或倒垂基準點設在區間隧道，其設置費用將比較高。而地鐵車站所處的地質條件一般較好，遇到不良地質，皆進行地基處理，所以可以將車站看作一個大的穩定的剛體，發生變形的可能極小;另外，個別車站發生變形，也可從鄰車站的位置關系反映出來，不至于對監測基準點體系造成影響。因此，可以把變形監測基準點建立在車站上，如選擇車站的鋪軌控制基標或埋設的特殊點作為變形監測的基準點。

3 基準點確定

基準點設置在車站是既合理，又經濟。廣州地鐵1號線變形監測的基準點是車站及隧道內(極少部分)的鋪軌控制基標，鋪軌控制基標是在利用車站及隧道內一級精度的施工控制導線點和三、四等精度施工控制水準點基礎上測設的，與車站的鋪軌控制基標的坐標和高程有較大的誤差。而水平位移監測的導線精度要求為不低于三等導線，后者在作業精度的要求方面遠高于前者，即以低精度的基礎導線點作為高精度測量的平差依據，雖然變形監測側重于對兩次監測成果進行比較，在保證作業路線、作業儀器、作業人員乃至作業精度不變的情況下，對導線兩端控制點的精度依賴不大，但兩次測量的閉合差以及其在誤差分配方面的不一致，在一定程度上會損害三等變形監測成果的精度，這在水平位移監測內業計算中體現出來。另外垂直位移監測是按一、二等水準測量有關要求進行的，同時地鐵主體結構(隧道)在不良地質地段(如:飽和粘土、河溝等)發生垂直位移可能極大。這樣同樣存在以低精度的基礎水準點作為高精度測量的平差依據的弊端。同時，因變形監測的基準點為車站內的控制基標，個別車站的控制基標點數滿足不了監測方案的要求，而在靠近站端的區間內選擇了控制基標作為基準點，這些基準點本身也有可能受到區域變形的影響(如一號線長壽路站)，若存在變形也將影響監測的精度。

綜上所述，并結合進行多處地鐵內局部監測，將基準點設置在道床中央對監測精度提高的事實，在進行廣州地鐵2號線變形監測時，采用在車站左右線按間距在120m以上要求各設置一條邊作為基準點邊(平面高程共用)，為滿足垂直位移監測基準點的要求，需要在水平位移監測基準邊分中再設置一點。在基準點確定后，在一個合適的車站，垂直位移監測基準點與車站的控制基標聯測，從而可推算出其它各車站基準點的近似高程;在每個車站水平位移監測基準邊點與控制基標聯測，推算其它各車站基準點的近似坐標(其坐標不用于水平位移監測內業工作)。這樣就形成相對獨立并聯測了廣州城建坐標系的變形監測基準點系統，消除了原控制基標點位誤差對變形監測的影響。

4 2號線基準點確定的優點

廣州地鐵1號線變形監測的基準點是車站及隧道內(極少部分)的鋪軌控制基標; 2號線變形監測時，采用在車站左右線按間距在120m以上要求各埋設一條邊作為基準點邊并在合適的車站聯測地鐵內城建坐標系統。通過廣州地鐵1、2號線變形監測工作實施，發現2號線變形監測基準點確定對監測工作的實施有以下幾個優點。

① 消除了原控制基標點位誤差對變形監測的影響。在進行1號線監測時，僅水平位移監測從一個車站經區間附合至另一個車站，因每一車站鋪軌控制基標與前后車站的鋪軌控制基標在平面坐標方面有較大的誤差而導致導線全長閉合差滿足不了規范的要求，曾進行了多次重測。在進行2號線監測就沒有出現上述的情況;

② 提高了監測警戒值。1號線水平位移監測警戒值是橫向變化±6mm，對應120m的角度變化是10″，2號線則是水平位移監測控制點間角度變化是6″～8″(監測控制點邊長≥120m，取6″;監測控制點邊長≤80m，取8″)，加密水平位移監測點橫向變化±4mm;

③ 使用方便。當鋪軌控制基標位于兩側的水溝中，因溝中有流水帶來的垃圾，造成基準點尋找難;同時因溝中有水，不方便水平位移監測工作對點。2號線則未產生上述情況。

5 結論

通過對廣州地鐵1、2號線變形監測工作的比較，充分證明了變形監測基準點確定的重要性和對監測工作影響。

參考文獻

1 建設部綜合勘察研究設計院主編.建筑變形測量規范，JGJ8-97.北京:中國建筑工業出版社

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關鍵詞：移動檢測技術；地下工程開挖；應用

中圖分類號：TN 文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）06-0353-01

在社會經濟高速發展的情況下，地面建筑的空間已經越來越少，地面交通的擁堵問題也日益嚴重，這就到這越來越多的大中城市開始將解決這些問題的目光投向了地下。地下空間作為城市的重要資源，在發達國家得到了國方面的應用，，我國城市地下空間的開發利用已經受到廣泛重視、城市地下工程的興建已經成為一種趨勢。就地下鐵路來看，我國從1965年開始修建地下鐵道，至今已有北京、天津、上海、廣州、深圳、南京等大城市建成部分地鐵，杭州、武漢等其他城市以即將或將要修建地鐵，我國的地鐵建設已經步入快速發展階段。

1 地下工程開挖對地表的危害

地下工程開挖引起的地表變形對于地面環境和周邊建筑物有著嚴重的損害。在地鐵工程施工中，地表沉降事故發生的概率很高，以深圳地鐵一號線的建設為例，在施工工期內，地面沉降事故占總事故的25%。事故發生地位于深圳市區繁華地段，對工程周圍的建筑物以及地下管線產生一定的影響。地表沉降的主要危害：

（1）沿海地區沉降使地面的雨海綿，受海水侵襲；

（2）一些港口城市，由于碼頭、堤岸的沉降而喪失或降低了港灣設施的能力；

（3）橋墩下沉，橋梁凈空減小，影響水上交通；

（4）在一些地面沉降強烈地區，伴隨地面垂直沉陷發生的較大水平位移，會對許多地面和地下構筑物造成巨大危害；

（5）在地面沉降去還有較為常見的現象，如深井管上升、井臺破壞，高擺脫空，橋墩的不均勻下沉等，這些現象雖然不至于造成大的危害，但也會給市政建設的各方面帶來一定影響。

以地鐵工程為例，進行地標移動監測的重要性體現在兩個方面：

（1）城市地鐵工程一般位于城市的繁華地段，周圍建筑物密集，各種地下管線縱橫復雜交錯，一旦沉降事故發生，將可能造成建筑物開裂、傾斜、地下管線斷裂等事故，影響市民正常生活，造成各種糾紛、進而影響工程施工的進度，增加工程的費用。

（2）沉降事故在地鐵工程的施工中屬于多發事故.同時其發生的直接表現為地下隧道拱頂的下沉或塌陷，而這種塌陷的發生又多于圍巖涌水、涌泥，支護失效，工程爆破等原因引起。這些原因的存在和發生，導致施工現場的人員傷亡、設備破壞、進而影響工程進度，增加工程費用、造成嚴重的后果。

可以看出，事故的多發性和事故后果的嚴重性，使沉降事故成為地鐵施工中的重大風險因素，對地鐵工程地表移動監測與預測的研究是十分必要的。

2 地表變形監測技術

隨著科學技術的不斷發展，地表變形的監測方法也有了更多的選擇。由于地下工程開挖引起地表變形的問題關系重大，涉及到公眾財產和人身安全，因此數據需要具有比較高的精度和較高的觀測頻率，因而對于觀測速度的要求也比較高。

在區域性變形監測方面，GPS已成為主要的技術手段。近10年發展起來的空間對地觀測遙感技術――合成孔徑雷達干涉測量，在檢測地震變形、火山地標移動、冰川飄逸、地表沉降、山體滑坡等方面，實驗結果的精度已達到cm或mm級，表現出了很強的技術優勢。

在地下工程開挖地表變形監測中采用靜態GPS方法，連續觀測4~6h，可達1mm左右的測量精度。在大壩、橋梁、滑坡的變形監測中，自動高精度全站儀也得到廣泛應用，自動全站儀可以自動尋找目標，在計算機控制下可定時對一系列變形點自動觀測，并將觀測數據傳輸給檢測中心處理。新型的機關掃描儀采用漫反射測距，測距精度為3~5mm，測量距離已達幾百米之遠，可在短時間內獲得建筑物的影響和點陣的三維坐標，因此，在拱壩、橋梁、高邊坡的變形監測中有較好的應用前景。但是精密水準測量依然是高精度高程信息獲取的主要方法。

北京地鐵一號線的地下和地表變形監測工作主要采用傳統的精密水準測量方法來完成。監測工作采用了高精度的靜力水準儀，在各個檢測點上安裝了這種造價昂貴的水準儀，測量精度可以達到0.1mm。每10min采集一次數據，直接和電腦相連接，可以實現24小時自動實時監測。面監測點的平面坐標測量則使用leica公司生產的TCA1800全站儀，測距精度可以達到1+2ppm，測量精度可以達到1秒，采用這些高精度的測量儀器可以基本保證測量的精度要求和速度要求。

2001年廣州市廣州地鐵總公司批準了“非地鐵施工時地鐵結構變形監測”的科研項目，采用TCA2003全自動化全站儀為基礎組成的自動變形監測系統，可以24小時無人值守，連續監測運行中的地鐵隧道變形，且每次監測可以在地鐵運行間隔內迅速完成。監測到的數據可以實時提供給施工方，已指導當前及下一步的施工，在工程應用中取得了良好的效果。

一個完整的自動化動態監測系統是指在無需操作人員干預的條件下，實現自動觀測、記錄、處理、存儲、報表編制、預警預報等功能。它由一系列的軟件和硬件構成，整個系統配置包括TCA自動化全站儀、棱鏡、通訊電纜及供電電纜、計算機與專用軟件。

系統特點：

（1）在無人值守的情況，可以實現24小時連續自動檢測，列車運行時，系統也可以自動進行監測，克服了傳統測量方法的不足，節約了大量的人力，為地鐵安全運營應提供了保障。

（2）建立高精度的基準點，采用實時差分式測量方案，可以最大限度的減弱或者消除誤差因素，從而大幅度提高測量結果的精度。變形監測點位精度優于1mm。

（3）實時進行數據處理、數據分析、報表輸出及提供圖形等。

（4）遠程監控，實時報警。

（5）在短時間內同時測得點位的三維坐標，可根據設計方案的要求做全方位的預報。

三維激光影像掃描儀技術是20實際90年代中期出現的一項高新科技，是繼GPS空間定位系統之后的又一項測繪技術新突破。是一種嶄新的革命的測量工具。三維激光影像掃描儀小型便攜，精確高效，安全穩定，可操作性強，能在幾分鐘內對多感興趣的趨于建立詳盡準確的三維立體影像，能提供準確的定量分析，可廣泛應用于各相關領域。三維激光影像掃描技術，作為一種全新的測繪技術，具有許多新的特性及功能，將其引入到變形監測領域，探索其在該領域內的應用方法及理論。將具有及其現實的意義。盡管國內外已有將該技術應用于構筑物的變形及安全監測的先例，但與其配套的理論和方法仍然欠缺，迄今為止，尚未發現有相關的論述基于三維激光影像掃描技術的變形監測的較為系統的文獻。

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見到史聰靈本人之后，記者深深感受到他的隨和與樸實――臉上一直帶著謙遜的微笑，一說到研究的工作，就打開了話匣子……

理論與實踐的結合

史聰靈說：“我最大的愿望就是把我所學到的理論知識用到實踐中去。科研要解決實際的問題，才能產生更大的用途。”史聰靈在碩博連讀時，所學的專業是工程熱物理，與火災安全密切相關。博士畢業后，史聰靈認為中國安科院的科研工作與自己的專業結合度較高，所研究領域大多涉及社會公益，非常有意義。另一方面，安全生產又是一個與實際聯系非常緊密的科研方向，因而進入中國安科院，成了他的必然選擇。“2005年當我剛進入單位工作時，我們國家已經進入軌道交通快速發展的時期，軌道交通是城市中最大的基礎設施工程之一，直接服務對象是老百姓，其安全性與老百姓的生命安全息息相關，因此對其安全的要求也較高。地鐵不同建設階段對安全相關技術的需求也比較大，特別是地鐵防火和人員疏散是建設和運營期間的關鍵問題之一，而這些正與我在研究生期間所從事的專業研究內容相契合。”史聰靈說道。

在碩士和博士研究生期間所做的實驗和理論研究工作，對史聰靈現在的工作幫助很大，“比如火災的計算仿真、模型實驗、現場全尺寸火災實驗等，我在火災科學國家重點實驗室時就一直在做，現在結合實際工程則做得更系統、更完善了。”博士期間他參與完成了多次大型的現場火災實驗，同時對建筑排煙問題開展了較多的基礎實驗和理論研究。“我在那段時間得到了不少鍛煉，現在工作中的很多方法和思路都是從那時候開始形成的。我的體會就是，無論從事什么工作，最基本的實踐積累是非常重要的。”

正是基于這樣的體會，現在作為碩士研究生導師的史聰靈也在這樣要求自己的學生。他一方面在理論上耐心地和學生交流，讓他們少走彎路；另一方面也盡量讓他們到現場實地學習，獲得現場的實踐經驗。“我們讓學生自己承擔一定的實際工程項目，給他們一個很好的鍛煉和積累的機會。因此我們的學生走向工作崗位以后通常實踐能力很強，能夠獨立解決問題。”

中國安科院交通安全研究所所長鐘茂華說：“史聰靈的科研能力很強，他善于從實踐中提煉出理論依據，又特別善于將理論運用到實際當中去。例如‘地鐵車站及區間隧道現場熱煙測試設備及方法’等多個實用方法已獲得國家專利，一些創新的技術成果已形成了多項行業標準。他的努力讓這些科研成果落地生了根、接了地氣。”

其中，史聰靈和其所在團隊建立的“地鐵防災系統安全性能全尺寸現場熱煙檢測技術”，可實現多方位、可視化、整體性、實尺度的地鐵關鍵設備和設施檢測，較好地實現了地鐵工程在試運營前的各項防災系統的安全性和可靠性檢測。這個工作有什么好處呢？史聰靈舉了一個例子：“防災系統是地鐵的基本安全保障設施，是地鐵各防災能力設計的基本前提條件，和乘客安全息息相關。我國技術和驗收規范體系中，針對地鐵各系統的檢測，往往都是功能性的單體測試和綜合聯調，根據專業條塊劃分，有關部門各自組織檢測和驗收工作，如消防驗收、試運營前安全設施驗收、各專業設備驗收、防雷檢測等。但是地鐵各個專業系統聯合在一起形成一個大的系統，在災害情況下的綜合防災性能怎么來檢測是一個關鍵的問題。讓新建地鐵在開通前的安全性得到有效檢測是我們的目標，我們目前初步形成了對地鐵主要系統的防災功能、聯動效果、防排煙能力等綜合性、整體性的現場檢測方法，并且已經形成了安全行業標準。目前國內地鐵開通前基本都要采用這個方法進行測試。”現場檢測出問題，不但要立即給企業指出隱患，還要能夠幫忙找出有效的解決方案。史聰靈在某城市地鐵進行全尺寸熱煙檢測的時候，原本的設計方案是要打開屏蔽門的端門，利用區間隧道通風系統進行排煙。但是經過檢測后，發現從扶梯補充下來的空氣直接通過兩端的端門進入隧道，氣流發生了短路，風機抽出來的風都是從樓梯下來的風，而且站臺形成了較大的橫向流動，在兩端區域的煙氣混合嚴重，中間站臺區域的煙氣卻排不出去。“設計單位很詫異：這個方案在全國多個城市都在用，沒覺得有什么問題，但是一經實際檢測就能看出毛病。其實，排煙效果與屏蔽門開關方式、通風排煙系統制式、樓梯的補風，以及風口、風量都有關系。”史聰靈對現場情況進行了細致地考察，最終提出讓控制系統和中間的屏蔽門做成一個聯動，在打開排煙系統的同時，也打開中間的兩扇屏蔽門，再重新進行測試，站臺的煙氣很快就被抽掉了。設計單位也得到了很大的鼓舞，決定在以后的類似設計時使用這種方案。“通過現場的全尺寸火災系統實驗檢測，能夠真實地反映自動探測報警、通風排煙等各個防災系統的工作效果，能夠解決實際遇到的問題，通過我們的工作能夠為老百姓地鐵乘車安全貢獻一點薄力，我也很有成就感。”史聰靈說。

“挑戰并不可怕”

史聰靈所在團隊的成員胥旋提起他來笑談：“史聰靈是個喜歡自己制造問題，又自己解決問題的人。不管想盡什么辦法，都要克服困難把問題解決。”用史聰靈的話說，“制造問題”是因為他不喜歡重復性的工作，而喜歡給自己創造挑戰，“做研究，挑戰并不可怕，重復才可怕。”

從2004年開始，國家安全監管總局逐步加強城市軌道交通的安全監管工作，史聰靈所在的團隊隨之在全國開展了地鐵安全評價和安全技術服務工作。“當時城市軌道交通是一個新興產業，安全評價體系框架還沒有，其中也借鑒了一些國外的經驗，但是畢竟各國的安全理念和安全風險不太一樣，而且國外發達國家軌道交通基本處于穩定運營期，和我國所處的階段也不一樣，建立我國的城市軌道交通安全評價體系還需要結合自己國情，通過實踐逐漸摸索出來。”

近10年來，史聰靈所在的團隊奔赴全國30多個城市、200多條線路，開展安全評價、現場監測、安全設施驗收和測試工作。特別是在地鐵開通前，開展防災系統實尺寸熱煙測試實驗。實驗時，需要協調十多個專業系統的設計、建設、施工、設備廠家、監理等二三十家單位的人員，少則四五十人，多則上百人，協調難度非常大，哪個環節配合不好都會造成測試的失敗。因此每到測試實驗的時候，史聰靈作為總指揮都十分謹慎，不管哪里出現問題他總是第一個沖過去解決。“團隊里的成員都有分工，但史聰靈作為一名‘ 全能型選手’，哪個方面人手不夠，他就自己頂上”。鐘茂華說，“他和一般的學者不一樣，在實驗現場的時候，他往往能夠和設計、專業技術人員及配合的工人們‘打成一片’。通常來講，現場工作人員組成比較復雜、部門眾多，人員是不太容易管理的，但是很多時候，史聰靈通過專業的知識和提出的方案，讓他們比較信服。”

近年來，在史聰靈所在團隊的努力下，一整套地鐵工程全過程風險評估體系建立起來，形成了一系列行業標準，用以支撐我國對城市軌道交通的安全監管工作。“以前地鐵里的很多安全因素都沒有受到過關注，比如一個風閥，只要沒經過大火就一直不會被用到。長此以往，會導致工程施工方、設備商和業主對這些安全設備的輕視，進而導致設備質量的下降。通過實地檢測評估之后，業主就不敢輕視這些防火排煙設備的建設。”

現在，全國已經有北京、廣州、西安、成都等34個城市中的200多條地鐵線路，從設計、建設，到運營，均采納了中國安科院的科研成果。史聰靈希望通過這樣一個安全評估體系，能夠推動整個行業的安全水平發生質的變化。

拒絕“差不多”

史聰靈認為，自己的工作是神圣的，要始終保證公益與公正，“在為企業提供安全測試時，經常有施工和設備方說，就這么著吧，差不多得了。但是我們絕對不能‘差不多’！人家請我們做安全評估，我們一定要把好安全的關口，因為這不是為了一兩個人的利益，是為了大眾的安全，為了公益。今天放松了一個隱患，明天就很可能釀成大禍，也會造成整個安全評價行業的公信力下降，因此必須公正。”現在，經過史聰靈團隊評價過的建設單位都很信服――雖然史聰靈曾經給他們“挑”出過問題，甚至現場直接認定他們的地鐵工程沒通過測試，“按說應該很惱火吧，但是他們理解后，卻希望我們多給他們做幾個站的測試，因為確實給他們解決了實際問題。”史聰靈笑著說。

團隊成員石杰紅告訴記者：“史聰靈的科研能力及他在學術上的嚴謹和認真，令我們整個團隊都非常佩服。雖然工作任務重，但他從來都不會‘差不多就行’，任何工作都是認真完成，以至于他工作到凌晨兩三點都是經常的。有一次我在凌晨2點給他發了一份文件，他立刻就回復了，好像無論什么時候他都在線一樣。”

對于團隊的得力干將，鐘茂華說：“史聰靈思想非常活躍，創新能力強，他的多項研究成果都達到了國內外先進水平，并且多次作為特邀嘉賓在國際會議上進行學術交流，這些創新不是一天兩天能夠做出來的，而是經過了長期的積累、堅持和努力。他這個人非常能吃苦，做現場檢測實驗的時候，每次他都是親自到現場做各種準備工作。地鐵白天要運行，實驗就得晚上做，一個測試實驗做下來，他常常要連續幾個晚上通宵熬夜。他先后承擔了多項安全生產“十二五”課題、自然科學基金，有時候好幾個課題同時開展，提供的技術服務每年有幾十項，平均一兩個月就完成一個項目。這導致了他長期處在一個緊繃的狀態，一年到頭有一半的時間都在外地，即使不出差的時候，節假日也總在辦公室加班。”

篇10

關鍵詞：隧道；地裂縫；模擬；沉降；穩定性

中圖分類號：U45文獻標識碼：A

0引言

地鐵建設事業近幾年發展的如火如荼，也成為了一個城市是否發達的間接標志[1-2]。無論地質條件如何，地鐵線路不可能為了躲避不良地質條件而太不規則。西安地鐵就是這樣一種情況，一號線在CK區段不可能避免地要穿f4地裂縫而過。地裂縫的活動會引起附近地表建（構）筑物開裂損毀、道路變形破壞、橋梁開裂或錯位等一系列地表災害效應[3-4]。如何避免這一問題的發生，需要展開大量研究。因此，本文以西安地鐵一號線CK段暗挖隧道為依托，研究了減小施工中地層變形的施工措施，這對于地鐵安全施工具有重要的工程價值。

1工程概況

1.1工程概述

西安地鐵1號線，西起后衛寨，沿棗園路、大慶西安地鐵一號線路至玉祥門外，穿越古城墻玉祥門后沿蓮湖路、西五路、東五路至朝陽門里，穿越古城墻朝陽門后，沿長樂路東行，跨河后沿紡北路至終點紡織城車站。線路全長23.9千米。左右線隧道線間距15米。

f4地裂縫與1號線相交于康復路西側，走向NE70°，傾向SE，傾角85°，線路在ZDK23+203.4處穿越此地裂縫。交角為45°左右，表現為上盤下降下盤上升的正斷層特征。

1.2水文地質情況

區間范圍內地表一般均分布有厚薄不均的全新統人工填土；其下為上更新統風積新黃土（局部為飽和軟黃土）及殘積古土壤，再下為中更新統風積老黃土、沖積粉質黏土、粉土、細砂、中砂及粗砂等。

該區段為興慶湖滲漏抬升地下水位影響區，地下水流向為NW。水位年變幅1m左右。區間場地潛水賦存上更新統殘積古土壤、中更新世風積黃土及沖積粉質黏土等黏性土層。主要含水層為中更新統沖積粉質黏土中2～3層中砂透鏡體夾層，分布不均勻，該層透水層好，賦水性強。

2施工方法

本區間縱向下穿長樂路和康復路兩條城市主干道，對地層變化控制尤為嚴格。而CRD施工（全稱交叉中隔墻法）是一種適用于軟弱地層的隧道施工方法，特別是對于地表沉陷的控制有很好的效果，一般主要用于城市地下鐵道施工中。CRD法適用開挖跨度較大，對圍巖沉降變形控制嚴格，采用CRD法開挖，開挖的每一步都各自封閉成環，兼有臺階法和雙側壁導坑法的優點，有利于圍巖穩定，保證施工安全。因此本區段建議采用CRD法施工隧道穿越地裂縫。

為增加掌子面的穩定性和保證干作業條件，建議采用φ42mm小導管對C型斷面拱部及邊墻輪廓線外2m范圍，仰拱輪廓線外2m范圍進行注漿超前支護加固。

那么所建議的施工方法和輔助措施是否有效，還需要通過計算來確定。

3數值模擬

3.1軟件選擇

FLAC3D(Fast Lagrangian Analysis of Continua，連續介質快速拉格朗日分析)是由Cundall和美國ITASCA公司開發出的有限差分數值計算程序，主要適用于巖土工程問題的力學分析。該程序建立在拉格朗日算法基礎上，特別適合模擬材料大變形和扭曲問題。FLAC3D采用顯式算法來獲得模型全部運動方程(包括內變量)的時間步長解，從而可以追蹤材料的漸進破壞和垮落，本文采用該軟件進行數值分析工作。

3.2模型建立

計算采取如下假設條件：①已經采取了降地下水措施，可以保證較干燥作業。②地裂縫傾角為90º（較為接近實際）③地層簡化為3層，且掌子面注漿擴散均勻。

模型尺寸取為長×寬×高=100m×60m×40m。地裂縫采取接觸面單元，模型采取摩爾庫倫準則。

圖1 FLAC三維數值模型

3.3模擬參數及計算

表1 模型計算參數一覽表

3.4計算結果

圖2 地層最大位移云圖

由計算得到的地層位移云圖可知，拱頂沉降最大值為13mm左右，拱幫收斂最大值為5mm；地表沉降最大值為23mm左右，處于允許范圍（分別為20mm、10mm和30mm）之內。證明建議的施工方法和輔助施工措施是可行的，地層變形是可控的。

4施工結果

4.1施工注意事項

在施工中應該著重控制好以下要點：

（1）超前小導管的長度、間距、打設角度及布設位置等詳見表2。其次，在隧道仰拱部位外側預埋注漿管，注漿管沿隧道縱向每隔1.5m布置一道，每道環向注漿管用接頭接鋼管并豎向引至二次襯砌內側，運營時根據地裂縫活動情況，適時向仰拱初支下土層注漿。

表2 超前小導管參數一覽表

（2）在施工完初期支護結構之后，必須及時施作內襯，嚴格控制初期支護與二次襯砌之間的安全距離；內襯采用鋼筋混凝土結構。

（3）過地裂縫段需設置變形縫，初支變形縫位置與二襯保持一致，采用初襯格柵的縱向連接筋斷開，使之協調變形，并且每道變形縫接口處局部厚度需要加大以適應地裂縫較大變形，二襯變形縫采用特殊防水措施。

（4）地裂縫段防水采用設置特殊變形縫的方法，在地裂縫處的結構變形縫主要采用一道可伸縮的止水帶及兩道預壓縮的GINA（吉娜）止水條防水。

4.2現場監測分析

觀測點類型和數量的確定應結合本工程性質、地質條件、設計要求、施工特點等因素綜合考慮，并能全面反映被監測對象的工作狀態；為驗證設計數據而設的測點布置在設計中最不利位置和斷面上，為結合施工而設的測點布置在相同工況下的最先施工部位，其目的是及時反饋信息、指導施工。表面變形測點的位置既要考慮反映監測對象的變形特征，又要便于應用儀器進行觀察，還要有利于測點的保護；埋測點不能影響和妨礙結構的正常受力，不能削弱結構的剛度和強度；

為了全面反映洞周土體變化及對地表的影響，分別選取地表沉降位移和隧道拱頂沉降及兩幫收斂位移三個觀測方面綜合反映其穩定性和變化規律。

為檢驗施工方法是否安全可靠，在ZDK23+200（一斷面）、ZDK23+210（二斷面）和ZDK23+220（三斷面）處共設置了三個監測斷面進行拱頂下沉和兩幫收斂監測分析。

圖3 施工期間及其后隧道內監測數據變化曲線

拱頂下沉大致可以分為三個階段，在0～15d時，其下沉量明顯增大；15～30d時，下沉量雖然由于土體釋放應力繼續增大，但其下沉速率已經放緩，到30d之后趨于穩定，最終拱頂最大下沉量為16.3mm。水平收斂的監測結果基本和拱頂下沉監測結果保持一致，如圖5.14所示，其變化規律大致相同，也基本分為三個階段，都主要受到施工方面的影響，最大水平收斂量為7.1mm。均處于安全范圍之內。

圖4 施工期間及其后地表沉降變化曲線

一般來說淺埋暗挖地鐵隧道的地表橫向沉降基本形成以隧道縱向中心線為對稱軸的沉降槽，但本段處于地裂縫影響范圍內，必然有其特殊性。地裂縫與地鐵隧道的夾角為45°，本監測斷面左側正好位于地裂縫與地鐵隧道的夾角處，所以累計沉降量大于隧道頂部的沉降值。由圖4可知，地表左側的4個監測點累計沉降量及沉降速率明顯大于地表右側的4個監測點，其最終沉降量為27mm（小于安全值30mm），平均沉降速率達到0.48mm/d，說明此監測斷面的地表沉降在正確的施工方案指導下得到了控制。

5結語

（1）本地鐵區間隧道通過地裂縫段時，通過FLAC三維數值模擬計算建議采取的CRD工法以及在掌子面外2m范圍內進行超前小導管注漿是正確的，可靠的，這對西安地鐵后續施工穿越地裂縫具有一定的參考意義。

（2）施工現場跟蹤監測結果表明，本文中地鐵區間隧道通過地裂縫時所采取的變形控制措施，在很大程度上使地表變形、隧道拱頂沉降和隧道兩幫收斂都處于安全范圍之內。

參考文獻

[1]張慶賀,朱合華,莊榮等編著.地鐵與輕軌[M].人民交通出版社,2002.

[2]郝建斌，門玉明，李凱玲.地鐵隧道正交穿越地裂縫的結構變形預測[J]. 廣西大學學報，2011,36（1）128-131.