对地铁施工监测技术及安全预警系统探析

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1、对地铁施工监测技术及安全预警系统探析摘要：作为地下工程，城市地铁建设安全隐患大，风险高。在地铁施工过程中，采取何种措施和手段，保障地铁项目自身及周边建筑环境的安全，是地铁建设的一项重要内容。本文通过结合昆明地铁工人文化宫车站施工过程中的具体监测实例，对地铁施工中的监测技术进行较为全面、系统的总结关键词：地铁施工；监测；地铁建设项目周期长、投资大、施工技术复杂、不可预见风险因素多、对社会环境影响大，属于高风险工程。近年来我国地铁工程中的安全事故屡屡发生，频繁出现人员伤亡、重要市政设施损坏的事故。因此，提高地铁工程的安全管理水平，

2、是应对当前地铁建设的当务之急：以先进的监测设备和技术方法对地铁施工进行监测，通过科学的数据分析辨识风险，并进行风险评估和风险控制，以预防、规避或转移风险，保障地铁施工安全。一、工程概况9昆明市轨道交通首期工程文化宫站为2号线与3号线工程换乘车站，本站位于北京路与东风东路十字路口下地处昆明市繁华的北京路与东风路十字路口，交通疏解压力很大。车站有效站台长118米，宽14米，外包长度307.6米，外包宽度22.9米。车站围护结构采用地下连续墙，开挖采用半盖挖法施工。2号线开挖深度一般为16.578m，最深达18.178m，3号线一般

3、开挖深度为23.56m，最大开挖深度达25.3m。共设6个出入口。文化宫站是目前昆明地铁建设规模、工程量、投资最大的地下车站，车站累计开挖土方量超过40万立方，主体结构钢筋混凝土近10万立方。二、监测目的工程进行信息化施工，通过在工程施工期间对基坑围护体系和周围环境的变化情况进行监测，汇总各项监测信息，可进行综合分析，有利于指导施工，采取各项施工措施以及环境保护措施的实施。三、监测重点根据本工程施工安排和环境条件，信息化监测的重点有以下内容：1)基坑本身的安全监测是工程的重点；2)基坑周围的环境，其变形监测亦是工程的重点。四、

4、监测内容监测内容设置取决于工程本身的规模、施工方法、地质条件、环境条件及常规监测方式，本着经济、合理、有效的原则，遵守工程施工的规律，合理设置监测内容。9基坑开挖是土体卸荷产生应力释放的过程，也是一个应力重新分布的过程，会引起围护体的巨大变形。这种变形贯穿于施工的全过程，但是，这种变形也可以通过合理的设计，有效的施工措施结合“时空效应”理论的信息反馈技术等方法进行有效控制，将变形控制在允许的程度。因此，有效、准确、及时的施工监测是信息化施工的关键。针对一般工程的设计要求及施工条件，总体设置以下监测内容：1)围护体位移（测斜）监

5、测2)围护墙顶沉降与位移监测3)支撑轴力监测4)立柱隆沉监测5)坑底土体隆沉监测6)坑外地下水位（潜水）变化监测7)坑外地表沉降监测8)建(构)筑物沉降监测五、测点布设5.1围护（墙）体测斜孔布设围护体测斜是对基坑开挖阶段围护体向坑内方向的水平位移进行监控，及时掌握基坑变形的动态信息。根据各种规范及地铁公司要求，监测点布置间距宜为3幅地墙（约18m），中间及阳角部位宜布置监测点，每侧边监测点至少设置1个，对于基坑中部，特别是基坑宽度较大、开挖较深、受力集中区域，应予以加密。测斜孔深度必须与围护体深度一致，无效量测深度不得大于2

6、m，否则应在地墙迎土面补设测点。在地下连续墙内埋设测斜管方法如下：9在地下连续墙钢筋笼内绑扎高强度PVC测斜管，管长与钢筋笼长度一致。测斜管外径为70mm，管体与钢筋笼主筋绑扎牢，管内一对十字滑槽（用于下放测斜仪探头滑轮）必须与基坑边线垂直，上、下端管口用专用盖子封好，接头部位用胶水、胶带密封，钢筋笼吊装完后，立即注入清水，防止泥浆浸入，并做好测点保护。埋设时间：与围护体施工同步。5.2围护（墙）体顶部沉降、位移测点布设由于测斜所反映的墙体位移是相对于墙顶（或者墙底）为不动点的相对位移，故尚须测出墙顶的绝对位移，两者相比较才能

7、得出墙体向坑内方向各点的绝对位移。因而，设立墙顶位移监测点应与墙体测斜孔位置相对应。将监测点埋设于第一道圈梁梁顶，同时兼做顶部沉降点。埋设时间：与围护（墙）体第一道圈梁混凝土浇筑同步，同时做好测斜管接出地面工作。5.3支撑轴力布设围护（墙）体外侧的侧向土压力由围护（墙）体及支撑体系所承担，当实际支撑轴力与支撑在平衡状态下应能承担的轴力（设计值）不一致时，将可能引起围护体系变形过大或支撑体系失稳。为了监控基坑施工期间支撑的内力状态，需设置支撑轴力监测点。9为确保基坑安全，监测点宜布置在支撑受力较大、较复杂的支撑上，其测试元件选用

8、钢弦式传感器，量程按设计最大值的1.5倍选用，其安装方法如下：⑴第一道钢筋砼支撑轴力布设钢弦式钢筋应力计（见下图片）来监测支撑受力。钢筋计在混凝土钢筋绑扎完后进行安装，将钢筋应力计焊在距离整个支撑长度的1/2～1/3处混凝土支撑的主筋上（注意：焊接钢筋应力计的主筋必须截断），