测量机器人在黄土地区地铁结构安全保护中的应用

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1、测量机器人在黄土地区地铁结构安全保护中的应用胡自全姜雁飞安市地下铁道有限责任公司辽宁科技大学矿业工程学院摘要：以西安地铁2号线安全保护区内施工的南门广场改造提升项目及南门隧道工程为依托，对永宁门车站及钟楼站一永宁门区间隧道进行测量机器人自动化监测。通过对监测数据的分析，证明自动化监测具有较高的可靠性，可代替传统测量手段应用于地铁结构的安全监测。研究显示，受上覆土体开挖的影响，盾构隧道会出现隆起及竖椭圆受力变形。关键词：城市轨道交通;测量机器人;监测;地铁结构安全;隧道;黄上;作者简介：胡自全，男，硕士，工

2、程师，从事城市轨道交通工程建设技术管理工作，287113131@qq.com收稿日期：2016-10-31ApplicationofMeasuringRobotinSafetyProtectionofSubwayStructureinLoessAreaHUZiquanHUYinlinJIANGYanfeiPEIHongtaoXianMetroCo.，Ltd;UniversityofScienceandTechnology，LiaoningSchoolofMiningEngineering:Abstract

3、：TheupgradingprojectintheSouthGatePlazaandtheprojectofSouthGatetunnellocatedinthesafetyprotectionareaofXi’anSubwayLine2arestudied.TheautomaticmonitoringbythemeasuringrobotisadoptedforYongningmenstationandthesectionaltunnelbetweentheZhongloustationandYongn

4、ingmenstation.Theanalysisofthemonitoringdataprovedthattheautomaticmonitoringsystemwithhighreliabilitycouldreplacethetraditionalmeansofmeasurementusedforsafetymonitoringforsubwaystructures.Researchshowsthattheshieldtunnelwillupliftandhasverticalellipticald

5、eformationinfluencedbyuppersoilexcavation.Keyword：urbanrailtransit;measuringrobot;monitoring;protectionstructuresofsubway;tunnel;loess;Received：2016-10-31四安是世界上第一个在黄土地区大规模建设地铁工程的城市。四安市区域地质构造为沉降門陷区，底部片岩及花岗岩上覆5500飞000m厚度的新生界沉积，第四系沉积厚914~1095m，距地表15m以内的黄土大部分

6、有较强湿陷性。这些黄土具冇高压缩性、湿陷性、随含水量的增高抗剪强度急剧减小的特点，当地下水埋深较浅时，湿陷性黄土在地下水的作用下，呈饱和状态，简称饱和软黄土，其具有软、流槊性、易变形、自稳性较差、承载力低的特点m。四安地铁线网规划范围内有较大厚度的第四纪堆积层，上部以黄土、古土壤为主，下部以粉质黏土夹砂层为主。地下车站和区间的埋深在地面以下39m以内，主要处于黄土地层，局部地区在全断面砂层、富水河卵石地层等［2］。西安南门广场改造提升项目一期工程和南门隧道工程，其棊坑侵入地铁2号线永宁门站和永宁门站一钟楼

7、站区间的控制保护区范围内，安全控制等级为特级位1。为保护地铁2号线的结构安全和运营安全，承包商对工程影响范围内的地铁隧道实施测量机器人自动化监测，以实现信息化施工；同时积累研宄资料，为本地区类似工程项目的设计和施工提供参考依据［4］。1工程概述西安市南门广场改造提升项目一期工程和南门隧道工程分为3个部分:南区拟建为地下2层停车库，北区拟建为地下1层演职人员用房，南、北区之间为南门隧道工程，见图1。南区基坑开挖面积约14850m，深度为11.5m,基坑紧临永宁门站;北区基坑开挖面积约4200m,深度约6.5

8、m,北邻护城河及西安古城墙,下部为永宁门站一钟楼站区间盾构隧道;南门隧道开挖深度约9m,基坑底部至区间盾构隧道最小净距为1.97m。南门广场改造提升项目南区基坑单层部分面积约为500m，最大开挖深度约6.7m,基坑底距区间顶约4.2m,卸荷比例为62%,卸载后土体符合工程抗浮设计要求。北基坑幵挖深度6.8m,距离区间顶约5.6m,区间上部卸荷面积约1600m,卸荷比为56%,卸载后剩余土体满足盾构区间抗浮要求。市政不穿隧道工程