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1、远程自动连续监测系统在复杂地铁工程中的应用论文.freel。桥梁、地面及轨道的不均匀沉降监测,采用电水平尺,监测范围在30~50m。静力水准仪是一种用于测量多点相对沉降的高精密液位系统测量仪,一系列的传感器均采用通液管连接,每一容器的液位由一精密振弦式传感器测出,该传感器挂有1个自由浮筒,当液位发生变化,浮筒的悬浮力即被传感器感应。在多点系统中,所有传感器的垂直位移均是相对于基准点的,基准点的垂直位移是相对恒定的,或者是可用于其他人工观测手段准确确定的,以便能精确计算静力水准系统各测点的沉降变化。电水平尺是由1个电解
2、质倾角传感器固定在1根刚性金属梁内构成,用于检测结构物不同程度的倾斜和移动。梁一般长1~3m,用锚栓安装在结构物上。倾角传感器为精密的气泡式水准仪,象电桥电路一样工作,根据传感器的倾角变化输出相应的位移,此位移就是被监测结构物的移动距离。位移ΔL与倾角的关系是:ΔL=L(sinθ1-sinθ0)式中:L为梁的长度;θ1为现时倾角值;θ0为初始倾角值。(2)既有线路结构或者车站结构上的变形缝、结构与道床裂缝,采用可接数据采集器的三向测缝计监测。测缝计是电感调频类智能数码位移传感器,传感器两端的万向结构适用于各种场合的位
3、移测量。测缝计的外型是直径15mm、长170mm的圆柱体,量程达100mm,灵敏度为0.01mm。将测缝计安装在精制的支架上可实现三向变位的监测。(3)轨距动态扩张采用智能数码位移计监测。位移计的原理与测缝计的原理相同,但它可以连接加长杆,实现较大距离的相对位移的监测。量程达100mm,精度为0.01mm。2.2监测数据采集与远程传送6,7待设备布置调试好后,读取各监测项目的监测值,取3次监测数据的算术平均值作为初始监测值。然后根据监测方案,在计算机软件系统中设置监测频率,通过监测设备采集监测数据。监测设备采集的监测
4、数据通过电缆传输到数据采集器上,数据采集器汇总后通过通讯线路传输到主控计算机,主控计算机处理后通过公共网络传输到监测单位、运营公司和施工单位,实现数据的远程传送。2.3监测数据的后台分析处理与反馈主控计算机接收到监测数据后,通过专业技术软件进行整理、计算、存盘,绘制各种表格及曲线图,当曲线趋于平缓时推算出最终值。各监测项目的原始数据也可以根据需要采用人工方式分析处理。将计算机数据分析处理结果传输到监测、运营、施工单位,各单位根据现场情况和工程经验,判断地层支护结构的稳定性,决定是否需要调整设计参数、改变施工方法或采用
5、辅助施工措施,从而完成信息的反馈。整个监测的流程见图2。3数据处理原始数据经过审核、消除错误和取舍之后,形成日变化数量和累计变化值,存入管理数据库。根据数据计算结果,绘出各监测项目观测值与施工工序、施工进度及开挖过程的关系曲线,并按规定格式提交报表8,9。对监测数据进行回归分析,以预测该测点可能出现的最终位移值和既有线路的安全状况。变形与时间、变形与开挖进尺关系曲线按下列函数形式进行回归分析和图形处理。u=Alg(1+T)(1)u=Ae-B/T(2)u=T/(A+BT)(3)u=A(e-B/T-eB/T)(4)u=A
6、T2+BT+C(5)式中:u为累计变形值;T为量测时间或进尺;A,B和C分别为回归常数。根据回归曲线的拟合程度,选择相关系数最大或方差最小的函数为该量测数据的回归拟合曲线。以所选择的回归拟合曲线趋势值、变化率与信息反馈基本判别准则进行比较,判断地层被扰动状态和洞室稳定状态。如果出现反常曲线,如图3所示,表明围岩和支护呈不稳定状态,应加强监视和保护措施,立即通知甲方、运营公司、施工单位及相关部门。必要时停止开挖并进行施工处理。4工程应用实例地铁5号线的左线采用浅埋暗挖法下穿地铁2号线雍和宫车站。该浅埋暗挖段从雍和宫站出
7、发,向北穿越环线地铁及护城河,终止于1号和2号盾构井。地铁5号线的顶板与地铁2号线的底板净距离约为36cm,浅埋暗挖法穿越长度为22.9m,采用上、下台阶法施工,断面尺寸为600cm×655cm,由北向南开挖。地铁5号线和2号线的穿越关系如图4所示。对既有线路所造成的影响主要包括车站的沉降、结构的弯曲和扭曲变形、变形缝的扩展和错动。对行车安全造成重大威胁10,11。采用远程自动连续监测系统进行监测,主要进行轨道的变位监测、2号线变形缝的监测。监测项目如表1所示,主要测点布设如图5所示。在下穿暗挖施工过程中,进行全程监
8、测,及时处理及时反馈12。图6为计算机显示的某一典型电水平尺测点的沉降历时曲线。通过该曲线可以看到,在曲线急剧下降段,施工对既有2号线轨道结构产生了较大影响,必须采取施工措施进行控制,否则可能造成行车事故。通过施工单位对开挖面及时封闭,进行加强支护后,该测点沉降较快稳定下来。根据该曲线变化趋势进行回归分析,得出最终沉降在3·0mm附近,确保既有
