浅谈地铁隧道结构变形测量和监控

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1、浅谈地铁隧道结构变形测量和监控【摘要】：近年来随着城市建设的发展地铁已成为城市公共交通重要的组成部分。在工程地质条件、人类活动和地面沉降等诸多因素作用下，地铁隧道容易产生形变。为保障地铁线路的结构和运营安全，确保建设、运营、保护区结构监测数据的连续性和整体性，加强永久结构和保护区结构的变形测量与监控，对地铁维护具有重要的指导作用和实用意义。关键词：运营安全结构监测日常巡查管控X924.31.引言在地铁建设与运营工程当中，沉降往往是造成隧道开裂、结构失效的主要原因之一。对于地下铁路而言，隧道的沉降将会严重威胁列车运行安全。本着“预防

2、为主、联动监管、分工负责、及时处置”的原则，重点对地铁隧道永久结构监测、保护区结构监测和巡查等所获得的信息进行分析和整合，及时发现问题并及时处置，对地铁运营安全维护具有重要意义。2.变形监测的实施运营线路永久结构监测是指对线路结构、轨道和设备设施等进行的长期变形监测；保护区结构监测是指保护区内因其它工程的施工而对地铁结构进行的变形监测。巡查分为日常巡查和保护区巡查。日常巡查是指对结构、轨道、设备设施等进行的常态化形变和表象检查；保护区巡查是指对保护区范围内建设活动的检查及其对影响范围内地铁结构、轨道、设施设备等进行的形变和表象检查

3、。变形监测是用测量仪器以地方坐标、线路或轨道中心线等为基准进行监测。当采用“独立、假定或相对”基准时，零状态应进行联测和定期对基准点进行复测。变形监测的主要内容有：水平和沉降位移、断面变形、收敛、垂直度、裂缝、渗漏水等。监测内容和频率应根据结构型式、线路所处水文地质条件等分别确定，并根据变形数据及时调整监测频率和内容。每次监测工作完成后应及时向相关单位提交监测报告，监测报告应包含本次变形量、累计变形量，变形速率、变形曲线图、裂缝与渗漏情况及图片等内容；零状态还应进行摄像，全面记录结构、轨道、设备设施等的初始状态。保护区结构监测方案

4、应经专家评审通过，监测基准应与工后、轨后、永久监测保持统一或进行联测，并将它们的监测点纳入到保护区的结构监测工作中。相关部门应建立巡查制度并纳入到监测方案和监测报告中，并视巡查情况及时调整监测方案。3•数据的整合、分析与安全评估为便于数据分析和管理，永久监测数据应与保护区监测数据和巡查信息进行整合。变形监测数据控制指标：设计文件所规定的总变形值为限值，限值的三分之一为报警值，限值的三分之二为警戒值,并以结构累计变形值和变形速率作为监控指标。根据监测报告对监测项目进行数据分析、分类统计和预测等后，形成技术报告，技术报告应包含：1）车

5、站、区间监测数据小于报警值、报警值〜警戒值、警戒值〜限值、大于限值的监测点个数及占总监测点的百分比；2）监测点变形速率、曲线和累计变形量；3）最大变形点变形曲线和速率；4）周边施工工况与地铁变形情况时空对照；5）渗漏、裂缝统计；6）报警值以上数据的预测和预报；7）建议和采取的措施等。当变形监测数据达到报警值以上时，除上述内容外，报警值以上区域还应增加以下内容：8）隧道结构所处地质条件及地铁设计、施工情况；9）变形曲线的曲率半径、相对弯曲率；10）轨道状态和设备设施的运行情况。4.安全管控及处置（1）监管单位应根据监测进展和数据变化

6、情况等，定期或不定期召开会议，并重点研究变形超标区段的处置工作和编制简报。（2）当结构监测数据超出限值时，且变化速率超标时，在非保护区监测区域，监管单位应及时提交安全评估报告，研究处置方案；在保护区监测区域，应及时通报市建设行政主管部门，并配合市建设行政主管部门召开专家咨询会，确定下一步工作和方案。(3)当结构等出现非正常情况，如鼓出、裂缝(增加或发展过快)、新增渗漏水、道床与结构脱离等形变和轨道平顺度、设备设施发生变化等情况，监管单位应及时上报并积极采取有效措施。5•存在的问题及对策(1)结构监测是结构养护维修的一项重要内容，利

7、用监测数据判断结构的安全并指导结构养修，两者密不可分，因此需要监测数据全面、准确、及时。但是目前大多数地铁单位监测内容及手段单一，仅将沉降监测作为监测项目，监测手段也是人工监测。在未来的监测工作中，可以逐步扩展监测内容，监测手段上大力推广自动化及人工辅助相结合，将单一性监测变成综合性监护，以全面把控地铁结构状态。(2)为防止管理部门及环节过多，容易导致工作流程繁杂,影响数据的及时性和准确性等问题，应加强各部门之间的联动。细化监测管理工作，多方面引进专业技术人才，进一步加大监测项目管控的力度、深度，加强现场巡查、抽检，加强对监测数据

8、的分析、总结等，力争工作流程机制化、全面化，以切实适应各地区地铁的特点。6.结语地铁工程结构本身由于地基的变形及内部应力、地铁运营时反复的振动和曲线上未平衡的离心力等的作用，可能诱发区间隧道洞体的形变和隧道周围土体性质的变化和沉降。只有重视施工期间