暗挖隧道下穿既有线路基沉降自动监测系统研究

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1、程‘篓鬃剑_／：]暗挖隧道下穿既有线路基沉降自动监测系统研究·银健民摘要：东莞一惠州城际轨道交通工程暗挖隧道下穿广深铁路I、Ⅱ、Ⅲ线施工时，路基沉降采用自动监测系统监测。从监测项目、沉降监测点布设、监测设备、沉降监测精度与技术要求、监测频率与监测控制值及警戒值方面论述沉降监测；从自动监测系统组成、自动监测信息系统、精密光电测距三角高程测量原理和精密光电测距三角高程测量精度方面分析自动监测技术；从沉降曲线和沉降数据统计分析自动监测结果；提出采用基于自动全站仪的自动监测系统监测暗挖隧道下穿既有线路基沉降可行等结论。关键词：暗挖隧道；既有线；路基沉降；自动监测系统中图分类

2、号：U213．1文献标识码：A文章编号：1672—061X(2014)03一(7)069—04程范围至隧道二次衬砌施工完成一个月后，需对广深铁路1概况I、

3、J、Ⅲ线进行监控量测，连续监测施工影响范围的路东莞一惠州城际轨道交通工程常平一常平东站区间基沉降、接触网立柱和信号机等附属设施基础的沉降，以暗挖隧道下穿广深铁路l、¨、III线情况见表1。暗挖隧及轨道几何状态变化情况，为信息化施工提供可靠数据，道区段上覆第四系全新统人工堆填层、第四系全新统冲积确保施工期间广深铁路I、I

4、、Ⅲ线的行车安全和施工安层)、第四系残积层，下伏基岩为前震旦系混合片麻岩。全。隧道采用矿山法施

5、工，采用马蹄形断面；衬砌结构采用复广深铁路l、l

6、、III线为客运专线，线路等级高，动合式衬砌，初期支护和二次衬砌之间施作全包防水层，二车组列车行车密度大，采用通常人工水准测量对路基沉降次衬砌采用防水混凝土浇筑。隧道为两条双洞单线隧道。进行监测，其受行车影响大，效率低，难以每天多次连续根据设计要求，隧道暗挖施工进入影响作用分界里监测，且在路基上进行监测作业，对行车安全和监测人员表1暗挖隧道下穿广深铁路情况20l4年第3期69蓑技术鬃三剖到o：I川厅工L刍务争程安全造成隐患。因此，采用全站仪自动监测况。路基沉降监测是在路肩两侧监测点位置埋设混凝土方墩，混凝土系统(光电

7、测距三角高程测量)进行监测。方墩中植入螺栓，通过圆钢支架安装小棱镜；接触网立柱基础和信号在此分析基于全站仪的自动监测系统构成、机基础可直接通过圆钢支架安装小棱镜。小棱镜安装高度根据现场实自动监测技术方法、自动监测信息传输与控际观测条件和通视力情况确定。制技术方法，以及现场实际应用情况。(2)基；隹部分。检核测站的稳定性，并对测站位置变化作出修正。根据有关规范和现场实际情况，设定3个基准点，安装了3个L形2沉降监测小棱镜。基；隹点设在隧道下穿施工影响作用范围以外、便于长期保存(1)监测项目。随着隧道开挖施工，其的稳定位置。上方及侧向土压力发生改变。为保证广深铁路(3)

8、测站部分。是整个系统的数据采集终端，由全自动全站J、I

9、、Ⅲ线运输安全，设计单位在设计图上仪、数据通信设备、供电设备及其他附件组成。根据工程现场条件，标定了下穿I、

10、I、Ⅲ线地段的影Ⅱ向作用分界在隧道施工影响作用范围以外的广深铁路IV线(里程DK92+171)路里程，其监测项目为既有铁路路基沉降、接触基旁涵洞顶板上面通视条件较好的位置布设1个测站，测站采用钢管网立柱和信号机等附属设施基础沉降。混泥土强制对中墩。测站部分安装了仪器支座，在仪器支座的钢管混(2)沉降监测点布设。根据设计要求，隧道下穿地段影响作用范围的既有铁路路基表2变形测量精度沉降监测点设置在路基两侧路

11、肩，按每10m间距布设1个，每个接触网立柱基础布设1个，每个信号机基础布设1个。路基沉降布设25个监测点，接触网立柱基础和信号机基础沉降各布设4个监测点。(3)监测设备。采用带精密光电测距三测回间距测回间角高程测量的自动监测系统。蓑煳m荔鞲；辫，较差／较差／mmmm(4)沉降监测精度和技术要求。对变形测量精度等级按三等要求(见表2)；对带精密光电测距三角高程测量的自动监测系统技术要求见表3。(5)监测频率。根据设计要求，隧道下穿施工对既有铁路路基沉降监测频率不得低于常规项目监测频率的2～3倍。沉降监测频率根据路基边坡坡脚距开挖面的水平距离确定(见表4)。(6)监测控

12、制值与警戒值。根据设计要求，隧道下穿施工对广深铁路I、

13、I、III线的沉降监测控制建议值与警戒值见表5。3自动监测技术3．1自动监测系统组成自动监测系统由监测、基；隹、测站和控制中心组成。(1)监测部分。由安装有L形小棱镜的沉降监测点组成，直接反映监测点的沉降情702014：1丰-第3期程鬟紫丝_厅泥土强制对中墩中植入螺栓，用于安装全站仪。仪器支座可用于架后，再观测至fJOA。点和水平面的夹角。设数据通信设备和其他辅助设备，同时配备防护设施，保证仪器安3．4精密光电测距三角高程测量精度分析全。测站部分还安装了由太阳能(500W)和UPS蓄电池组成的供在光电测距三