地铁隧道变形监测点布设及实施思路研究.doc

专业知识分享版摘 要：由于地铁建在城市地下，建设与运营期间的变形监测尤为重要。目前地铁隧道施工中，国内基本上采用的是盾构施工法，盾构施工中的变形基本上是垂直方向的位移。因此监测点的布设以垂直位移监测点为主，特别地方需布设水平位移监测点的，可以经甲方提出，布设水平位移监测点。本文以地铁垂直位移监测为研究对象，全文阐述了变形监测的技术方法及数据处理分析方法。关键词：地铁隧道施工 变形监测 误差来源 垂直位移 1监测点的布设 目前地铁隧道施工中，国内基本上采用的是盾构施工法，盾构施工中的变形基本上是垂直方向的位移。因此监测点的布设以垂直位移监测点为主，特别地方需布设水平位移监测点的，可以经甲方提出，布设水平位移监测点。 监测点的布设，在轴线方向上每隔1m布设一个监测点，轴线方向两侧25m的范围内如有建筑物或管线，可在这些建筑物或管线上布设监测点，监测点的密度基本上是每3m一个点，建筑物承力的柱子或墙面上，应布设监测点。 2监测点的施放及高程监测工作点的布设 放样监测点前，一般应在隧道贯通的区间内布设控制导线，导线方向应大致与地铁隧道方向一致，导线点的选择应便于施放监测点。导线精度采用城市一级导线，高程监测工作点应布于轴线35m以外，通视良好、稳定的地方，工作点应定期检核。 3垂直位移监测点的观测3 . 1监测的范围及周期 一般情况下，在盾构施工点的前方大约10m以及后方25m的范围，都属于每次观测的范围。当然，在某些地方，由于土层情况的影响，变形特别大，或者有变形大的建筑物及管线和重要建筑物，监测的范围都要扩大，由于盾构不断地向前施工，盾构后方产生变形的监测点越来越多，每次观测都对这些点进行监测，不仅工作量大而且没有必要。随着盾构的向前施工，每次观测点的选择都随着施工速度的快慢向盾构前方增加观测点，而盾构后方一些趋于稳定的监测点则逐渐延长观测周期。在盾构不间断的施工中，一般盾构前方10m及后方25m的监测点应该每天至少观测两次。3 . 2垂直位移监测点的测量 由于水准测量每次观测的监测点都比较集中，而且数量较多，因此用散点法测量是合适的，观测起来也比较方便。每站观测时，后视读数应该在监测点观测结束后，重新观测后视，取两次观测的平均数作为后视读数，以检核后视并削弱温度变化、仪器下沉等因素的影响。由于散点法观测时，许多监测点的前后视距不等，因此i角的影响会非常大，如果每次监测时仪器的设站固定，计算出的每次沉降量会抵消i角的影响，所以每次仪器架设都尽可能固定在同一个地方。当然由于城市车流量大，障碍物多，经常会对监测造成干扰，在时间要求很紧的情况下，要求仪器每次固定架设地点是不可能的，所以仪器的i角使用前必须精确的校正。为了配合盾构的施工，应及时向施工方提供变形信息。 4垂直位移监测点的误差来源 用散点法进行高程测量时，误差来源主要来自下列因素的影响。(图1)4.1角影响 设有一测站，其前后视距分别为S前、S后，由于i 角存在，并假设 i 角不变的情况下，在前后视水准标尺的读数误差分别为 和 ，对高差的影响为: 如果相邻两次监测的仪器架站在同一地点，则该监测点的每次变形量为 h = h1- h 2, h1，h 2,分别为两次的高差，h1 = h 1+ 1，由于h1 ,h2， h1、h2中都包含有i 角影响误差1，2，并且1=2所以h 中抵消了i角的影响。4 .2外界因素的影响 地铁隧道施工中的变形监测，观测条件及时间是无法选择的，则某一监测点受温度影响引起的变形h = h1- h 2, h1，h1为本次高差，h 2为上次高差，h1中包含受温度影响i 角变化引起的误差：， h 2中包含受温度影响 i角变化引起的误差： 则h中包含的误差为： 假设：某一监测点的前后视距差S后 - S 前为15m，本次观测时与上次观测温差为5，则i角的变化为 0.5/ 5 =2.5，由此引起的误差： 4 . 3水准尺不垂直引起的误差 在地铁隧道监测中，许多监测点布设在马路中间，来往车辆异常频繁，严重地干扰工作人员立尺，因此水准尺不垂直引起的误差，在监测工作中，对位于马路上的点影响是很大的，有必要讨论。当水准尺不垂直时所引起的读数误差L为： L = L-L = L-L cos 假设L=1.8m， = 1时，L =0.3mm。 5地铁隧道变形监测的数据处理 地铁隧道沉降观测工作中，由于监测点数量较多，如果手工计算数据，计算工作量大，易出现计算错误，而且施工单位一般都要求尽快提交监测报表，所以在上海某地铁隧道盾构施工监测工作现场，根据地铁隧道监测工作的特点，利用计算机专门编写了地铁隧道沉降观测记录，计算程序，现场采集数据，内业处理时会自动打印每次的变形值及累计变形值，并打印轴线监测点的变形曲线图，便于直观的了解变形发展情况，得到了施工单位的肯定，为再次合作打下了良好的基础。 6结语 随着国家经济的快速的发展，城市建设的速度不断加快，地