摘要：隨著我國社會主義市場經濟的不斷發展，全國各大城市的規模也在漸漸擴大。交通是衡量一個城市發展水平的重要指標。城市化進程的加快，必定會帶動城市交通網絡的進步，而興建地鐵就是緩解城市交通壓力的有效方法。從地鐵軌道的興建到正式投入運營，地鐵工程建設團隊需要花費大量的心思，解決地鐵工程中出現的種種難題。其中，地鐵變形監測就是一個非常現實的問題，它需要對地鐵隧道進行全方位的監測，需要投入大量的人力物力。本文針對地鐵變形問題進行了研究，提出了相關的地鐵變形監測方案，并得出了相關的結論。
關鍵字： 地鐵變形，監測，方案，隧道
Abstract: along with our country socialist market economy development, the scale of the country's major cities in expanding gradually. The traffic is the measure of a city development level of important index. The acceleration of urbanization, the urban traffic network will drive the progress, and build the subway relieve urban traffic pressure is the effective method. From the rail is built to formally put into operation, the subway engineering construction team need to spend a lot of mind, and solve the subway engineering appeared in all its problems. Among them, the subway deformation monitoring is a very real problem, it needs to subway tunnels for comprehensive monitoring, requires a lot of manpower. This article in view of the subway deformation problems in study, puts forward the relevant subway deformation monitoring plan, and relative conclusions are drawn.
Key words: the subway deformation, monitoring, plan, the tunnel
中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：
一、 地鐵變形監測在地鐵建設工程中的必要性
地鐵變形監測就是指在地鐵工程在建設和運營的過程中，通過科學有效地方法來對地鐵工程中可能出現的隧道變形問題進行監測，防止地鐵隧道發生變形，提高地鐵建設工程的質量，從而保障地鐵能夠安全的投入運營。
由于地鐵是建設在城市地下的，在施工的過程中難免會碰到一些麻煩，所以在地鐵工程中對地鐵變形的監測就非常重要了。現在全世界有很多國家都擁有自己的城市地鐵，用以緩解城市交通的壓力。一方面來說，城市地鐵的隧道通常是建設在地質比較復雜、道路比較狹窄、交通比較繁忙、地下運輸管道比較密集的鬧市中心地帶，所以在施工的過程中容易對地表的建筑和地下管道造成影響。這個時候就需要對地鐵隧道進行施工變形監測了。對地鐵隧道變形監測的方面有很多，例如地面沉陷程度的檢查、隧道頂部下沉的情況、隧道收斂位移的檢查、隧洞頂部圍巖內部垂直位移的檢查、模筑混凝土表面應力的檢測等。事實上，對于地鐵隧道施工過程中的變形監測主要為了解決隧道內部和圍巖位移的變化和應變的能力，得出相關的數據，然后進行合理的調整，控制地鐵隧道內部各部分位移的變化。一旦監測不準確或者出現故障，就有可能直接影響到地鐵隧道使用功能，同時還有可能造成地鐵在運行過程中發生安全事故，造成嚴重的交通事故和人員傷亡;從另外一方面來說，地鐵變形監測是保障地下鐵道工程建設工程質量、地鐵沿線建筑物和管道的保護和地鐵安全運行的有效方法。地鐵變形監測能夠隨時預報地鐵隧道在建設過程中發生的變形和地質變化，方便施工隊伍及時進行搶修，更改參數，對隧道內部進行合理的加固，從而確保地鐵變形能夠控制在一定范圍內，提高了整個地鐵建設工程的質量，也減少了地鐵運營公司由于地鐵安全事故而造成的經濟損失。
二、 地鐵變形監測的主要內容和方法
通過實地考察，對地鐵變形監測需要進行的各項內容進行了如下歸納：
1、對地表環境變形的測量。主要包括地鐵沿線重要建筑物變形測量、沿線地下管道變形測量、圍巖變形和應力測量、沿線地表沉降程度測量等方面;
2、對地下隧道變形的測量。主要包括隧道頂部沉降程度的測量、鐵軌中心軌基變形測量、斷面和建筑物變形測量等方面;
3、對支護結構變形的測量。主要包括建筑鋼架內力和負載能力的檢測、隧道壁支護架位移的測量、隧道整體結構的應力測量、結構拱頂下沉和水平收斂程度的測量等。
所以說，地鐵變形監測主要包括以上三個方面的內容。另外，地鐵變形監測的方法主要有大地測量和物理量測兩種。
三、 地鐵變形監測方案的設計
通過以上對于地鐵變形監測的介紹和方法分析，可以設計出如下的地鐵變形監測方案：(一)、地鐵變形監測網點分布的設計
選擇合理的監測網點對于地鐵變形監測來說是很重要的。地鐵變形監測需要用到許多精密的儀器，而且地鐵變形監測的范圍也比較廣，所以在安排監測網點的時候要有整體思想。首先，建立三個監測基準網點：地面沉降監測基準網點、地下隧道內基準網點和平面變形監測基準網點。地面沉降監測基準網點至少要為二等水準網，能夠當作沉降觀測的基準。另外，還需要在二等水準網沿線增設一定數量的基巖水準點，這樣就使得地面沉降監測基準網穩定可靠且能夠長期使用;地下隧道內基準網點的分布要在地鐵隧道貫通后鋪設軌道前進行，這樣就能夠保證設置的監測網點不被破壞，延長使用壽命。另外，監測點的位置可以是在車站上、豎井的底部、通道內部等地方;平面變形監測基準網點的分布可以借助GPS網和二級精密導線網，其精度相對來說還比較高，但是，為了是監測網點檢測到的變形數據穩定可靠，還需要對這些網點進行定期的檢查，防止出現故障。
(二)、地鐵變形監測的精度設計
地鐵變形精度的設計主要針對地鐵沉降監測和地下隧道水平位移的監測。在地鐵工程建設的前期，施工方對于地鐵沉降監測的精度是有要求的，一般會根據地鐵沉降測量的等級來確定精度的要求(如下圖1)，所以施工的時候必須要按照精度要求進行施工。國際測量工作者聯合會對變形值做出了要求：“如果觀測的目的是為了是變形值不超過某一個允許值而確保建(構)筑物的安全，則其觀測的中誤差應小于允許變形值的1/10~1/20”。地下鐵道隧道結構的水平位移監測主要是對道床中央的平面進行監測，測量其橫向位移，其測量的精度也是有要求的(如下圖2)
(三)、地鐵變形監測周期和頻率的設計
變形監測周期的設定需要根據地鐵工程的整體環境和施工過程中地表和地下結構產生的變形量來確定。在進行變形監測的初期，監測周期要短，提高監測的頻率。當變形量基本處于一個穩定值的時候，可以適當延長檢測周期，降低監測的頻率。有過監測經驗的人都知道，監測點是對隧道變形體在空間上的離散化，而監測周期則是對隧道變形體時間上的離散化，所以，無論是在地鐵工程施工的前期還是后期，監測周期和頻率的設計都非常重要。對于每一個監測點，都需要一個監測的周期和頻率來得到監測點每期的三維坐標，這樣才能直觀的反映出隧道的變形情況。科學的設計監測的周期和頻率，對于地表及高層建筑沉降的觀測周期，會根據施工階段的不同而有不同，初期最好一天監測一次，基本穩定以后可以是3~5天一次;對于地下隧道拱頂和底部沉降的監測可以是每周一次或者每個月一次;對于地下隧道變形的監測同樣需要分階段，隧道貫通到正式運營階段，可以每3個月監測一次，正式運營階段，可以使半年或者一年監測一次。
四、 結束語
通過上述分析，我們發現，地鐵變形監測是一項系統性的工程，需要考慮到地鐵工程建設各個階段，需要對地鐵變形監測的內容、變形監測網點的分布、變形監測的精度、監測周期和頻率等進行研究設計。
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