变形监测测量精度在城市轨道交通工程的应用

■肖凯

（青海省第二测绘院　青海　西宁　810001）

变形监测测量精度在城市轨道交通工程的应用

■肖凯

（青海省第二测绘院青海西宁810001）

对城市轨道交通而言，注重变形监测的测量精度能够及时分析和评价交通的安全状态，避免危险性变形的发生。本文从我国某些城市变形监测的实践出发，通过变形监测精度制定的原则及确定途径，深入探究利用监测对象的变形允许值计算变形监测精度的方法。

变形监测测量精度城市轨道交通工程

变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测，对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。现如今，有些管理者热衷于监测的内容、时间或数据等，对变形监测精度的要求往往是忽视的。再加上城市轨道交通在建设和运营期间所需要变形监测的项目很多，其特点不同，所以检测精度很难统一。因此，确定合理的监测精度显得尤为重要。

1　变形监测精度在城市轨道交通工程方面制定的原则

一般而言，对于同类工程建筑物，根据其结构、形状不同，要求的精度也有差异，即使是同一建筑物，不同部位的精度要求也不同。一般变形观测是为了使变形值稳定在某个区间值内变化。在确保安全的情况下，观测的误差值应该小于允许变形值的1/10～1/20。不过变形过程研究的误差值则比这个数值要小得多，甚至应该使用目前科学技术所能达到的最高精密测量度。而对于研究城市轨道交通工程变形监测测量精度而言，监测精度的制定选用前者即可。

2　变形监测变形在城市轨道交通工程中允许值的确定

2.1城市轨道地基变形允许值在建筑物的确定

地基变形允许值是指为保证建筑物正常使用而确定的变形控制值，城市轨道地基的大小主要取决于交通工程地质及建筑地基设计、车辆荷载及差异、建筑体型复杂因素引起的地基变形、多层或高层建筑和高耸结构局部倾斜值控制指标以及预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形值等。

2.2城市轨道交通变形允许值在变形监测项目的确定

为了确保城市轨道的安全而确定变形最大控制值就是城市轨道变形监测项目中变形允许值的含义，目前，我国各城市因地制宜，根据各地的岩土条件、工程本身难度、施工水平、周围环境等固有条件以及大量的实践和经验等人工条件来制定城市轨道变形监测项目允许值监测的控制标准，由此制定的变形允许值也就是最终的变形允许值。同时,对于比较复杂、特殊的工程应实事求是，根据实际情况制定相应控制标准。

2.3轨道变形允许值在阶段性变形监测项目的确定

轨道变形监测的类型:长期变形监测和阶段性变形监测，在建项目和旧有项目的变形监测分别是从时间以及监测对象的新旧进行划分。长期变形监测是指整个施工过程中变形不稳定而需要长期变形监测的项目，而阶段性变形监测是指若工程竣工后地形基本趋于稳定，那么就不需要继续进行短期变形监测。

变形量的分部规律:无论哪种监测，根据城市轨道经历的时间和时间段不同，在每个时间段内不同的交通项目号的变形量也不同。轨道变形量的数值主要经历施工期间变形速度大，竣工后一年轨道变形放慢、二年变形平稳，三年后趋于稳定这四个阶段。再加上每个不同交通路段地基土的类别不同，,因此在建设和使用过程中的变形状况也不同。

不同类型变形监测变形允许值的确定方法:在建或旧有项目的建筑变形允许值将时间作为参考标准，根据长期变形监测和阶段性变形监测开始的时间和经历的时间段，探究监测对象总的变形值以及变形历程中每个时间段将可能产生的变形比例，将某一时间内可能产生的变形值确定为该时间段的变形允许值。

3　城市轨道交通工程变形监测精度制定的方法

3.1误差计算在城市轨道变形监测中的分析

城市轨道的变形允许值是由设计单位提供，或是由设计单位提供的总变形允许值由监测单位计算。根据其变形允许值,一般而言，观测误差应小于允许变形值的1/10～1/20之间，即可计算变形监测的误差。

3.2误差在城市交通轨道沉降监测中的计算方法

在城市交通建设中，假定城市轨道交通建设中的一些城市规定控制沉降量为30mm，那么用沉降观测点的测量初始标高减去30mm即可得出沉降值。在计算过程中，也可以考虑用其他方法，比如：滤波、时间序列模型等去掉误差，分析沉降过程，绘制沉降曲线等。

3.3误差在监测对象其他变形监测的计算方法

（1）城市轨道结构段变形平置构件挠度以及高层建筑层间相对位移、竖直构件的挠度、垂直偏差等)，取p=0.950,1/tλ≤1/6。

（2）城市轨道整体性位移建筑物顶部水平位移、全高垂直偏差以及桥梁等工程设施水平偏差)，取p=0.980,1/tλ。

4　变形监测测量精度在城市轨道交通工程中的实际应用

我们现在所熟知的变形监测方法主要分为四类：（1）地面测量方法（集合水准测量，三角高程测量，方向和角度测量，距离测量）；（2）间测量技术（甚长基线干涉法测量（VLBI），卫星激光测距（SLR），全球定位系统（GPS），合成孔径雷达干涉（InSAR））；（3）影侧利郎方法；（4）专门测量手段（各种准直测量，倾斜仪监测，应变计测量）。

它们各自都有自己的优缺点，又在城市轨道交通方面发挥了重要的作用。例如，GPS系统能对铁轨的变形程度做出精确的判断和数字体现，能够让维护人员及时对铁轨的变动情况进行补救；再例如，地面测量方法精度高，应用比较灵活，它的野外工作量大。能够对长距离，大面积的轨道进行遥测，从而确保轨道的安全。

5　结语

科学、准确、及时的分析和预报工程及工程建筑物的变形情况，对工程建筑物的施工和运营管理极为重要。目前国内已经有很多条城市轨道交通线路建成运营，通过调查研究发现，在建设过程和运营期间，其隧道等主体结构均有变形发生，影响着城轨的运营安全。为了及时掌握地铁主体结构的变形情况、消除安全隐患，在运营期间，采取适宜的变形监测是非常必要的，根据变形监测情况，及时提出整治方案，以保障城轨的运营安全。完善监测方法，使地铁监测成为保障地铁运营安全、维护城市窗口形象的主要工作项目。

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P2[文献码]B

1000-405X（2016）-9-338-1