地铁监测数据评估

文/矫丽娜 董仲宇 周祥旭，辽宁城市建设职业技术学院；辽宁省建设用地事务局；沈阳建筑大学 辽宁城市建设职业技术学院

引言

随着交通运输业的迅猛发展，地铁交通已经深入走进人们的日常生活中，一定程度上减轻了城市交通压力。对城市轨道工程开挖过程中的地表沉降进行科学的监测，可以促进地表环境保护和轨道工程的安全施工。本文对地铁沉降监测的方法和技术要求进行了分析阐述。

1 沉降基准点和沉降监测点的布设与观测

对预计该标段的土建施工和监测工作，使用TrimbleDiNi12数字水准仪一起进行有效的监测,主要对建筑物进行沉降监测和地表沉降监测。水准基点和工作基点联测采用一等水准观测,开始一个月观测一次,三个月后每三月观测一次，如遇雨季可根据情况适当增加观测次数, 工作基点要在沉降影响范围外已稳定的永久性建筑物上，确保其稳定性。

1.1 监测点布设的要点分析。一是监测点布设范围通常是地铁结构外沿30米以内,车站主体结构施工地段,对地铁结构外沿50m范围内的重点建(构)筑物也要进行监测。二是地表沉降监测最好要和施工单位监测同点量测,量测时间要尽量在同一天，以便比对和校核监测数据。三是地铁沿线原则上每40米的间隔做一个地表沉降测点的布设，通常布设3排。车站中线和区间线路延长线分别布设一排。四是建筑物沉降监测点通常要在3层以上永久建筑物上布设,3层以下重要建筑物通常也布设沉降监测点。需要指出的是，沉降监测点的布设位置通常要安排在建筑物主体结构的角点、中点和承重墙上。

1.2 监测技术要求及观测方法。确定沉降观测精度等级时,可以根据各监测内容的地面点布设示意图变形的允许值,通过公式μ=m s2QH或μ=mΔs2Qh来进行精度的确定，其中ms表示沉降量S的观测中误差;mΔs表示沉降差Δs的观测中误差;QH表示网中最弱观测点高程H的权倒数;Qh表示网中待求观测点间高差h的权倒数,通常为了增加实用效果，要求观测值中误差最大不应超过变形允许值的1/10。根据《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》和沉降监测网二等水准测量规定,相邻基准点的高程中误差要在0.15mm（含）以下,观侧点的高程中误差要控制在110mm（含）以下。各项观测限差要求如下:附合或环线闭合差要在0.15n(mm)(n为测站数)以下；视线长度在5m（含）以下，前后视距差要在110m（含）以下、前后视距累积差在310m（含）以下。观测顺序和方法是:往测时奇数站照准标尺为后前前后，偶数站照准标尺为前后后前；返测时奇、偶数站照准标尺的顺序分别与往测偶、奇数站一致；分别通过两工作基点起算,利用闭合水准路线来观测监测点。

2 沉降观测的数据处理

2.1 TrimbleDiNi12数据格式。TrimbleDiNi12采用两种记录数据模式,另种模式分别来记录测量原始数据RM和计算数据RMc。并且Di Ni12有两种数据格式分别是RECE(M5)和REC500,这两种格式都可以用来记录和传输数据,REC500记录信息量要比RECE(M5)少。RM模式下的数据仅对测量读数的标准差进行记录,导致线路平差不能进行,尽量减少类似情况发生。

2.2 监测成果与变化分析。根据每次变形监测点的高程数据,可以将每次监测点的沉降量进行统计，通过MicrosoftExcel丰富的统计函数功能,结合自编程序就可以制作出沉降量周报表。另外，沉隆量曲线图图表视觉效果很好，可以更加方便的让用户对具有较好的视觉效果,可方便用户对数据的差异、图案和预测趋势进行有效的及时的查看。而且通过沉降量曲线图,可以非常直观的查看沉降点的峰值和谷值，如果存在较为明显的沉降点，就应该引起用户的格外注意，需要查明原因采取措施。需要指出的是，通过MicrosoftExcel图表功能，可以自动制成沉降量曲线图,利用图表和数据表在Excel中的有效链接，横坐标表示观测时间，纵坐标表示沉降量,坐标刻度定位2 mm，就可以清晰的将大于2mm的沉降量反映出来。

2.3 变形预报和安全的审视判定。时域外的变形值通常是在考虑隧道开挖进度和监测点沉降量统计分析的基础上,通过数值分析中的线性内插法来进行推算得出的，外推预报值时使用最近的两次监测值,对于连续下沉的监测点相对来说比较简单实用。沉降观测数据为地铁安全施工提供了重要的参考依据,所以沉降观测数据也有着相当重要的意义。可以通过下面算式yi+1=yi-1+(yi-yi-1)•(ti+1-ti-1)P(ti-ti-1)，其中y表示沉降量;t表示时间。可以对建筑物沉降、裂缝、地表沉降等进行科学的监测，得出的数据作为地铁施工对周边环境的影响程度的科学评价。要根据设计要求,当建筑物点的累积沉降限值为±20mm,地面点的累积沉降限值为±25mm,如果沉降量快要接近限值,要及时向有关部门请示汇报,并和施工单位以期来科学的分析原因，采取切实有效的措施进行避免。需要指出的是，对于每次监测点沉降量大于2mm的,报告中要进行说明和分析,并科学的预测预报变形趋势。

3 结语

地铁监测仪器操作方法简单适用,监测数据的精度高,读数客观真实,如果同一测站两次高差之差超过限制会自动发出警告。通过监测仪器测量的数据都储存在PCMCIA卡上,方便计算机的智能化处理。要加强对地铁施工地段的巡察，增加巡察频率，最好一周一次，及时对基准点进行动态检核，及时的对巡察中发现的问题进行处置，确保沉降影响范围内的建筑物和地面，没有裂缝、裂纹等异常情况的出现。

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