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隧道收斂變形監(jiān)測(cè)篇一

1、目的

為明確隧道內(nèi)變形觀測(cè)的作業(yè)內(nèi)容，規(guī)范技術(shù)細(xì)節(jié)及作業(yè)程序，總結(jié)隧道結(jié)構(gòu)變形規(guī)律，為隧道結(jié)構(gòu)維修養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)，指導(dǎo)津?yàn)I輕軌隧道變形觀測(cè)工作進(jìn)行，從而保證行車安全，特制訂本預(yù)案。

2、適用范圍

2.1適用于津?yàn)I輕軌隧道變形觀測(cè)的相關(guān)工作；

2.2線橋室從事變形觀測(cè)的相關(guān)工作人員須依據(jù)本方案開展各項(xiàng)變形觀測(cè)工作。

3、職責(zé)分工

隧道變形工作由線橋室主任及安技主管進(jìn)行監(jiān)視指導(dǎo)，橋梁維修主管負(fù)責(zé)變形觀測(cè)工作的全面管理與協(xié)調(diào)，橋梁檢測(cè)工程師協(xié)同隧道工程師、橋梁維修工程師負(fù)責(zé)隧道變形觀測(cè)的相關(guān)技術(shù)工作，并由橋隧檢測(cè)工區(qū)負(fù)責(zé)具體實(shí)施。

4、參考依據(jù)

《建筑變形測(cè)量規(guī)程》

《地下鐵道、軌道交通工程測(cè)量規(guī)范》《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

5、變形觀測(cè)工作內(nèi)容

5.1隧道沉降觀測(cè)

監(jiān)測(cè)隧道結(jié)構(gòu)的沉降，主要是監(jiān)測(cè)隧道結(jié)構(gòu)的底板沉降，實(shí)質(zhì)上是對(duì)道床的監(jiān)測(cè)，主要包括區(qū)間隧道的沉降監(jiān)測(cè)以及隧道與地下車站交接處的沉降差異監(jiān)測(cè)。運(yùn)營測(cè)量采用的坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)、圖式等與原施工測(cè)量一致。

5.1.1監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)

監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)是隧道沉降監(jiān)測(cè)的參考系，由水準(zhǔn)基點(diǎn)和工作基點(diǎn)構(gòu)成，網(wǎng)形布設(shè)成附合水準(zhǔn)路線或沿上、下行線隧道布設(shè)成結(jié)點(diǎn)水準(zhǔn)路線形式，采用國家二等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。水準(zhǔn)基點(diǎn)采用隧道線路兩端遠(yuǎn)離測(cè)區(qū)的國家ii等水準(zhǔn)點(diǎn)，在沿線車站內(nèi)和聯(lián)絡(luò)通道處布設(shè)工作基點(diǎn)，每個(gè)車站布設(shè)4個(gè)工作基點(diǎn)，聯(lián)絡(luò)通道處布設(shè)2個(gè)工作基點(diǎn)，水準(zhǔn)基點(diǎn)與車站內(nèi)、聯(lián)絡(luò)通道處工作基點(diǎn)共同構(gòu)成監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)，如圖1所示。基準(zhǔn)網(wǎng)的高程值由國家水準(zhǔn)點(diǎn)引入，每季度校核一次，分析工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性；然后，再通過車站內(nèi)兩側(cè)的工作基點(diǎn)，采用附合水準(zhǔn)路線對(duì)每段隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行沉降觀測(cè)。

圖1監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)示意圖

5.1.2沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)

津?yàn)I輕軌地下結(jié)構(gòu)由明挖段和盾構(gòu)組成，明挖段沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)按施工澆筑段每段設(shè)4個(gè)點(diǎn)，分別布設(shè)在左右兩側(cè)墻上。具體布置見圖2。

圖2明挖段沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置示意圖

為便利以后長(zhǎng)期的位移監(jiān)測(cè)工作，隧道內(nèi)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)在隧道中線的道床上，隧道直線段每隔30m設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，曲線處根據(jù)曲線半徑大小設(shè)置測(cè)點(diǎn)間距，半徑為400m曲線處每隔12m設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，半徑為800m曲線處每隔18m設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，半徑為2000m曲線處每隔30m設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)。具體布置見圖3。

圖3隧道內(nèi)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置示意圖

5.1.3隧道與地下車站交接處得沉降差異監(jiān)測(cè)

在隧道與地下車站交接縫兩側(cè)約1m處的道床上布設(shè)一對(duì)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如圖4所示，用縝密水準(zhǔn)測(cè)量方法監(jiān)測(cè)交接縫兩側(cè)點(diǎn)之間的高差變化，當(dāng)高差變化量大于±3mm時(shí)應(yīng)預(yù)警，變化量大于±5mm時(shí)則應(yīng)報(bào)警。

圖4車站與隧道交接處沉降差異點(diǎn)布設(shè)示意圖

5.2隧道橫向位移變形監(jiān)測(cè)

5.2.1橫向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

隧道橫向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)與沉降監(jiān)測(cè)斷面距離一致，即位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)和沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)于同一斷面上，并利用部分沉降點(diǎn)作為位移監(jiān)測(cè)的坐標(biāo)基點(diǎn)?；c(diǎn)的坐標(biāo)值由地上國家坐標(biāo)點(diǎn)引入，每季度校核一次。盾構(gòu)區(qū)間每個(gè)斷面布設(shè)四處點(diǎn)位，重要點(diǎn)位粘貼反射片，其余點(diǎn)位做好油漆標(biāo)記；明挖區(qū)間每個(gè)斷面監(jiān)測(cè)2個(gè)點(diǎn)位，重復(fù)使用沉降觀測(cè)點(diǎn)作為位移測(cè)點(diǎn)使用。點(diǎn)位布置詳見圖5。

圖5盾構(gòu)區(qū)間位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)示意圖

5.2.2位移監(jiān)測(cè)的開展

由于位移基標(biāo)點(diǎn)與沉降基標(biāo)點(diǎn)共有一個(gè)，初期需要對(duì)各個(gè)基標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，以獲取隧道中線初始數(shù)據(jù)，初始數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)隧道中線坐標(biāo)進(jìn)行比較。待此項(xiàng)工作完成后，可將全站儀置于需要測(cè)量的斷面所在的基標(biāo)點(diǎn)上，任意其他基標(biāo)作為后視點(diǎn)建立坐標(biāo)系，依次對(duì)隧道斷面進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)，每次的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與初始數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

5.2.3監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

橫向位移的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)定位警惕值±5mm，控制值±10mm。5.3隧道變形監(jiān)測(cè)周期

運(yùn)營第一年每季度觀測(cè)一次，其次年開始每半年至少觀測(cè)一次，直至沉降量小于1mm/100d止，中遠(yuǎn)期可減至1次/年。當(dāng)隧道出現(xiàn)顯著變形時(shí)，應(yīng)縮短觀測(cè)頻率。

5.4特別加密測(cè)量

5.4.1保護(hù)區(qū)內(nèi)大型施工監(jiān)測(cè)保護(hù)區(qū)內(nèi)出現(xiàn)大型施工時(shí)，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加密監(jiān)測(cè)。加密措施包括點(diǎn)位密度及監(jiān)測(cè)頻率，測(cè)量范圍應(yīng)在施工范圍內(nèi)前后各延伸100m。施工范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)區(qū)域加密至直線12m一個(gè)斷面，曲線5~10m一個(gè)斷面，同時(shí)增加隧道拱頂及相應(yīng)斷面的地上監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)頻率視施工進(jìn)度和內(nèi)容確定。各點(diǎn)位布置詳見圖6。

圖6拱頂下沉和地表沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)示意圖

5.4.2變形異常地段的監(jiān)測(cè)

在常規(guī)測(cè)量過程中，出現(xiàn)變形較為明顯的地段，應(yīng)加密測(cè)量。加密措施包括增加拱頂及地上點(diǎn)位，同時(shí)將監(jiān)測(cè)頻率加密至2次/月。

5.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析5.5.1累積沉降量曲線圖

5.5.2沉降量速率曲線圖。

隧道收斂變形監(jiān)測(cè)篇二

運(yùn)行中的地鐵隧道變形動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

摘要文章結(jié)合廣州市“倉邊復(fù)建綜合樓項(xiàng)目〞工程施工監(jiān)測(cè)方案，對(duì)受緊鄰基坑施工擾動(dòng)影響的運(yùn)行中地鐵隧道變形的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行了分析，采用tca2023全站儀的全自動(dòng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以24h無人值守、連續(xù)監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的地鐵隧道變形，且每次監(jiān)測(cè)可在地鐵運(yùn)行間隔內(nèi)迅速完成。監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)提供應(yīng)施工方，以指導(dǎo)當(dāng)前及下一步的施工，在工程應(yīng)用中取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞地鐵隧道連續(xù)運(yùn)行基坑開挖變形動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)概述

在我國已有地鐵的城市中，地鐵沿線（十分靠近地鐵隧道）的深基坑越來越多，如何在基坑開挖中保護(hù)正在運(yùn)行中的地鐵隧道，是一個(gè)十分現(xiàn)實(shí)的問題。采用信息化施工及監(jiān)測(cè)方法，可以有效地指導(dǎo)基坑施工過程，施工中采用的時(shí)空效應(yīng)法、逆作法、注漿法和基坑加固方法等均可達(dá)到保護(hù)鄰近隧道、控制變形的目的。而常規(guī)的地鐵變形監(jiān)測(cè)如連通管法、巴塞特法等，在運(yùn)行的地鐵隧道中進(jìn)行監(jiān)測(cè)相當(dāng)困難，主要是由于地鐵運(yùn)行間隔很短，運(yùn)行期間絕對(duì)不允許測(cè)量人員進(jìn)入，為此，須有一種簡(jiǎn)便的、無人值守、自動(dòng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，可在很短的時(shí)間間隔內(nèi)，迅速完成隧道的變形監(jiān)測(cè)，并為鄰近基坑的施工提交監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

廣州市“倉邊復(fù)建綜合樓項(xiàng)目〞與廣州地鐵1號(hào)線平行，西側(cè)基坑距區(qū)間隧道（公園前站～農(nóng)講所站）北線最近處約4m，東側(cè)基坑距北線隧道最近處約8m，基坑開挖深度約為10.5m，采用地下連續(xù)墻圍護(hù)，兼做承重結(jié)構(gòu)?；娱_挖將對(duì)地鐵1號(hào)線構(gòu)成要挾，為保證地鐵的安全運(yùn)行，必需在基坑開挖過程中對(duì)運(yùn)行中的隧道變形進(jìn)行不休止監(jiān)測(cè)。自動(dòng)化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2.1監(jiān)測(cè)要求

由于地鐵隧道在一天中的三分之二以上的時(shí)間是處于全封閉的運(yùn)營狀態(tài)，絕對(duì)不允許監(jiān)測(cè)人員進(jìn)入隧道內(nèi)工作，所以要求必需在隧道內(nèi)設(shè)置自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)代替人工操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道水平、垂直位移的連續(xù)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)?？紤]到地鐵運(yùn)行的間隔很短，所采用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能在3～5min內(nèi)完成隧道（受影響的區(qū)間段）的變形監(jiān)測(cè)，以把握基坑開挖施工引起地鐵1號(hào)線隧道變形規(guī)律及特性。2.2監(jiān)測(cè)范圍

地鐵1號(hào)線下行線“農(nóng)講所站～公園前站〞區(qū)間隧道沿基坑的60m及兩端各向外延伸45m（約150m）的范圍。監(jiān)測(cè)內(nèi)容為隧道的水平和垂直位移。2.3自動(dòng)化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成

一個(gè)完整的自動(dòng)化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指在無需操作人員干預(yù)的條件下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀測(cè)、記錄、處理、存儲(chǔ)、報(bào)表編制、預(yù)警預(yù)報(bào)等功能，它由一系列的軟件和硬件構(gòu)成，整個(gè)系統(tǒng)配置包括：tca自動(dòng)化全站儀、棱鏡、通訊電纜及供電電纜、計(jì)算機(jī)與專用軟件。

2.3.1tca自動(dòng)化全站儀

tca自動(dòng)化全站儀能夠自動(dòng)整平、自動(dòng)調(diào)焦、自動(dòng)正倒鏡觀測(cè)、自動(dòng)進(jìn)行誤差改正、自動(dòng)記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)，其獨(dú)有的atr（automatictargetrecognition，自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別）模式，使全站儀能進(jìn)行自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別，操作人員一旦粗略瞄準(zhǔn)棱鏡后，全站儀就可搜尋到目標(biāo)，并自動(dòng)瞄準(zhǔn)，不再需要準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)和調(diào)焦，大大提高工作效率。

tca2023是leicatca自動(dòng)化全站儀中的一種（見圖1），該儀器測(cè)角精度為0.5〞，測(cè)距精度為1mm±1ppm?？赏ㄟ^專用的控制軟件來控制觀測(cè)目標(biāo)、設(shè)定觀測(cè)周期。

2.3.2leica標(biāo)準(zhǔn)縝密測(cè)距棱鏡

棱鏡作為觀測(cè)標(biāo)志，利用膨脹螺絲固定在隧道內(nèi)側(cè)（見圖2），其數(shù)目可按實(shí)際需要設(shè)定，該標(biāo)志能被tca2023全站儀自動(dòng)跟蹤鎖定，以實(shí)施縝密測(cè)角和測(cè)距。

2.3.3計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)利用電纜和全站儀連接，并裝有專用軟件以實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)測(cè)過程的全自動(dòng)化，既能控制全站儀按特定測(cè)量程序采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并將測(cè)量成果實(shí)時(shí)進(jìn)行處理，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，杜絕返工，也可以對(duì)各個(gè)觀測(cè)周期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)并生成監(jiān)測(cè)報(bào)告。2.3.4其它設(shè)備

其它設(shè)備包括溫度計(jì)﹑氣壓計(jì)﹑濕度計(jì)、連接電纜、外接電源等；溫度計(jì)﹑氣壓計(jì)﹑濕度計(jì)用于測(cè)定空氣的溫度、壓力和濕度，將測(cè)定結(jié)果輸入到計(jì)算機(jī)中，對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正，以提高觀測(cè)精度。2.3.5實(shí)時(shí)控制軟件

geomosmonitor是專門用于監(jiān)測(cè)的、與tca2023全站儀配套的變形測(cè)量軟件，其在windows環(huán)境下運(yùn)行，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在sqlserver數(shù)據(jù)庫中，它既可按操設(shè)定的測(cè)量過程和選定的基準(zhǔn)點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量處理，也可快速建立三維坐標(biāo)、位移量以及其它相關(guān)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)、檢索、編輯，可實(shí)時(shí)顯示量測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)處理或后處理，能實(shí)時(shí)顯示圖形或事后顯示。2.3.6后處理軟件

采用自己編制的軟件，利用和geomos的軟件接口，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，按施工方要求的格式將監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移變化轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)圖表的形式直觀地表達(dá)出來，繪制出監(jiān)測(cè)報(bào)表和位移曲線，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、報(bào)警以及報(bào)表生成的功能，可以根據(jù)用戶的要求提供報(bào)表的形式。3施工監(jiān)測(cè)3.1測(cè)點(diǎn)布設(shè)

測(cè)點(diǎn)分為測(cè)站點(diǎn)、基準(zhǔn)點(diǎn)以及觀測(cè)點(diǎn)3類，測(cè)點(diǎn)布設(shè)在區(qū)間隧道k9+920~k10+070約150m的范圍之內(nèi)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)用來檢驗(yàn)測(cè)站是否產(chǎn)生位移，位于基坑影響區(qū)域外的東、西2點(diǎn)；觀測(cè)點(diǎn)沿隧道每隔約10m布設(shè)1個(gè)，如圖3所示。

觀測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)都采用棱鏡作為觀測(cè)標(biāo)志（可實(shí)現(xiàn)在水平方向上和垂直方向上的旋轉(zhuǎn)），固定在支座上，支座采用膨脹螺絲固定在隧道管片上，安裝高度低于2m（以確保安裝時(shí)不需要停電作業(yè)，并不對(duì)行車造成影響）。儀器設(shè)置在施工影響區(qū)域的中央（隧道的南側(cè)），固定在觀測(cè)臺(tái)上（避免對(duì)中誤差），并在旁邊放置穩(wěn)壓電源。

為了更好地把握地鐵運(yùn)行狀況和控制隧道受基坑施工的影響，在不同位置設(shè)置典型觀測(cè)斷面（斷面具體數(shù)目結(jié)合基坑開挖深度及影響范圍設(shè)定）。坐標(biāo)系設(shè)置為自定義坐標(biāo)系。3.2觀測(cè)方法

通過控制軟件，在每個(gè)觀測(cè)周期開始前，利用東、西2個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，4測(cè)回推算出測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)，然后，四測(cè)回對(duì)所有的點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，得到觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)。基坑開挖深度較淺時(shí)，可以減少觀測(cè)頻率。隨著基坑開挖深度的不斷增加，24h實(shí)時(shí)觀測(cè)，并加大重點(diǎn)部位的觀測(cè)頻率。3.3測(cè)量數(shù)據(jù)

表1為不同測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)報(bào)表，圖4是d12點(diǎn)的累計(jì)位移—時(shí)間的曲線圖。

3.4測(cè)量誤差分析3.4.1誤差來源

測(cè)量的誤差來源于儀器的系統(tǒng)誤差、測(cè)站和目標(biāo)的對(duì)中誤差、外界環(huán)境的影響、測(cè)量?jī)x器的影響。

⑴儀器的系統(tǒng)誤差主要是由儀器本身構(gòu)造引起的，為保證精度，需在測(cè)量前對(duì)儀器進(jìn)行檢校，儀器即使在檢校后還有剩余的系統(tǒng)誤差。但由于監(jiān)測(cè)需要得到的是2次測(cè)量之間的位移值，因此系統(tǒng)誤差可以基本消除。

⑵由于測(cè)站點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn)均采用強(qiáng)制對(duì)中措施，而且標(biāo)志埋設(shè)后在整個(gè)觀測(cè)過程中不再重新安置，因此，測(cè)站、目標(biāo)的對(duì)中誤差可忽視不計(jì)。

⑶由于本次監(jiān)測(cè)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而地鐵隧道的濕度較大，對(duì)測(cè)距的精度會(huì)有影響，但地鐵隧道內(nèi)的溫度﹑氣壓﹑濕度均對(duì)比穩(wěn)定，因此，可不考慮這些外界環(huán)境因素對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響，可在觀測(cè)過程中利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正。而列車運(yùn)行帶來的震動(dòng)卻對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響較大，故應(yīng)盡量避免在這一時(shí)段進(jìn)行觀測(cè)。

⑷本次測(cè)量采用tca2023全站儀觀測(cè)，其測(cè)角精度0.5″，測(cè)距精度1mm±1ppm，因此，其是影響測(cè)量的主要誤差源。3.4.2誤差分析

此次監(jiān)測(cè)主要的誤差來源是儀器的測(cè)角誤差和測(cè)距誤差，儀器的測(cè)角精度為0.5″，100m的監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)由測(cè)角所引起的最大誤差為±0.12mm；儀器的測(cè)距精度為1mm±1ppm，其中1mm為固定誤差，±1ppm為比例誤差(1mm/km)，即100m的距離由測(cè)距所引起的誤差為±0.1mm，距離測(cè)量采用四測(cè)回觀測(cè)儀器引起的誤差為±0.5