城市軌道交通監(jiān)測方案與實(shí)操指導(dǎo)引言城市軌道交通（地鐵、輕軌等）作為城市交通的骨干，其建設(shè)與運(yùn)營的安全性直接關(guān)系到公眾生命財產(chǎn)安全和城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于軌道交通工程多為地下或高架結(jié)構(gòu)，施工期面臨基坑坍塌、地面沉降、周邊建筑損壞等風(fēng)險，運(yùn)營期需應(yīng)對結(jié)構(gòu)老化、軌道變形、設(shè)備故障等問題。監(jiān)測作為“工程安全的眼睛”，通過系統(tǒng)采集、分析數(shù)據(jù)，可提前預(yù)警風(fēng)險，為施工決策和運(yùn)營維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。本文結(jié)合行業(yè)規(guī)范與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從方案設(shè)計、實(shí)操流程、關(guān)鍵技術(shù)、案例分析等方面，構(gòu)建城市軌道交通監(jiān)測的全流程指導(dǎo)體系。一、監(jiān)測方案設(shè)計：科學(xué)規(guī)劃是基礎(chǔ)監(jiān)測方案是監(jiān)測工作的綱領(lǐng)性文件，需結(jié)合工程特點(diǎn)、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境及規(guī)范要求，明確“監(jiān)測什么、怎么監(jiān)測、如何預(yù)警”。（一）監(jiān)測目標(biāo)與原則1.監(jiān)測目標(biāo)施工期：控制基坑、隧道等結(jié)構(gòu)變形，防止周邊建筑、管線破壞，保障施工人員安全。運(yùn)營期：監(jiān)測結(jié)構(gòu)狀態(tài)（如沉降、收斂）、軌道幾何參數(shù)（如軌距、水平）及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)防病害擴(kuò)大，延長工程使用壽命。2.監(jiān)測原則針對性：根據(jù)工程類型（基坑、隧道、車站）、施工工藝（明挖、暗挖、盾構(gòu)）及周邊敏感設(shè)施（醫(yī)院、學(xué)校、古建筑），選取關(guān)鍵監(jiān)測項(xiàng)目。系統(tǒng)性：覆蓋工程本體與周邊環(huán)境，形成“點(diǎn)、線、面”結(jié)合的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。可靠性：監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)、儀器選擇、數(shù)據(jù)處理需符合規(guī)范要求，確保數(shù)據(jù)真實(shí)有效。經(jīng)濟(jì)性：在滿足安全要求的前提下，優(yōu)化監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量與頻率，降低成本。（二）監(jiān)測范圍劃定監(jiān)測范圍需涵蓋工程本體與周邊環(huán)境，具體依據(jù)如下：工程本體：基坑（含支護(hù)結(jié)構(gòu)）、隧道（含襯砌）、車站（含主體結(jié)構(gòu)）、軌道（含道床、扣件）等。周邊環(huán)境：距離工程邊界2-3倍基坑深度（或隧道直徑）范圍內(nèi)的建筑物、地下管線（水管、電纜、燃?xì)夤艿溃?、地面道路、水體（河流、湖泊）等。示例：某地鐵車站基坑深度20米，監(jiān)測范圍應(yīng)擴(kuò)展至基坑周邊60米內(nèi)的建筑與管線。（三）監(jiān)測內(nèi)容選取監(jiān)測內(nèi)容需圍繞“結(jié)構(gòu)安全”與“環(huán)境影響”兩大核心，分施工期與運(yùn)營期確定：階段監(jiān)測對象監(jiān)測項(xiàng)目施工期基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移（測斜）、沉降（水準(zhǔn)儀）、支撐軸力（應(yīng)力計）地下水水位（水位計）、水壓（滲壓計）周邊環(huán)境建筑沉降/傾斜（水準(zhǔn)儀、全站儀）、管線變形（測斜管、應(yīng)變計）、地面沉降（水準(zhǔn)儀）隧道結(jié)構(gòu)（暗挖/盾構(gòu)）拱頂沉降（水準(zhǔn)儀）、周邊收斂（收斂計）、地表沉降（水準(zhǔn)儀）運(yùn)營期車站/隧道結(jié)構(gòu)沉降（水準(zhǔn)儀）、傾斜（全站儀）、裂縫（裂縫計）軌道系統(tǒng)軌距、水平、高低、方向（軌道檢查儀）、扣件應(yīng)力（應(yīng)變計）設(shè)備系統(tǒng)電梯/扶梯運(yùn)行狀態(tài)（振動傳感器）、通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量（風(fēng)速儀）環(huán)境參數(shù)溫度、濕度（溫濕度傳感器）、振動（振動傳感器）（四）監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)與閾值監(jiān)測閾值是判斷工程安全狀態(tài)的關(guān)鍵依據(jù)，需參考國家規(guī)范（如《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》GB____、《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》GB____）及地方標(biāo)準(zhǔn)（如北京《地鐵工程施工安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》DB11/____），結(jié)合工程具體情況確定。示例：某深度20米的地鐵基坑（地質(zhì)條件為粉質(zhì)黏土），其支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移閾值設(shè)定如下：黃色預(yù)警（關(guān)注級）：64mm（閾值80mm的80%）橙色預(yù)警（警示級）：80mm（閾值上限）紅色預(yù)警（緊急級）：＞80mm注：周邊建筑沉降閾值需根據(jù)建筑類型調(diào)整，如磚混結(jié)構(gòu)建筑沉降預(yù)警值通常為30mm（黃色24mm、橙色30mm、紅色＞30mm）。二、實(shí)操指導(dǎo)：規(guī)范執(zhí)行是關(guān)鍵監(jiān)測方案的落地需嚴(yán)格遵循布設(shè)-采集-處理-預(yù)警的流程，確保數(shù)據(jù)真實(shí)、流程規(guī)范。（一）監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)：精準(zhǔn)定位是前提監(jiān)測點(diǎn)需滿足“代表性、穩(wěn)定性、可操作性”原則，具體布設(shè)要求如下：1.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測點(diǎn)測斜管：用于監(jiān)測支護(hù)樁/地下連續(xù)墻的水平位移，需預(yù)埋在樁墻中，管身垂直（偏差≤1°），底部固定（防止下沉），頂部用保護(hù)蓋密封。布設(shè)間距20-30米，轉(zhuǎn)角處、地質(zhì)復(fù)雜段加密至15米。沉降點(diǎn)：設(shè)在支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部（如地下連續(xù)墻冠梁），用鋼筋或不銹鋼制作，頂部磨平，間距20-30米。支撐軸力點(diǎn)：在鋼支撐中點(diǎn)安裝應(yīng)力計，混凝土支撐中預(yù)埋鋼筋應(yīng)力計，間距30-50米。2.周邊建筑監(jiān)測點(diǎn)沉降點(diǎn)：設(shè)在建筑墻角、柱腳、陽臺等承重部位，用膨脹螺絲固定，間距10-15米；老舊建筑需在裂縫兩側(cè)增設(shè)點(diǎn)（間距0.5米），監(jiān)測裂縫發(fā)展。傾斜點(diǎn)：設(shè)在建筑立面兩側(cè)，用全站儀監(jiān)測頂部相對于底部的水平位移，計算傾斜率（≤0.003為允許值）。3.軌道系統(tǒng)監(jiān)測點(diǎn)軌距/水平監(jiān)測點(diǎn)：設(shè)在軌道扣件處，間距10-20米，用軌道檢查儀采集數(shù)據(jù)；沉降點(diǎn)：設(shè)在道床或軌枕底部，用水準(zhǔn)儀監(jiān)測，間距____米。（二）數(shù)據(jù)采集與處理：真實(shí)有效是核心1.儀器選擇沉降監(jiān)測：精密水準(zhǔn)儀（DS05級）、電子水準(zhǔn)儀（如徠卡DNA03）；位移/收斂監(jiān)測：全站儀（精度≤2mm）、收斂計（精度≤0.1mm）；水平變形監(jiān)測：測斜儀（精度≤0.1mm/0.5m）；地下水監(jiān)測：投入式水位計（精度≤10mm）、滲壓計（精度≤0.5kPa）；軌道監(jiān)測：軌道檢查儀（如中鐵科工GJY-T型）、軌距尺（精度≤0.5mm）。2.采集頻率采集頻率需根據(jù)施工階段與變形速率調(diào)整：施工期：基坑開挖階段（變形速率快）每天1次；主體結(jié)構(gòu)施工階段（變形趨穩(wěn)）每2-3天1次；運(yùn)營期：結(jié)構(gòu)變形（沉降、傾斜）每7天1次；軌道幾何狀態(tài)每15天1次；設(shè)備運(yùn)行（電梯、通風(fēng)）每月1次。注：當(dāng)變形速率超過預(yù)警值的50%（如基坑水平位移日增5mm），需加密至每天2次。3.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)檢查：剔除異常值（如儀器誤操作導(dǎo)致的突變），確保數(shù)據(jù)完整性；變形計算：累計沉降量=本次讀數(shù)-初始讀數(shù)（初始讀數(shù)為施工前的基準(zhǔn)值）；水平位移=測斜儀讀數(shù)-初始剖面值；曲線繪制：繪制“時間-累計變形量”曲線，直觀反映變形趨勢（如線性增長、加速增長、穩(wěn)定）；報表生成：編制監(jiān)測日報（施工期）、周報（運(yùn)營期），內(nèi)容包括監(jiān)測點(diǎn)位置、本次讀數(shù)、累計變形量、變形速率、預(yù)警狀態(tài)等。（三）預(yù)警與響應(yīng)：快速處置是保障根據(jù)變形量與閾值的關(guān)系，將預(yù)警分為三級，并制定相應(yīng)響應(yīng)措施：預(yù)警等級判定標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)措施黃色變形量達(dá)到閾值的80%1.加強(qiáng)監(jiān)測頻率（如從每天1次增至2次）；

2.分析變形原因（如土方開挖速度、地下水變化）；

3.向監(jiān)理、施工單位通報。橙色變形量達(dá)到閾值的100%1.停止相關(guān)施工（如基坑開挖、隧道掘進(jìn)）；

2.組織專家會診，評估風(fēng)險；

3.采取應(yīng)急措施（如基坑加撐、隧道注漿）。紅色變形量超過閾值1.啟動應(yīng)急預(yù)案，疏散現(xiàn)場人員；

2.封閉危險區(qū)域（如基坑周邊道路）；

3.報告建設(shè)主管部門、應(yīng)急管理部門。示例：某地鐵基坑施工中，地下連續(xù)墻水平位移日增8mm（閾值80mm，黃色預(yù)警64mm），監(jiān)測單位立即啟動黃色預(yù)警，施工單位調(diào)整土方開挖速度（從每天500m3減至300m3），3天后變形速率降至2mm/天，趨于穩(wěn)定。三、關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用：提升監(jiān)測效能隨著技術(shù)發(fā)展，自動化、智能化監(jiān)測已成為趨勢，以下是常用關(guān)鍵技術(shù)：（一）自動化監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)組成：由無線傳感器（測斜儀、沉降儀、水位計）、數(shù)據(jù)傳輸模塊（4G/5G、LoRa）、監(jiān)控平臺（如北京城建“地鐵監(jiān)測系統(tǒng)”）組成；優(yōu)勢：實(shí)時傳輸數(shù)據(jù)，減少人為誤差（如人工讀數(shù)的偏差），當(dāng)變形超過閾值時，平臺自動發(fā)送短信/APP報警，響應(yīng)時間從小時級縮短至分鐘級；應(yīng)用場景：基坑深、周邊環(huán)境復(fù)雜的項(xiàng)目（如緊鄰古建筑的地鐵車站），可實(shí)現(xiàn)24小時不間斷監(jiān)測。（二）數(shù)值模擬技術(shù)軟件工具：ANSYS（通用有限元）、FLAC3D（巖土專用）、MIDAS（地鐵專用）；應(yīng)用：1.預(yù)測變形：如用FLAC3D模擬基坑開挖后的水平位移，提前制定監(jiān)測方案；2.優(yōu)化監(jiān)測：如通過模擬隧道拱頂沉降，調(diào)整監(jiān)測點(diǎn)間距（從100米縮至50米）；3.分析原因：如用ANSYS模擬地下水下降對周邊建筑的影響，確定沉降主要原因。（三）BIM技術(shù)應(yīng)用場景：1.可視化監(jiān)測：將監(jiān)測數(shù)據(jù)（如沉降、位移）整合到BIM模型中，動態(tài)展示結(jié)構(gòu)變形（如隧道拱頂沉降的3D動畫）；2.輔助決策：通過BIM模型分析變形分布（如某段隧道沉降較大），快速確定加固位置（如拱頂注漿）；3.協(xié)同管理：將監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)計、施工數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)“設(shè)計-施工-監(jiān)測”全流程協(xié)同。四、案例分析：某地鐵車站施工期監(jiān)測（一）工程概況某城市地鐵10號線某車站，采用明挖法施工，基坑深度22米，支護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻（厚800mm）+三道內(nèi)支撐（鋼支撐）。周邊10米內(nèi)有一棟6層磚混結(jié)構(gòu)建筑（居民樓），需重點(diǎn)監(jiān)測。（二）監(jiān)測方案監(jiān)測范圍：基坑周邊60米內(nèi)的建筑、管線及地面；監(jiān)測內(nèi)容：地下連續(xù)墻水平位移、周邊建筑沉降、地下水水位；監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)：地下連續(xù)墻：每25米埋設(shè)1根測斜管（共12根）；周邊建筑：在居民樓墻角設(shè)8個沉降點(diǎn)（間距15米）；地下水：在基坑周邊設(shè)4個水位監(jiān)測孔（深度30米）；閾值設(shè)定：地下連續(xù)墻水平位移：黃色預(yù)警64mm，橙色80mm，紅色＞80mm；周邊建筑沉降：黃色預(yù)警24mm，橙色30mm，紅色＞30mm。（三）實(shí)操過程數(shù)據(jù)采集：基坑開挖階段（歷時2個月），每天用測斜儀采集地下連續(xù)墻水平位移，用水準(zhǔn)儀采集建筑沉降，用水位計監(jiān)測地下水；數(shù)據(jù)處理：將數(shù)據(jù)輸入“地鐵監(jiān)測系統(tǒng)”，生成“時間-水平位移”曲線（如圖1所示），發(fā)現(xiàn)某段地下連續(xù)墻水平位移日增6mm（超過預(yù)警值的50%），立即加密至每天2次；預(yù)警與響應(yīng)：開挖至15米時，某測斜管水平位移達(dá)到65mm（黃色預(yù)警64mm），啟動黃色預(yù)警：1.施工單位停止土方開挖，檢查支撐體系；2.監(jiān)測單位加強(qiáng)監(jiān)測（每天2次），分析原因：發(fā)現(xiàn)地下水水位下降過快（日降0.5米），導(dǎo)致墻后土體沉降，推動連續(xù)墻變形；3.采取措施：啟動回灌井，補(bǔ)充地下水，同時調(diào)整支撐預(yù)應(yīng)力（增加10%）；結(jié)果：措施實(shí)施后，地下水水位趨于穩(wěn)定，地下連續(xù)墻水平位移日增降至2mm，最終施工期水平位移控制在75mm（橙色預(yù)警以下），周邊建筑沉降最大28mm（黃色預(yù)警以內(nèi)），未發(fā)生安全事故。（四）經(jīng)驗(yàn)總結(jié)1.周邊敏感建筑（如老舊居民樓）需加密監(jiān)測點(diǎn)（間距≤15米），確保及時發(fā)現(xiàn)變形；2.地下水監(jiān)測是基坑安全的關(guān)鍵，需與水平位移監(jiān)測聯(lián)動（如水位下降導(dǎo)致變形增大）；3.自動化監(jiān)測系統(tǒng)可提高響應(yīng)速度，避免人工監(jiān)測的滯后性。五、結(jié)論與展望城市軌道交通監(jiān)測是保障工程安全的“生命線”，其核心是科學(xué)的方案設(shè)計與規(guī)范的實(shí)操執(zhí)行。通過自動化、數(shù)值模擬、BIM等技術(shù)的應(yīng)用，可提升監(jiān)測效能，實(shí)現(xiàn)“早預(yù)警、早處置”。未來，隨著人工智能（如機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測變形）、數(shù)字孿生（如構(gòu)建地鐵數(shù)字模型，實(shí)時模擬結(jié)構(gòu)狀態(tài)）等技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)測將向“智能、精準(zhǔn)、協(xié)同”方向發(fā)展，為城市軌道交通安全提供更強(qiáng)大的支撐。六、結(jié)語城市軌道交通監(jiān)測是一項(xiàng)系