信息化测绘条件下的地铁施工监测方法探讨.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 25 日 作者简介：夏丹（1989），女,汉族,云南宣威人，本科，职称为工程师，研究方向为工程监测。-146-信息化测绘条件下的地铁施工监测方法探讨 夏 丹 陶 盾 北京城建勘测设计研究院有限责任公司，云南 昆明 650100 摘要：摘要：在我国城市化快速发展的背景下，随着城市人口的快速增长，城市道路交通问题日趋严重。城市地铁交通是目前缓解道路交通拥堵、提高城市交通质量、实现城市交通可持续发展的一项重要措施。地铁交通建设过程中，对地铁交通建设进行实时监控，是保证地铁交通建设安全的关键，也是地铁交通建设对地铁交通影响评估的关键。在现代城市地铁交通建设的大背景下，结合信息测绘技术，论述了地铁施工监测的新内涵。关键词：关键词：信息化测绘；地铁施工；监测方法 中图分类号：中图分类号：U231 0 引言 地铁施工监测信息化，使地铁施工监控的技术水平获得了提高，并能将建设项目的管理和建设项目的监测有机结合，真正实现了现场监督对现场工人的及时指导，这也是为了以后的信息化做准备。在对施工过程进行监测时，主要采用的是计算机信息管理系统，它拥有许多人力管理无法拥有的优势，并且可以完全实现监控数据的存储安全，方便检索的特点，对于提高企业的管理水平具有十分关键的意义。地铁施工信息化监测可以提高铁路建设的整体质量，减少因传导不畅而引起的投资风险，在保证工程顺利进行方面，也起到了积极的保护作用。1 地铁施工监测信息化的目的（1）在地铁建设进程中，可以对各种信息进行实时反馈。（2）可以对周围的环境，如基坑施工，进行有效的防护，并能及时的作出响应。（3）可以通过将理论值和实测值进行比较、计算和分析，从而对设计理论进行检验。（4）可以根据原始的设计原理，对监控数据和结果进行反馈优化，设计出效率最高的监控方案。（5）在地铁施工阶段中，对所有地表、地下建筑物、结构中的各种情况实施检测后，使结构变化率严格地控制在标准限度以内，从而确保了所有建筑物、结构以及行人的安全性。（6）可以做好测量资料的记录和保存工作，为今后的地铁施工工程的规划和施工提供了工程的参考价值和经验。（7）可以与业主进行信息的及时沟通和交换，使业主可以公平、科学地监督整个工程过程。2 地铁施工监测信息管理系统的优点 基于业务层级和用户对象的定义，从顶层设计的角度看地铁施工监控，这个体系可以分为三个主要的组成部分，即：监测信息数据层、数据管理层以及数据应用层，这三个层次之间没有直接的界面，他们通过数据共享而相互关联，实现有效的独立。它有以下三个主要的优势：第一，分离数据生成和数据应用的执行，提供方便和灵活的将来的系统功能扩展。比如，后期可以按需增加多种建筑数据的统计和管理功能，能共享地铁建设的历史资料，也可以添加一些新的地铁线，而不必采取任何措施，并且不会对原有线路上的地铁建设资料进行存储与管理。第二，可以根据实际需要，将地铁项目划分成若干大模块，从而提高了项目管理的方便程度。在此基础上，利用该系统所提供的良好的数据结构及参数设定，为今后的地铁施工的更新及再利用提供了便利。在此基础上，提出了一种适用于不同岩层、不同施工工艺、各子系统相互独立的方案，既保证了系统的稳定，又保证了系统的可扩展性。第三，完善，统一的人机交互接口，通过相同的用户登录，降低了用户间的依赖程度。用户进入的入口，可根据用户需求，对数据进行采集、分析和处理。3 地铁施工安全监测方法 3.1 水平位移监测 在地下铁路施工过程中，在车站上通常采取明挖或顶掘的方式进行施工，对支护桩、边坡顶的水平位中国科技期刊数据库 工业 A-147-移和支座的水平位移等进行检测，或使用盾构法进行施工时，对管片构件的水平变形等进行检测。有三个重要的水平位移检测点，它们是控制点、工作基点与变形监控站，在其中，以作为控制水平横向位移的控制轴线为基准点和工作基点，他们一起构成了最初的控制系统。侧向移动检测按照参考点监控控制点（工作基点）横向运动监测点的建设思路，在进行测量以前，需要首先测试一次水网的稳定性一般情况下，检测的地点应该位于基坑周围较为稳固的地方，以作为检测的基础；将参照点设在建筑物受干扰的范围之外，以观测工作基点的稳定性。通过随机和按工作基点布设的方式，完成了对水平位置的检测。同时按照建筑物变形测量规程中规定的二级精度，对建筑地基支撑构件顶面水平位置实施了监测，并依据该监测成果，对各监控点随建筑侧壁走向的变动状况进行了现场监控。视距不超过 300米，采用全站仪、导线等方式进行控制测量。在监测过程中，每三个监测点都要收集到符合要求的初始值，然后取平均值。本项目拟在基坑围护结构的顶梁上进行钻孔、设置监测桩，桩顶安装强迫对中螺钉、棱柱整平板等，并利用后交法与导线测量相结合的方法，对桩身进行水平变形监测。3.2 竖向位移监测 竖向位移监测作为地铁施工过程中一项重要的监测手段，具有成本低、方法简便、适应性强等优点。竖向位移的监测内容很多，而且根据不同的施工方式，其监测内容也有很大的差异。当采用明掘方式进行施工时，竖向位移监测的内容主要有：支撑壁、柱体构造垂直位移、凹陷底部隆起、地面沉陷、岩层垂直位移、坡顶垂直位移等；在盾构法施工段，同时，还对管片建筑物的竖向位移、土层的竖向位移以及地表的沉降量进行了监测。在采用矿山法施工时，要监测初期支护结构的拱顶沉降、隧洞拱脚的垂直位移、止水层间垂直位移、中柱的垂直位移等；项目周围环境的监控，建筑（构筑物）的轴向位移、路基面层垂直位移、埋地管道垂直位移、初期支护中的垂直位移、地面沉陷等。垂直位移的监控主要采用二级高程法，垂直位移的监控方法有以下几种：几何水准测量、电磁波测距、三角法、静态水准法等。要把沉降监控网络布置到一个封闭的状态、连接或连接的网状物，具有 3 个或更多的高度控制点，测量每一种仪器的位置，在地上用红色涂料作记号。例如，对建筑物的沉降进行监测，把它看作是垂直运动的一种变体，一般来说，监控的方式是：在深基坑的支撑结构和建筑物的结构上，埋置形变观测站，并据此建造（构筑物）、依据地质情况，对竖向位移与形变进行精确观测，对测点的适当布置。沉降监测网络的主要控制点是参照点和工作基点，其中，应选择通视条件良好，地基牢固稳定，便于对标石长时间保存与观察的地点；而工作基点则要选取与待测目标接近，便于多个观测站同时观测的稳定点。建筑物的沉降量监控主要针对基坑开挖深度大于基坑周围 3 倍的被防护结构物。在不影响建筑外观的情况下，设置建筑物沉降观测点，避免有妨碍标志和观察的障碍，其原则与方法如下：在地铁施工中，建（构）筑物的竖向位移测量点一般为四个角落的柱基、各种基础之间的分界线、建筑物的分界面、变形接缝、裂缝的两边等位置，建筑结构一般都要大于 4。建筑物沉降观测，要用封闭线或附加线来观察周边的各种建筑物（构筑物）的沉降点或轴点，根据水准控制线测得的各个控制点的高程数据，对两个方向进行观察，在进行变形监测的时候，也要坚持四条不变的原则，也就是说，每一次观察，都会有相同的观察轨迹，要坚持监督的方法不变，仪器不变，监测环境和人员不变，且中枢站点的数目应少于等于 2 站点。3.3 其他监测 除了竖向和水平位移的监测之外，还有其他的监控项目，例如倾角、空间收敛性、地下水水位、孔隙压力、各种力学特性的监测和裂缝的监测等。边坡监控方法是利用测斜仪，在支护结构、土体等处进行水平位移监测，用实测的方法测定了支架中特种套管的变形，由此得出了基坑中各点在不同深度处的水平位移的变化数据。在边坡监测中，常用的办法是在同一条线路上布置多个水平位移点。将井壁支护结构、隧道管片结构、初期支护结构的净高收缩进行了划分，就是两个边墙之间的相对位移量，支护的变形与稳定是最直观的反映。间隙收敛性的测量通常有接触法和无接触法。利用对地下水位及孔巧水压力的观察，对施工过程进行监测，它是根据地铁工程中地下水位的变化情况，在地下埋深中埋中国科技期刊数据库 工业 A-148-深的方法，用雨水井进行地下水位监测。力学监测包括了结构应力、支撑轴力、错杆拉力、隧道围岩拉力等等，这是一个良好的几何变形监控手段，常见的测试手段有应变计，轴力计，钢条应力仪等。裂缝监控一般采用裂缝计、游标卡尺，直角测径仪等对裂缝的长度和宽度变化的测定，然后获取裂纹状态的监控数据。上述几种监控方法都是较为简便的，而且数据处理也较为方便。4 地铁施工监测中存在的问题 4.1 地铁设计、施工与监测难以做到有机结合 在地铁施工工程中，施工单位和设计单位应当密切合作，对各种监测数据进行处理和分析，以便对支护参数进行确定和修改。然而，在实际的地铁建设中，由于种种原因，对地铁建设工程进行了大量的监测，并对其进行了分析。另外，还有一些工程未在施工组织设计中纳入监测与信息反馈，虽然这些项目以工序形式被纳入其中，但是在实际操作过程中，它们的执行不够规范、不够彻底，因此，它们的应用效果并不理想。另外，出于监督管理方面的原因，导致不能及时地反馈监控数据信息，因此，这种情况下，也就只能用来做今后类似工程的经验，而没有对设计与建造进行实时的指导。4.2 数据处理技术有待提高 目前，大部分的地铁施工监控工作都是在 Excel中完成的，在大量的监控资料的支持下，使用软件中的曲线回归功能，可以更加准确地完成监控工作。然而，由于这些数据的收集需要较长的时间，使得其对于实际工程的指导意义不大。此外，在实际施工中，部分技术人员不能完全理解和掌握信息化的设计和施工技术，他们未将资料作回归分析，仅以被监视目标为监视数据的改变为基础，再考虑以往的项目经验，从而判断围岩支护结构的安全性和经济性，这种做法并不科学。4.3 没有专门针对特殊情况的监测方法 基坑崩塌、巷道涌水等特殊情况，使在这类地方进行施工监测存在着很大的限制，主要表现为：（1）不能保证监控人员的人身安全；（2）不能对周边环境变化进行预测。这给现场监测带来了很大的困难，致使在紧急情况下不能进行测量。4.4 第三方监测管理不善 第三方监测模式是一种新型的监测方式，它对地铁施工监测技术的发展起到了积极的推动作用。但是，目前我国还没有对第三方监控进行统一的管理标准，使其很难充分发挥作用。5 地铁施工监测的信息化解决方案 目前，我国已逐步引进第三方监理，监理工作正逐步向信息化方向发展。地铁建设的信息化监控是指在地铁建设的信息化进程中，对监控数据进行分析，并对数据进行反馈，采用现代管理方法，地铁施工监控的各个方面都可以对施工安全状态信息进行及时掌握，在信息化建设中对施工进行实时指导，这是保障信息架构高效运行的一种重要手段。应用信息化技术进行地铁施工监控，将其应用于监测数据的分析和处理中，实时，准确，高效，智能监控信息反馈的优点，提出一种新的解决地铁施工安全管理问题的方法。对地铁施工进行信息化监控，保证信息化施工的效果，加快建设信息化进程，为信息化建设提供了强大的支持。5.1 数据管理支持 地铁建设监测的信息化，不仅可以解决对监测信息的管理难题，也可以解决对测点数据的存储与查询难题，还可以实现对数据的高效传输与共享，确保了对监测数据的及时高效。5.2 信息反馈支持 地铁施工监控信息化，为地铁施工安全状况提供了智能分析，可以准确地对施工安全状况做出反应，同时，它还能为建筑事故的处置，提供沟通的平台和决策的工具。6 结语 城市地铁工程由于其地质环境复杂、埋地管道密集度、工程规模大、隧道长度大、周围建筑、道路多等特点，给其安全风险较大。在信息化测绘技术的条件下，对其进行及时的预报，建立顺畅、高效的信息反馈通道，以及健全的信息反馈过程，提高工作效率，保证监测数据处理的及时性和精确性，利用监测结果来修正设计，指导施工，实现信息化施工，确保重大建设项目质量、数量和安全顺利完成。中国科技期刊数据库 工业 A-149-参考文献 1刘玉强.信息化测绘条件下的地铁施工监测方法探讨J.科技风,2019(2):115-116.2郭葆林,范凯,李龙.基于信息化测绘条件下的地铁施工监测方法分析J.房地产导刊,2019(12):97.3邓根,朱洪威,周杰,等.基于广州地铁隧道施工的 Peck 公式修正J.江西理工大学学报,2019,40(3):9-13.4 石 岩,张 文 祥,贝 帮 禹.新 建 车 站 下 穿 运 营 车 站 冻 结 施 工 变 形 影 响 分 析 J.黑 龙 江 交 通 科技,2022,45(9):143-145.5洪卓众.基于盾构施工的地表监测数据分析及建模预测J.城市勘测,2018(2):157-160.6贺磊,袁清龙,张志祥.软土条件下某地铁隧道小净距上穿既有隧道的变形监测分析J.福建建设科技,2020(5):24-26,72.