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地铁监测系统解决方案
发布时间:2022-06-15 来源:原创文章

1工程概况

2编制依据及标准

《城市轨道交通运营管理办法》(中华人民共和国建设部第140号令);

《城市轨道交通工程监测技术规范》GB50911-2013;

《建筑变形测量规程》JGJ/T8-2007;

《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008;

《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006;

《工程测量规范》GB50026-2007;

《邻近铁路营业线施工监测技术规程》(TB10314-2021)

国家现行的其他测量规范、强制性标准。

3本次监测作业的目的、特点及必要性

3.1 监测目的

1)通过监控量测对本工程产生的地铁影响进行全面的监控,掌握施工可能对城市轨道交通既有结构的局部和整体的影响程度、变化速率、变化趋势等情况;

2)及时预报该段地铁发生的变形趋势,以便即时采取有效措施,确保地铁安全正常运营;

3) 保证地铁正常运行和设备安全,为地铁轨道检修和维护使用提供依据;

4)通过监控量测进行本工程日常的施工管理;

5) 通过监控量测了解本工程条件下所表现、反映出来的一些地下工程规律和特点,为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴、依据和指导作用。为后续相关工程设计、施工提供资料。

3.2本工程监测作业特点

1) 监测单位应通过CMA计量认证的合法单位,熟悉城市轨道交通工程特性,具有工程结构和岩土工程等综合分析判断能力;

2) 本工程涉及地铁管理单位及工程建设、设计、监理、施工、监测等多家单位,各单位必须安排专人负责及建立信息联动机制,从而实现施工信息化及动态管理;

3) 监测仪器设备精度要求高、监测实施及布点位置科学合理。本次监测作业需要依据现场情况采用高精度设备和科学的方法实施,大多数监测点位需要监测三维变形关系,同时还需进行不同监测手段的相互印证;

4) 因地铁运营及调试等原因,人工监测外业时间特殊,必须夜间进行,同时须严格执行地铁运营部门相关轨行区作业许可各项管理规定,在得到作业区段请点时间申请批准后方可实施。

3.3 自动化监测的必要性

地铁临近工程施工会引起周边土体初始应力状态发生改变,同时土体开挖扰动周边地层,引起周边地层损失及地层内部含水渗出,产生土体固结沉降,进而引发周边土体发生水平及竖向位移,引起周边建构筑物变形。地铁内部结构及线路设备能够承受的变形数值有限,在超出一定限度后可能引发严重安全事故。工程实例证明,新建工程临近正在运营的地下铁道结构,对既有地铁结构及线路所造成的影响主要包括既有结构的沉降、弯曲和扭曲变形、开裂,变形缝的扩展和错动,造成结构性能指标的下降。结构变形严重时,可能会引起结构与道床的剥离、轨道设备几何形位的改变:如轨道水平、轨道前后高低、直线轨向(或曲线正矢)的改变,严重时形成“三角坑”、“吊板” 、“暗坑”等病害,使行车平顺性变差,诱发冲击、摇晃甚至于造成脱轨,对行车安全造成重大威胁。因此,在新建工程施工时必须对既有线路进行实时监测。

险情的发生往往有突然性,只有进行足够密度的监测数据采集,才能从监测数据上发现连续的变化征兆,进而能够提供给决策人员及时采取措施,排除险情,消除隐患。而传统的水准测量、水平位移监测手段需要监测人员在现场作业,由于地铁在运营时封闭线路,禁止人员在运营时间段在隧道内活动,运营时段无法用常规手段采集变形数据,难以满足要求。采用实时自动化监测系统可实时掌握临近工程建设过程中对既有线隧道结构形状和道床、轨道状况的影响。

4监测范围、内容及频率

4.1 监测范围

根据本工程特点及类似工程经验,1标段开挖区域直接影响地铁1号线 左右线各约100m,直接影响范围两端各延长10m共计120m作为地铁监测区域;第2标段开挖区域直接影响地铁 盾构区间(未来路隧道)左右线各约110m,直接影响范围两端各延长10m共计130m作为地铁监测区域,监测基准点均布置在监测范围30m以外位置。

4.2 监测内容

地铁隧道内主要监测地铁道床和结构的沉降及水平位移变形、结构扭转变形、结构径向收敛变形及其变形发展趋势,为利于监测数据互检互校、确保数据准确无误,从而进行数据关联分析,针对本工程我院拟每一个监测断面均采用测量机器人三维坐标监测激光位移计收敛监测静力水准仪竖向位移监测人工定期校核的方式对区间左、右线实施现场监测。

 

4.2.1 测量机器人自动化监测内容

序号

监测项目

监测对象

测点数量

监测最小读数

备注

1

现场安全巡视检查

结构道床渗漏、裂缝等

监测同时

 

辅以拍照、摄像等

2

道床、结构水平位移变形监测

道床、结构

216

0.1mm

1标段按130m计,第2标段按120m计,双线布点,断面间距10m一断面,每断面4处监测点位。

3

道床、结构沉降变形监测

道床、结构

216

0.1mm

4

结构扭转(差异沉降)形变监测

 

216

0.1mm

5

径向收敛监测

 

216

0.1mm

6

沉降监测基准网测设

相对稳定区域轨行区

16

0.1mm

双线布点,每段4处基准点。

7

平面监测基准网测设

相对稳定区域轨行区

16

0.1mm

4.2.2 静力水准自动化监测内容

序号

监测项目

监测对象

测点数量

 

1

隧道结构沉降变形监测

隧道结构

58

1标段按130m计,第2标段按120m计,双线布点,断面间距10m一断面,每断面1处监测点,每段(第2标段)拟定设置转点各1处,共计4处。

2

隧道结构沉降自动化监测基准点

相对稳定区

4

双线布点,每段1处基准点。