地铁运营监测精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇地铁运营监测，期待它们能激发您的灵感。

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【关键词】自动化；监测技术；地铁运营隧道

1 在地铁运营隧道中运用自动化监测技术的必要性

随着我国各大城市经济不断发展，交通拥堵问题已经成为社会日益关注的问题。修建地铁工程能够解决城市路面拥堵的问题，缓解交通压力。但随着城市地铁线路的不断增加，地铁工程布局变得越来越复杂，加上房地产与城市地下空间开发的不断推进，建筑基坑施工邻近地铁运营隧道的情况越来越多，不可避免的给地铁运营隧道造成不同程度的影响。所以，在地铁运营隧道中运用自动化监测技术是十分有必要的。这主要是因为地铁运营一般不允许中断，人员不允许进入隧道，常规的人工监测方法无法实施，这时候就需要采取自动化监测技术，对地铁运营隧道进行全天候二十四小时实时监测。在地铁运营隧道中运用自动化监测技术不仅能够确保地铁正常运营，而且还可以实时获取运营隧道的沉降、变形数据，全面掌握周边施工对运营隧道的影响程度，从而准确判断运营隧道的安全状况。

2 自动化监测技术在地铁运营隧道的运用要点

2.1 确定合理的监测范围及监测项目

例如某房地产基坑位于地铁运营隧道旁边，基坑为地下四层，长78m，宽87m，深19.5m，采用明挖法施工。基坑临近地铁侧采用双排钢筋混凝土灌注桩与预应力锚索联合支护体系，其他部位采用单排混凝土桩与预应力锚索联合支护体系。基坑与地铁区间右线结构外缘水平距离为12.7m，对应地铁运营隧道右线里程为DK12+802.0～DK12+882.0，影响长度约80m。运营的地铁隧道为盾构法施工隧道，走向基本为从西至东。基坑与地铁隧道相对关系示意图如下：

图1 房地产基坑与地铁隧道相对关系平面图

图2 房地产基坑与地铁隧道相对关系剖面图

为准确掌握房地产基坑施工对运营地铁隧道的影响，经科学分析，确定运营地铁隧道监测里程范围如下：基坑临近地铁侧桩位对应位置再向两端各延伸20米区域（对应里程K12+782～K12+902，长约120m），其中直接影响范围为K12+802～K12+882段。直接影响范围内每10米布设一个监测断面，布设9个断面；延伸区域每10米布设一个断面，布设4个断面；区间共计布设13个监测断面。地铁运营线路的自动化监测项目有：道床（钢轨）的沉降及水平位移监测，隧道主体结构的沉降、水平位移及净空变化监测。

2.2 科学、合理布设自动化监测断面和监测点

布设自动化监测断面和监测点的时候，必须要合理、科学地进行布设，才能够全面获取周边施工对运营隧道的影响范围及影响程度。本项目运营隧道右线监测长度为120m，共设置13个监测断面，监测断面间距均为10m。每个监测断面设5个监测点，为自动化监测棱镜。左线隧道位于房地产基坑开挖主要影响区以外，经房地产基坑建设单位、设计单位、安全咨询单位和地铁运营公司协商研究，无需进行自动化监测。右线隧道监测断面布设位置如下图所示：

图3 右线隧道监测断面平面布置图

监测点位布设：每个断面在轨道附近的道床上布设2个沉降监测点，中腰位置两侧各布设1个水平位移监测点，顶部布设1个沉降监测点，即每个监测断面布设5个监测点。各观测点用连接件配小规格反射棱镜，用膨胀螺栓及植筋胶锚固于监测位置的侧壁及道床上，棱镜反射面指向工作基点，各观测点位的布设见点位布设图。布设监测点应严格注意避免侵入行车限界。监测点编号规则遵循：线路号+监

测断面号+监测点编号；如：JC1-1表示上行线1断面1号监测点。每个断面监测点编号规律为面向上行线里程增加方向，左下测点号为1，并顺时针增加至5。

图4 隧道自动化监测仪器及棱镜布设剖面图

2.3 结合现场情况灵活设置工作基站及校核点

根据现场条件，自动化监测工作基站既可以设置在变形影响区以外，也可以设置在变形影响区内。本次自动化监测区域隧道平面线形为直线，通视条件良好；为使各监测点误差均匀，提高监测精度，并方便全站仪自动寻找目标，本项目自动化监测工作基站布设于监测区中部，即采取测站设置在变形区的方法。先制作全站仪托架，托架安装在侧壁隧道结构上，严格遵照设备限界线进行安装设置。校核点（基准点）布设在远离变形区以外，最外观测断面以外50m左右的车站或隧道中，大小里程方向各设置2组基准点，右线共需设置4组基准点。如下所示为隧道右线基准点布设示意图：

图5 隧道右线基准点布设示意图

2.4 合理选择通讯方式

自动化监测系统的通讯方式可以是无线传输，也可以是有线传输。我国大部分的自动监测系统都是采用无线通讯方式，这种通讯方式能够方便监测人员对监测环境和结果进行控制。但实际上，不管是哪一种通讯方式，都是把传感器的串口数据转换成电磁波信号，并以微波的方式进行无线通讯。而选择通讯方式的根据是方案的成本、覆盖范围、接入方式等，监测人员可以根据业主要求及隧道的特点，合理选择通讯方式，在降低监测成本的同时，还可以提高自动化监测技术结果的准确性，有效解决监测过程中出现的问题。

3 结论

我国城市地铁运营隧道运用自动化监测技术已经有一段时间，其实践结果已经证明了在地铁运营隧道运行过程中运用自动化监测技术是非常必要，也是非常有效的。地铁运营隧道具有一定的封闭性、复杂性、隐蔽性等特点，加上其作为一种大客流的公共交通通道，不允许轻易出现中断或者改变运行时间。普通的人工监测技术已不能够满足地铁运营隧道的发展要求，所以必须要运用自动化监测技术，才能够实时监测周边施工对运营地铁隧道的影响，且不干扰正常的地铁运行，保证地铁运行效率。

参考文献：

[1]张方.汪博.韩晓健.健康监测系统在隧道结构中的应用研究[J].山西建筑.2011（32）.

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关键词：测量机器人；自动化；隧道监测

中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：

1.测量机器人简介

测量机器人，是对现在用广泛应用的全自动全站仪的一种俗称，在全站仪中安装智能芯片，在全站仪接收到指令后进行规律性的测量，不仅满足了一般测量的要求，还满足了现在各种高强度，高精度等肉眼无法完成的连续监测要求。

第一代高精度应用较广测量机器人应属Leica的TCA1800，之后Leica的TCA2003的出现，则令测量机器人的测量精度有了很大的提高，随着科技进步，Leica的TS30、TM30系列的高效率高精度测量机器人已逐步在现有变形监测中广泛应用。

2.测量机器人在变形监测中的应用简述

2.1自动化测量系统的组成

自动化测量系统是基于一台测量机器人的有合作目标(照准棱镜)的变形监测系统，可实现全天候的无人值守监测，其实质为自动极坐标测量系统。

(1)基站

基站为极坐标系统的原点，用来架设测量机器人，要求有良好的通视条件和牢固稳定。

(2)参考点

参考点(三维坐标已知)应位于变形区域之外的稳固不动处，点上采用强制对中装置放置棱镜，一般应有3～4个，要求覆盖整个变形区域。参考系除提供方位外，还为数据处理提供距离及高差差分基准。

(3)目标点

均匀地布设于变形体上能体现区域变形的部位。

(4)控制中心

由计算机和监测软件构成，通过通信电缆控制测量机器人做全自动变形监测，可直接放置在基站上，若要进行长期的无人值守监测，应建专用机房。

2.2隧道监测

测量机器人在变形监测一般应用在运营隧道无人值守测量中，其监测思路分以下几步：

(1)在隧道变形影响范围外设置观测基准点（棱镜），每次测量基准棱镜并消除因仪器自身位移对隧道产生的影响；

(2)采用全自动实时差分原理，有效消除气象等，外界误差的影响，提高测角、测距精度；

(3)每个断面上设4-7个监测点，互相比较，防止因外界条件影响造成测量误差误判；

(4)每日实时监测结束后，系统会自动计算并生各测点变形数据，通过一系列的数据处理，客观地反映地铁隧道的变形情况。

(5)充分发挥测量机器人自动搜索、自动瞄准、自动测量功能，并对车辆遮挡、进行重新测量。

(6)通过互联网，实现系统远程控制，无人值守。

其具体流程如图1所示

图1自动化监测系统架构

3.以下为某运营地铁隧道监测简述

广州市某商业广场基坑支护工程位于广州市天河区，基坑面积13000m2，基坑开挖深度约13.0m，基坑东临地铁某站南下行区间，水平净距离约46.0m，影响管线长约100m。

根据相关的规范要求，在基坑影响区域隧道内布设20个监测断面，每个断面布设7个监测点（见图2、图3），共计140点。监测频率为开挖期间每天3次，支护结构施工及基坑回填后每天监测1次。根据地铁隧道结构条件的限制监测精度的要求，拟采用技术先进的自动化测量方法，以获取高精度的监测数据及更高的工作效率。

图2监测点及测量机器人布置示意图

图3监测点及测量机器人布置示意图

（1）自动化监测系统架构主要包括以下几个模块：

1）动态基准实时测量系统

该监测系统用1台全站仪设站进行隧道监测区整体实时监测；建立坐标系统；为隧道监测区域各变形变位监测点提供监测即时的基准数据。

2）自动变形监测系统

在隧道中，根据监测区域监测点的特征给自动全站仪配置相应的ADMS。利用DBRMS系统提供的监测即时的自动全站仪位置数据为基准，监测各自隧道区域内的变形监测点的即时变形变位情况；将监测信息通过电缆或信号通讯（无线）系统传输给功控机。

3）监测处理中心

自动测量后监测数据传输给功控机输入计算机进行数据采集、处理。

（2）监测仪器及其他设备配置

1）监测点和基准点采用徕卡大棱镜、徕卡小棱镜；

2）Leica TS30自动全站仪

3）功控机、台式计算机和信息解调系统；

4）电源箱、电力电缆、信号设备、信号电缆若干；

5）满足本项目现场要求的自动监测软件。

（3）数据处理及监测结果

1）通过仪器测出的监测结果；

2）经过软件快速分析平差处理后输出实际所得变形量；

3）将变形量导入到固定格式的监测报告中；

4）分析变形量较大的测点，如有需要则进行复测以确定监测结果；

5）确定监测结果无误后，将监测数据报表（见图4）传输到委托方指定的邮箱，并简要通知委托方监测结果。

图4监测数据报表

4.对测量机器人在变形监测应用的总结

4.1测量机器人能代替常规测量并有效降低测量误差；

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关键词：地铁 PPP模式 融资 问题 对策

一、以Z市地铁1号线一期工程为例投融资概况及融资方式评估

（一）Z市地铁1号线一期工程投融资概况

1.1号线一期工程融资方案

根据国家发改委批复，1号线一期工程总投资155.56亿元，由于其预备费用、建设期利息、流动资金部分调减，评审减少9.97亿元，确定总投资145.59亿元。

1号线一期工程融资方案：预计总投资145.59亿元，其中由Z市政府投入资本金61.15亿元，占比42.002%，债务资金84.44亿元，占比57.998%。

按照Z市政府资金拨入计划，政府逐年按当年建设投资的42.002%的比例对1号线一期项目拨入资本金，2009年到2013年5年间共计安排资本金61.15亿元。各年度资本金投入如表1所示。

2.投资情况

Z市轨道交通1号线一期工程起于西流湖站，终点为市体育中心站，全长26.2公里，于2009年6月开工建设，已于2013年底前建成试运营。本项目计划总投资145.59亿元，实际总投资150.84亿元，已于2013年底通车试运营。

（二）1号线一期工程项目融资方式的整体评估

Z市轨道交通项目建设资金全部由Z市轨道交通有限公司投入，该公司资金来源为两块，具体融资方式如下：一是Z市政府投入资本金，占项目投资的42.002%；二是通过银行等金融机构借款。已完工的1号线一期工程和在建的2号线一期工程均采用此方式。

1.政府投入资本金方式及评估

根据Z市“十一五”规划，2008年-2015年Z市政府投资的重大基础设施建设项目32项，总投资约303.5亿元，其中轨道交通资本金总投资112.9亿元。按照Z市政府对Z市轨道交通项目资金拨入计划，政府逐年按当年建设投资的42.002%的比例对Z市轨道交通有限公司拨入资本金，分年度向近期建设项目提供财政项目专项资金。Z市财政资金每年可用于轨道建设的资金如表2所示。

由表2分析可知：Z市轨道交通建设的资本金每年约占Z市全市财政收入的一半甚至更多，是Z市政府的较大财政负担。

2.银行融资方式及评估

除了Z市政府投入的资本金外，Z市轨道交通有限公司其余建设资金均采用信用担保的方式通过银行融资，即贷款均采用的担保方式为建设期信用，运营期用政府投入的轨道交通沿线的土地作抵押以及建成后收费权作质押，以轨道交通（建设）还贷专项基金作保证。Z市轨道交通有限公司目前在银行融资的情况如表3所示。

由表3分析可知：各家银行对Z市轨道交通有限公司授信276亿元，公司现已通过银行融资金额超过109亿元人民币。

Z市轨道交通1号线一期工程竣工后，2号线一期工程在紧张的建设中。当前1号线和2号线一期工程总投资概算如表4所示。

Z市轨道交通有限公司自有资本金主要依靠Z市财政拨付，其余资金通过银行融资，现已通车的1号线一期工程和在建的2号线一期工程都是通过以上方式进行融资建设，如果全部规划的剩余未建设线路也用此融资方式，完成Z市轨道交通超过1000亿元的规划建设，政府除了每年安排Z市财政收入的3%投入Z轨道交通外，尚有几百亿资金缺口需要采用信用担保方式通过银行进行融资。但是由于Z市轨道交通项目融资金额巨大、融资期限长、项目本身盈利能力不强，导致Z市轨道交通公司一直处于负债经营状态，实际运营中票务收入难以平衡运营成本，不足以支持银行贷款的还款来源，难以达到授信审批条件，不能满足贷款要求，后续融资压力非常大。

二、Z市地铁运用PPP模式融资在实践应用中存在的问题

（一）Z市地铁运用PPP模式融资在实践应用中的意义

城市轨道交通的发展一直以来是推动我国城镇化快速发展的重要途径，但是由于该项目投资规模大、回报周期长、投资回报率低的特性使得项目建设资金仅靠政府部门的投资和借贷难以满足其日益发展的需求。因此，引入灵活多样的市场化项目融资模式势在必行。

城市轨道交通作为公共基础设施建设的一部分，是城市生存和发展必须具备的条件。但是由于投资规模大、盈利能力差、沉没成本大的特点，私人部门不愿承担也无力承担其建设和运营，项目完全由政府融资。单一的政府融资给地方政府带来了沉重的财政负担，一旦项目自偿能力过弱，不仅政府背上沉重的债务包袱，而且增加项目后续融资压力，从而导致轨道交通项目建设的资金缺口。近年来，随着PPP融资模式在基础设施领域的应用和发展，它已经成为解决城市轨道交通项目资金短缺的一个重要途径。所以，对PPP模式的推广有助于解决项目资金短缺的问题，并对为社会大众提供满意的轨道交通服务从而促进城市轨道交通的可持续发展具有十分重要的实践意义和指导意义。

（二）Z市地铁PPP融资实践应用中存在的问题

由于PPP融资模式结构复杂、参与者众多，项目潜在的风险巨大，因此只有对PPP模式进行全面、系统的研究才能保证该模式能够在城市轨道交通项目成功运用，针对Z市轨道交通项目融资压力大的现状，笔者深入研究了PPP运作模式及成功运用的关键环节，现将PPP项目实施中存在的问题归纳如下。

第一，缺乏专门的适用于PPP模式的法律法规。我国现有的相关法律法规大部分内容是针对项目BOT制定的，尚没有成文的关于PPP应用的法律法规，而且现阶段大多为部委规章或者地方性管理条例。PPP这种开放式的融资模式不利于国家统一管理，而且我国现行的法律、法规与国际上PPP项目融资的一些惯例和做法也不能很好的对接。

第二，私营资本不能够真正参与到项目。目前我国私营资本投资公共项目建设不存在明显的市场准入壁垒，但在与政府企事业单位竞争时明显处于弱势地位，很难真正进入公共基础设施建设中，即使在实施过程中，私营资本不是在项目前期的就参与进来，而是在项目确定后才参与进来，不利于私营企业一开始就引入先进技术和管理经验。

第三，融资障碍。目前我国PPP项目的财务结构主要还是传统的银行贷款，贷款期限一般都在10-12年左右，可被银行接受并作为贷款抵押物的形式及种类也相对较少，相比国际项目融资，在融资量和融资期限上都相对较低。此外，我国现有贷款合同条款的设计倾向于由项目承担利率变动的风险，企业不可能获得固定利息贷款，有国外资本参与的项目还面临人民币不能自由兑换而产生的汇率风险。

第四，缺乏完善的定价和调价机制。对于公共基础服务设施，公众期望获得质优价廉的服务，私人投资者期望利润最大化。一些在初期投入资本较低而后运营成本较高的公共事业项目，面临着定价不能由于成本的增加而提高的风险，还有一些项目面临由于政府的定价过低而又不提供价格补贴的困境。

第五，缺少专业化的机构和人才。PPP在我国尚处于起步阶段，相关研究的专业人才还比较缺乏，还没有形成比较成熟的理论。而PPP项目必须有一支专业化的队伍才能运作，专业涉及设计、融资、建设和经营多个方面。政府也需要专门负责PPP项目事务的机构和专业化的中介机构。

三、Z市地铁运用PPP模式融资在实践应用中存在问题的对策

笔者就目前PPP模式在实践应用中存在的问题，提出以下建议。

第一，完善相关的法律法规制度。梳理现行相关法规政策，完善包括市场准入、政府采购、预算管理、风险分担、流程管理、绩效评价和争议解决等在内的PPP项目操作规则。加快PPP项目评价标准及适用范围等规范的出台，降低地方政府运用PPP项目时的政策风险和投资风险。

第二，加快政府职能转变。制定私营资本参与公共项目建设和进入特许经营领域的具体办法，在金融、石油、铁路等重点领域推出一批合作投资项目，保护私营资本的合法权益不受侵犯。充分发挥政府的监督、指导、服务职能。积极推进投融资体制进行改革和管理制度创新，为民间资本营造良好的投资环境。

第三，提高民间资本主体的融资能力。PPP项目投资巨大且建设周期和投资回收期比较长，企业可充分利用不可追索或有限追索贷款等融资工具，以长期购买合同、运营和维护合同、履约保证书或其他由投资人或政府提供的信用补充资料作为抵押物获得贷款，设立专门面向民间投资主体的担保机构。进一步发展债券市场，特别是长期债券市场，支持符合条件的投资者通过发行债券、股票等筹集资金。

第四，建立合理的公共产品定价机制。在以社会效益为主、兼顾公众基本需求的原则下，不断完善公共产品的定价标准、方法、程序等制度。提高社会参与度，建立起政府、企业、消费者共同参加的价格协调机制，寻求社会效益、经济效益和政府利益的最佳结合点。推动企业生产经营各个方面成本信息公开，提高经营管理水平和控制成本的能力。

第五，建立有效的风险分担机制。风险转移和风险分担应坚持由最能控制风险发生的一方来承担的原则，属于经营活动自身产生的，由投资者承担，而超出投资者控制范围的风险，如法律风险、利率风险等，则应由公共部门独立承担，或由公私双方通过平等协商共同分担。

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【关键字】地铁；运营风险；安全管理

随着我国城市化步伐的加快，城市汽车保有数量的不断增加，城市拥堵问题日益明显。被认为有效缓解城市交通拥堵的地铁建设在我国也迎来了发展热潮。但地铁由于其封闭性等特有属性导致其容易发生安全事故，如东京地铁的沙林毒气事件、伦敦地铁爆炸事件和国王十字车站大火、明斯克地铁站的恐怖袭击事件等，同样国内也发生了若干安全事故，这都表明地铁运营风险问题不容忽视。因此，探讨如何强化我国地铁安全管理具有重要的现实价值。

一、我国地铁运营及其安全管理的基本现状

近年来，我国地铁发展迅速，安全管理也被摆在突出的地位，有效的保障了地铁的安全有效运营。

1、我国地铁运营的基本现状与发展趋势

我国内陆地区开始有地铁对外开放的首个城市是北京，随后天津、上海和广州等城市也开始有地铁投入运营，近年来，我国地铁开始进入快速发展通道，2012年9月，国家发改委集中批复了涉及18个城市的地铁建设项目，至此，我国（内陆，下同）已有三十多个城市开始了地铁建设或者运营。住建部的信息显示，截止到2012年10月底，我国已经建成并开通运营、在建、已经规划的地铁线路长度分别达到1700多公里、2000多公里、4300多公里。并且，一些具有标志性意义的地铁项目也已经开通，如我国第一条穿越长江的地铁武汉轨道交通2号线开通运营。

按照国家批准地铁建设的财政收入、地区生产总值和城市人口三项指标来看，我国具备相应条件的城市达到50个左右，而随着二线、三线城市的发展，未来满足这些条件的城市数量仍将不断增多，可以预见，我国地铁线路数量和长度仍将快速增加。据测算，到2020年，全国建成总里程将达7000公里左右，到2050年可能超过8500公里。因此，如何保障如此规模地铁的安全运营成为一个必须解决的问题。

2、我国地铁运营安全管理的基本现状

借鉴发达国家经验，目前我国地铁安防系统主要有视频监控、门禁、安检排爆和报警四大部分组成，同时各地铁运营公司出台了相应的安全管理制度，如深圳市交通运输委员会公布了《深圳市轨道交通突发事件应急预案》、《深圳市地铁公交应急接驳专项预案》、《深圳市轨道交通网络化应急预案》等地铁突发事件应急处理制度，这些制度与措施有效的保障了地铁的安全运行。

虽然我国高度重视地铁安全运营管理，但仍然出现了一些问题，主要表现在如下几个方面：出现火灾事故，如2011年广州地铁发生车厢起火事件；出现列车相撞事故，如2011年上海地铁10号线发生两车追尾事故；出现停运事故，如2009年上海地铁由于供电事故导致停运，2013年广州地铁三号线更是出现了“狗闯入地铁隧道逼停列车”的事故；出现乘客坠轨事件，如2013年北京地铁13号线出现该类事故；其他事故，如深圳地铁出现了坍塌事故，北京、深圳等地地铁扶梯出现逆向行驶的事故，等等，所有的这些都表明我国地铁运营过程中还存在安全风险。

二、我国地铁运营存在的主要风险及其成因分析

总体来看，地铁运营的风险可以分为系统风险和非系统风险，而导致这些风险的原因包括技术方面的因素，也包括管理等因素。

1、我国地铁运营的主要风险

系统风险是地铁运营公司所无法完全化解的风险，如由于自然灾害导致的停电甚至塌陷等给地铁运营带来的风险，由于政府政策的变动如城市规划的变动带来的风险，由于乘客的不理想而导致的风险等等，一般而言这种风险带来的影响较大。由于这些风险的触发条件不同，并且触发条件不容易为地铁运营公司所控制，从而化解的难度较大。

非系统风险是指由于地铁运营公司自身的因素所引起的风险，如由于地铁公司内部管理不善而导致的风险，由于地铁司机、调度人员操作不当等导致的风险，由于检修人员工作携带导致的风险等等，这些风险是可以被控制和化解的。

2、我国地铁运营风险成因分析

除一些无可避免的原因可能导致地铁潜在风险外，还有一些可以有效把握但目前尚未处理的问题增加了地铁运营的风险。首先，我国地铁建设的标准不统一

且没有从国家层面进行系统的规划是导致各种风险的重要原因，目前地铁建设中所参考的大多是强电、弱电，防水、抗压，钢筋焊接，隧道施工等子系统的标准，难以找到一个系统、全面、符合当前地铁建设需求的参考标准，这导致地铁在建设、运营过程中可能存在漏洞，从而存在潜在风险。其次，地铁公司自身管理水平不高加大了地铁运营的风险，由于我国地铁全面铺开的时间较短，部分运营公司的经验不足，缺乏健全的安全管理制度，难以发现并有效的对各种风险进行预警。此外，地铁运营过程中应急处理、配套服务能力不足也会带来了运营风险。

三、强化地铁运营安全管理的对策建议

强化地铁运营安全管理，可以从完善风险管理软硬环境，强化风险监测与预警，不断提高风险处理能力等方面着手。

1、完善地铁运营风险管理软硬环境

首先，要不断完善风险管理硬环境，这主要是要不断引进各种完善的硬件基础设施，地铁运营企业要联合国家有关部门，积极借鉴国外相关的技术标准来安装、运营相关的硬件设施，增强发现各种风险的能力。特别是，对于新研发的硬件设备及其相应的软件程序，要进一步强化其技术测试，避免由于技术漏洞而带来各种风险。其次，要不断完善风险管理软环境，包括加强风险宣传，积极开展思想政治教育，帮助地铁公司的全体员工乃至于乘客树立风险意识，努力营造出一种“时时、事事、人人关注地铁风险”的氛围，为风险管理提供环境支持。

2、构建完善的风险监测与预警体系

首先，要构建完善的风险监测体系，地铁运营公司要设置包括乘客、设备、隧道等监测指标在内的风险监控体系，对整个地铁运营情况进行全面的风险监测，避免留下监控空白。其次，要构建完善的风险预警体系，地铁公司要充分利用各种信息化的设备，通过编制计算机软件程序等方式设置风险自动预警体系，一旦出现某一类事件或者触发预先设定的条件就能够自动进行报警，从而帮助地铁公司更及时的发现各种潜在风险，提示风险管理水平。

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关键词：地铁保护区；安全监测；施工控制

Abstract: in order to protect the subway tunnel body and safe operations, protection area in the construction of subway of carry out standardized management, and carrying out the effective tunnel safety monitoring and the construction control. This paper summarizes the many years of work experience, and to the subway protection area of construction management, safety monitoring and the construction control tunnel proposed some views.

Key words: the subway reserves; Safety monitoring; Construction control

中图分类号：P624.8文献标识码：A 文章编号：

引言：为了保护地铁隧道本体与运营安全，目前国内各已建地铁城市都通过立法制定了专门的城市轨道交通管理办法，南京市于2009年颁布了《南京市轨道交通管理条例》，对地铁周边特别保护区和安全保护区内的活动进行了规定。总体是地铁建设优先、“地面服从地下”的原则，地铁建设规划控制区和特别保护区内的各项建设，应当服从和配合地铁建设。

一、地铁保护区内的施工的普遍性及潜在危险

据不完全统计，上海地铁开通运营至今，在保护区内实施的工程项目近200个，其中直接建于隧道上方的工程项目18项，距地铁结构边线lOm以内项目近50项。随着轨道交通的蓬勃发展，保护区内的类似工程项目越来越多，而且越来越向“深、大、近”的方向发展。许多新建、改建和扩建的工程距离地铁非常近，有的大型深基坑距离地铁仅有3米左右，开挖深度超过20多米。大面积的隧道上部卸载，大直径管道从地铁结构的上(下)方近距离通过，施工难度和施工风险非常大。在工程实施过程中和结束后的相当长一段时间内，工程都会直接或潜在对地铁安全构成威胁，实施过程中某一环节稍有不慎，都会引发地铁安全问题。

二、地铁保护区内的施工安全控制标准及监测

目前，对于在安全保护区内进行的施工作业，各城市轨道交通管理办法要求其施工方案应预先通过轨道交通部门的技术审查并征得其同意；如施工过程中出现危及轨道交通安全的情况，轨道交通部门应当通知其立即停止作业并采取相应的安全措施，同时，施工过程应当接受轨道交通建设或运营单位的安全监测。此外，部分城市还规定，对地铁影响较大的建筑或构筑物在其施工完毕后，还需进行该项目对地铁结构长期影响的监测。如上海地铁针对其地质条件、地铁结构特点，列车性能及运行条件，并参照了国内外相关资料，在进行了大量工程和技术比较后制定一套地铁保护技术标准，量化地提出了施工引起地铁隧道变形的控制值，并以此标准来保护地铁安全、指导设计施工。

由于深基坑高楼桩基、降水、堆载等各种建筑活动对地铁工程设施的综合影响限度，必须符合以下标准：(1)地铁工程(外边线)两侧的邻近3m范围内不能进行任何工程；(2)地铁结构设施绝对沉降量及水平位移量≤20mm(包括各种加载和卸载的最终位移量)；(3)隧道变形曲线的曲率半径R≥15000m；(4)相对变曲≤1/2500；(5)由于建筑无垂直荷载(包括基础地下室)及降水、注浆等施工因素而引起的地铁外壁附加荷载≤20kPa；(6)由于打桩振动、爆炸产生的震动隧道引起的峰值速度≤2.5cm/s。此外，对安全保护区内工程项目引起的地铁结构变形，通常监测的指标有隧道的收敛、位移、沉降；而对施工难度大的项目，还需另外对地铁结构的受力状态及变形进行监测。地铁公司通常会对保护区内的施工进行隧道安全监测。传统的人工测量方式虽然价格较低，但该方法受人工测量和列车运营要求的约束，不仅监测工作量大，数据反馈不及时，同时也存在人为因素干扰的可能，较难适应对保护区施工进行准确和实时反应的要求。此外，地铁公司为了保证安全运营，会对安全监测的设备线缆走向做出严格限制(在隧道内大量布置线缆也会增加了监测与维护成本)，同时列车运营产生的震动也会对某些监测手段产生不利影响。上述种种原因造成保护区施工隧道安全监测的难度较高。

总体而言，保护区施工隧道安全监测只是一种被动的保护措施，而相对积极的方法是有效的参与保护区内的施工建设，并对可能造成隧道安全的施工过程进行事先干预。

三、地铁保护区内的施工安全控制措施

作者结合本地区的基坑施工经验，对安全保护区内的施工安全控制提出如下建议：

一是加强施工中基坑底部出砂现象的管理与监督。要求施工单位在做好降水施工方案的同时，预先就可能引起基底出砂的原因进行总结、排查，并做好相应保护与监测准备，对于施工中可能出现的出砂事故做好应急预案，并在施工过程时针对可能引起基底出砂的作业加强管理。在问题出现时，应按照预案采取针对性的措施。

二是加强围护结构施工质最或结构冷缝的检测工作。围护结构施工质量或结构冷缝检测工作可以加强对围护结构的整体强度与刚度控制，同时可以防止坑壁在动水压力作用下会出现过大的流土、流砂现象。对于此问题应早发现、早处理。土方开挖施工应遵循分层、分区、分段、对称、限时的原则；

三是严禁超挖，应严格执行先撑后挖，并及时施加预应力；横向分区长度应合理，注意坑中坑的支撑，严格控制无撑暴露时间；纵向分段不宜过大，注意临时土坡的稳定；合理安排施工工序与挖土过程，注意开挖的平衡与对称。严禁基坑靠近地铁结构一侧进行大面积、大荷载、长时间的堆载。疏导交通，合理安排重型汽车或施工机械在基坑靠近地铁结构一侧施工活动，对于必要的运行，也要求降低速度通过近地铁结构一侧。如基坑施工过程中出现支护结构或隧道结构位移过大(或增速过大)的情况，轨道交通部门应要求施工单位查明原因，必要时可要求施工单位停止作业并采取相应的加固措施。对于临近隧道的深、大基坑施工，建议预先对隧道结构进行加固，减小基坑施工对隧道结构的影响。

结束语：

地铁管辖保护区域存在一定的安全管理难度，因此需要各级政府主管部门及地铁经营单位的高度重视，在确保地铁安全的情况下，统筹规划城市建设，安全施工。只有这样，才能达到城市的平衡有序和持续发展，为提升城市形象、创建和谐社会、建设文明城市、打造平安地铁创造良好环境。

参考文献：

[1]黄宏伟，喊小龙．盾构隧道纵向变形性态研究分析[J]．地下空间，2002，(3)：244—251．

[2]王如路，刘建航．上海地铁监测实践[J]．地下工程与隧道，2004，(1)：27-32．

朱胜利，王文斌，刘维宁，等．地铁工程施工的风险管理[J]．都市快轨交通，2008，21(1)．

[3]罗云．注册安全工程师手册[M]．北京：化学工业出版社，2004．

篇6

关键词：运营安全 结构监测 日常巡查 管控

X924.3

1.引言

在地铁建设与运营工程当中，沉降往往是造成隧道开裂、结构失效的主要原因之一。对于地下铁路而言，隧道的沉降将会严重威胁列车运行安全。本着“预防为主、联动监管、分工负责、及时处置”的原则，重点对地铁隧道永久结构监测、保护区结构监测和巡查等所获得的信息进行分析和整合，及时发现问题并及时处置，对地铁运营安全维护具有重要意义。

2.变形监测的实施

运营线路永久结构监测是指对线路结构、轨道和设备设施等进行的长期变形监测；保护区结构监测是指保护区内因其它工程的施工而对地铁结构进行的变形监测。巡查分为日常巡查和保护区巡查。日常巡查是指对结构、轨道、设备设施等进行的常态化形变和表象检查；保护区巡查是指对保护区范围内建设活动的检查及其对影响范围内地铁结构、轨道、设施设备等进行的形变和表象检查。

变形监测是用测量仪器以地方坐标、线路或轨道中心线等为基准进行监测。当采用“独立、假定或相对”基准时，零状态应进行联测和定期对基准点进行复测。

变形监测的主要内容有：水平和沉降位移、断面变形、收敛、垂直度、裂缝、渗漏水等。监测内容和频率应根据结构型式、线路所处水文地质条件等分别确定，并根据变形数据及时调整监测频率和内容。每次监测工作完成后应及时向相关单位提交监测报告，监测报告应包含本次变形量、累计变形量，变形速率、变形曲线图、裂缝与渗漏情况及图片等内容；零状态还应进行摄像，全面记录结构、轨道、设备设施等的初始状态。

保护区结构监测方案应经专家评审通过，监测基准应与工后、轨后、永久监测保持统一或进行联测，并将它们的监测点纳入到保护区的结构监测工作中。

相关部门应建立巡查制度并纳入到监测方案和监测报告中，并视巡查情况及时调整监测方案。

3.数据的整合、分析与安全评估

为便于数据分析和管理，永久监测数据应与保护区监测数据和巡查信息进行整合。

变形监测数据控制指标：设计文件所规定的总变形值为限值，限值的三分之一为报警值，限值的三分之二为警戒值，并以结构累计变形值和变形速率作为监控指标。

根据监测报告对监测项目进行数据分析、分类统计和预测等后，形成技术报告，技术报告应包含：1）车站、区间监测数据小于报警值、报警值～警戒值、警戒值～限值、大于限值的监测点个数及占总监测点的百分比；2）监测点变形速率、曲线和累计变形量；3）最大变形点变形曲线和速率；4）周边施工工况与地铁变形情况时空对照；5）渗漏、裂缝统计；6）报警值以上数据的预测和预报；7）建议和采取的措施等。当变形监测数据达到报警值以上时，除上述内容外，报警值以上区域还应增加以下内容：8）隧道结构所处地质条件及地铁设计、施工情况；9）变形曲线的曲率半径、相对弯曲率；10）轨道状态和设备设施的运行情况。

4.安全管控及处置

（1）监管单位应根据监测进展和数据变化情况等，定期或不定期召开会议，并重点研究变形超标区段的处置工作和编制简报。（2）当结构监测数据超出限值时，且变化速率超标时，在非保护区监测区域，监管单位应及时提交安全评估报告，研究处置方案；在保护区监测区域，应及时通报市建设行政主管部门，并配合市建设行政主管部门召开专家咨询会，确定下一步工作和方案。（3）当结构等出现非正常情况，如鼓出、裂缝（增加或发展过快）、新增渗漏水、道床与结构脱离等形变和轨道平顺度、设备设施发生变化等情况，监管单位应及时上报并积极采取有效措施。

5.存在的问题及对策

（1）结构监测是结构养护维修的一项重要内容，利用监测数据判断结构的安全并指导结构养修，两者密不可分，因此需要监测数据全面、准确、及时。但是目前大多数地铁单位监测内容及手段单一，仅将沉降监测作为监测项目，监测手段也是人工监测。在未来的监测工作中，可以逐步扩展监测内容，监测手段上大力推广自动化及人工辅助相结合，将单一性监测变成综合性监护，以全面把控地铁结构状态。（2）为防止管理部门及环节过多，容易导致工作流程繁杂，影响数据的及时性和准确性等问题，应加强各部门之间的联动。细化监测管理工作，多方面引进专业技术人才，进一步加大监测项目管控的力度、深度，加强现场巡查、抽检，加强对监测数据的分析、总结等，力争工作流程机制化、全面化，以切实适应各地区地铁的特点。

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关键字： 地铁变形，监测，方案，隧道

Abstract: along with our country socialist market economy development, the scale of the country's major cities in expanding gradually. The traffic is the measure of a city development level of important index. The acceleration of urbanization, the urban traffic network will drive the progress, and build the subway relieve urban traffic pressure is the effective method. From the rail is built to formally put into operation, the subway engineering construction team need to spend a lot of mind, and solve the subway engineering appeared in all its problems. Among them, the subway deformation monitoring is a very real problem, it needs to subway tunnels for comprehensive monitoring, requires a lot of manpower. This article in view of the subway deformation problems in study, puts forward the relevant subway deformation monitoring plan, and relative conclusions are drawn.

Key words: the subway deformation, monitoring, plan, the tunnel

中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：

地铁变形监测在地铁建设工程中的必要性

地铁变形监测就是指在地铁工程在建设和运营的过程中，通过科学有效地方法来对地铁工程中可能出现的隧道变形问题进行监测，防止地铁隧道发生变形，提高地铁建设工程的质量，从而保障地铁能够安全的投入运营。

由于地铁是建设在城市地下的，在施工的过程中难免会碰到一些麻烦，所以在地铁工程中对地铁变形的监测就非常重要了。现在全世界有很多国家都拥有自己的城市地铁，用以缓解城市交通的压力。一方面来说，城市地铁的隧道通常是建设在地质比较复杂、道路比较狭窄、交通比较繁忙、地下运输管道比较密集的闹市中心地带，所以在施工的过程中容易对地表的建筑和地下管道造成影响。这个时候就需要对地铁隧道进行施工变形监测了。对地铁隧道变形监测的方面有很多，例如地面沉陷程度的检查、隧道顶部下沉的情况、隧道收敛位移的检查、隧洞顶部围岩内部垂直位移的检查、模筑混凝土表面应力的检测等。事实上，对于地铁隧道施工过程中的变形监测主要为了解决隧道内部和围岩位移的变化和应变的能力，得出相关的数据，然后进行合理的调整，控制地铁隧道内部各部分位移的变化。一旦监测不准确或者出现故障，就有可能直接影响到地铁隧道使用功能，同时还有可能造成地铁在运行过程中发生安全事故，造成严重的交通事故和人员伤亡；从另外一方面来说，地铁变形监测是保障地下铁道工程建设工程质量、地铁沿线建筑物和管道的保护和地铁安全运行的有效方法。地铁变形监测能够随时预报地铁隧道在建设过程中发生的变形和地质变化，方便施工队伍及时进行抢修，更改参数，对隧道内部进行合理的加固，从而确保地铁变形能够控制在一定范围内，提高了整个地铁建设工程的质量，也减少了地铁运营公司由于地铁安全事故而造成的经济损失。

地铁变形监测的主要内容和方法

通过实地考察，对地铁变形监测需要进行的各项内容进行了如下归纳：

1、对地表环境变形的测量。主要包括地铁沿线重要建筑物变形测量、沿线地下管道变形测量、围岩变形和应力测量、沿线地表沉降程度测量等方面；

2、对地下隧道变形的测量。主要包括隧道顶部沉降程度的测量、铁轨中心轨基变形测量、断面和建筑物变形测量等方面；

3、对支护结构变形的测量。主要包括建筑钢架内力和负载能力的检测、隧道壁支护架位移的测量、隧道整体结构的应力测量、结构拱顶下沉和水平收敛程度的测量等。

所以说，地铁变形监测主要包括以上三个方面的内容。另外，地铁变形监测的方法主要有大地测量和物理量测两种。

地铁变形监测方案的设计

通过以上对于地铁变形监测的介绍和方法分析，可以设计出如下的地铁变形监测方案：（一）、地铁变形监测网点分布的设计

选择合理的监测网点对于地铁变形监测来说是很重要的。地铁变形监测需要用到许多精密的仪器，而且地铁变形监测的范围也比较广，所以在安排监测网点的时候要有整体思想。首先，建立三个监测基准网点：地面沉降监测基准网点、地下隧道内基准网点和平面变形监测基准网点。地面沉降监测基准网点至少要为二等水准网，能够当作沉降观测的基准。另外，还需要在二等水准网沿线增设一定数量的基岩水准点，这样就使得地面沉降监测基准网稳定可靠且能够长期使用；地下隧道内基准网点的分布要在地铁隧道贯通后铺设轨道前进行，这样就能够保证设置的监测网点不被破坏，延长使用寿命。另外，监测点的位置可以是在车站上、竖井的底部、通道内部等地方；平面变形监测基准网点的分布可以借助GPS网和二级精密导线网，其精度相对来说还比较高，但是，为了是监测网点检测到的变形数据稳定可靠，还需要对这些网点进行定期的检查，防止出现故障。

（二）、地铁变形监测的精度设计

地铁变形精度的设计主要针对地铁沉降监测和地下隧道水平位移的监测。在地铁工程建设的前期，施工方对于地铁沉降监测的精度是有要求的，一般会根据地铁沉降测量的等级来确定精度的要求（如下图1），所以施工的时候必须要按照精度要求进行施工。国际测量工作者联合会对变形值做出了要求：“如果观测的目的是为了是变形值不超过某一个允许值而确保建（构）筑物的安全，则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10~1/20”。地下铁道隧道结构的水平位移监测主要是对道床中央的平面进行监测，测量其横向位移，其测量的精度也是有要求的（如下图2）

图表 1 地铁沉降测量等级及精度要求

图表 2地铁水平位移测量等级及精度要求

（三）、地铁变形监测周期和频率的设计

变形监测周期的设定需要根据地铁工程的整体环境和施工过程中地表和地下结构产生的变形量来确定。在进行变形监测的初期，监测周期要短，提高监测的频率。当变形量基本处于一个稳定值的时候，可以适当延长检测周期，降低监测的频率。有过监测经验的人都知道，监测点是对隧道变形体在空间上的离散化，而监测周期则是对隧道变形体时间上的离散化，所以，无论是在地铁工程施工的前期还是后期，监测周期和频率的设计都非常重要。对于每一个监测点，都需要一个监测的周期和频率来得到监测点每期的三维坐标，这样才能直观的反映出隧道的变形情况。科学的设计监测的周期和频率，对于地表及高层建筑沉降的观测周期，会根据施工阶段的不同而有不同，初期最好一天监测一次，基本稳定以后可以是3~5天一次；对于地下隧道拱顶和底部沉降的监测可以是每周一次或者每个月一次；对于地下隧道变形的监测同样需要分阶段，隧道贯通到正式运营阶段，可以每3个月监测一次，正式运营阶段，可以使半年或者一年监测一次。

结束语

通过上述分析，我们发现，地铁变形监测是一项系统性的工程，需要考虑到地铁工程建设各个阶段，需要对地铁变形监测的内容、变形监测网点的分布、变形监测的精度、监测周期和频率等进行研究设计。

参考文献：

[1] 于来法.地下铁道地面控制网布设方案和测量精度设计[J].测绘通报,1996,(6).

[2] 张明聚,王诚浩,吕琦,等.铁路客专线明挖大断面隧道施工监测分析[J].北京工业大学学报,2010(10):1350-1356.

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关键词：监测，信息系统，数据管理，GIS[]

Abstract: In view of the traditional data management and monitoring system of simple model, the subway safety monitoring system is similar to that of the network function of GIS[1], in the system can import the map the visual display of the subway construction and operation, the distribution of monitoring objects and monitoring point spatial attribute data and monitoring data, which can improve the control ability, execution ability.

Key words: monitoring, information system, data management, GIS

中图分类号：U231+.7 文献标识码： A文章编号：

引言

地铁是一种独立的有轨交通系统，不受地面道路情况的影响，能够按照设计的能力正常运行，从而快速、安全、舒适地运送乘客。因此，地铁将会成为一种有效缓解交通堵塞的城市交通方式。然而由于地铁隧道建造在地质条件复杂、道路狭窄、人口稠密、地下管线密集、交通繁忙的闹市中心,其安全问题不容忽视。地铁施工期产生的位移、沉降和变形以及地铁运营期产生的振动作用和周围土体的长期沉降等都有可能造成严重的工程事故。由于地铁施工及其运营监测工作的长期性，数据管理的复杂性以及监测信息技术的滞后性，所以，有必要开发一套既可应用于地铁施工中监测数据的存储、整理、分析、，又同时可以升级应用到地铁运营期的数据管理以及反馈指导的信息化、自动化、网络化的安全监测信息系统。

系统结构及其功能分析

数据采集与预处理系统

数据采集与预处理系统布设在地铁施工与运营的各施工段和区间段上，由监测人员操控，根据施工单位，业主单位，设计单位，监测单位以及相关规范要求，采集监测数据，并对其进行计算预处理,得到相应的观测成果数据。系统基于C/S(Client/Server)模式，其实现的主要功能有：

项目编辑功能:根据不同的量测项目要求需具备一定的项目编辑、工点编辑、测点编辑等部分管理功能。

基础资料录入功能：包括各勘察单位，测绘单位提供的地质数据和测绘数据的录入。

监测数据录入功能:监测数据录入分人工手动录入和仪器自动导入。

格式转换功能:由于各个厂家的监测仪器数据格式和各个监测单位的报表格式的不一致性，所以为了统一相关的数据格式,系统需具有数据转换的功能以及一些典型的坐标转换功能。

监测数据审核功能:根据相关的限差要求，由专门的人员进行数据审核，剔除由于人为原因和仪器异常产生的粗差。

最后，所有数据审核合格后,上传到数据服务器,由数据服务器综合分析处理,向各方。

数据管理中心

数据管理中心布设在地铁管理单位, 数据采集子系统采集数据并传输至数据中心服务器，然后进行集中管理和存储,实现各施工现场监测数据的对比分析,以及监测信息的对外, 并对监测信息进行分析和长期保存，提高资源的共享水平，相关各方可以随时随地通过Intranet 或Internet网络查询自己关心的数据,并及时进行各方沟通。本数据管理中心是基于C/S和B/S（Browser/Server）模式相结合的方式开发,其主要实现功能如下：

工点布置功能：依据设计好的监测方案，完成系统工点的布置，并在数据库中建立新建工程的测点数据表。

监测数据编辑及计算功能：根据用户不同的操作权限，可以对数据进行修改，添加和删除。利用现场量测的沉降、水平位移原始数据，导入数据库进行平差处理。

监测信息的查询功能：包括属性数据查询和监测成果数据查询，同时可以实时生成各类报表,时程曲线,工况报告等。

报表与图表生成功能：依据第三方监测单位上传的实时数据，生成各时间段的检测数据表格，以及各测点沉降过程线图、水平位移过程线图等直观图，同时生成数据报表。

网络GIS[1] 功能：在系统导入的现场施工图和地形图上进行测点布置，并且能够形象，准确地显示各工点、各测点和各施工对象的数据资料,把监测资料、地质资料和施工图动态显示于地图上,更加便于综合分析。

报警与预测功能：依据系统设置的报警、预警的警戒值，系统会自动将报警测点以特殊颜色显示在地图上，并以短信或电子邮件的方式及时通知负责人。系统可以根据已有的监测数据，按照一定的变形模式，运用数理统计模型对当期监测数据进行分析，并预测各项监测数据未来的变化情况。

用户权限设置功能：依据不同管理体系和用户要求，设置相应的使用权限，可以有效的保证数据访问的安全性。

系统升级与整合功能：通过网络方式提示用户升级信息，考虑建立系统自动升级功能。可以和业主单位的相关办公信息系统，用户网站和GIS软件进行整合,建立一套综合、完善的工程信息管理数据系统。

客户端系统

客户端系统分布于所有与地铁施工，运营有关的单位或个人计算机上，使不同权限的客户，方便的浏览和查询数据中心存储的及处理过的数据。本系统依据客户种类的不同，开发方式是以C/S和B/S相结合，其实现的功能与数据中心有类同之处，只是操作权限不同。

客户端系统所应具备的功能有：各期查询功能、图形图表浏览功能、工程进度查询功能、信息交流与反馈功能、预警功能、帮助功能等。此外客户端也完成一部分数据对比分析与数据更新工作，这样可以降低服务器负担，提高系统工作效率。

系统开发环境与开发工具

地铁安全监测信息系统主要建立在WINDOWS 操作平台，以B/S和C/S想结合的模式进行开发，数据传输以有线为主，无线为辅的方式，利用VPN技术组网,数据中心采用ADSL专线，经Internet组网,达到数据传输的目的，并降低通讯成本，数据量负荷较小的传输则采用CDMA1X 无线技术。系统采用在Visual 开发环境中面向对象的程序设计语言Visual C++作为开发工具，web 服务器软件使用目前最流行的Microsoft IIS，数据库使用可以与Internet 相集成的Microsoft SQL Server 2000关系数据库管理系统。

结语与展望

地铁安全监测信息系统是集存储、管理、查询、分析于一体，并通过网络通讯技术地铁信息，同时进行反馈指导的综合性信息管理系统。它可以直观的展示地铁施工和运营当中各监测对象和监测点的空间分布状态、属性数据和监测数据，其迅捷的判断分析能力和动态的预报警功能可以提高现场控制能力，执行能力，并通过监测系统的主动控制约束各相关人员的责任心，提高所有人的安全意识，进而提高工程安全度和远程监控的整体管理水平。地铁安全监测信息系统的升级功能可以实现系统的可扩展性，随着监测数据的积累，地质资料的完善以及视频监控的普及，可以提高系统的分析预测能力，进而更加安全、可靠、有效的指导施工，预防地铁事故，保证生命财产的安全。

参考文献[]

李连营,李清泉.基于MapX 的GIS应用开发[M].武汉:武汉大学出版社,2003.

罗传玲,高政国.地铁隧道安全监测信息系统的设计与开发[J].山西建筑,2007,33(8):363-364

篇9

关键词：ADMS测量机器人自动化监测系统，TCA系列全站仪，实时监测，控制标准

Abstract: In recent years, with the rapid development of social economy, technology, more and more subway construction project, cross projects under construction and the metro is also more and more, in the construction of the project of deep foundation pit and tunnel construction is increasing, the construction itself to existing subway structure itself and operation will cause certain effect, effect of deformation monitoring and the existing tunnel of subway operation, operation is small, the operation time is short, it can not meet the needs of field monitoring. The ADMS measurement robot to solve this problem, this paper combined with the Shenzhen Metro monitoring automation experience, introduced the ADMS measurement robot monitoring system applied on metro tunnel monitoring.

Keywords: automatic monitoring system of ADMS robot, TCA series total station, real-time monitoring, control standard

中图分类号：U45文献标识码A 文章编号

引言

随着城市地铁的大规模建设，在建工程影响既有地铁线路的情况越来越多，基坑开挖必然会对临近的地铁隧道产生一定的影响，一般需要对既有隧道进行监测，而运营隧道只有夜间地铁停运期间才能进行人工监测，无法实时了解隧道的安全状况，基于这种现状，本文介绍了ADMS测量机器人自动化监测系统，并将其成功运用于深圳地铁的变形监测中。

1 ADMS测量机器人监测系统介绍

1.1ADMS测量机器人监测系统构成

由徕卡公司推出的TCA系列全站仪，是采用马达驱动和软件控制的TPS（Total station Positioning system）系统，它是智能型全站仪结合激光、通讯及CCD技术，集自动目标识别、自动照准、自动测角、自动测距、自动跟踪目标、遥控、自动记录数据于一体的测量系统。TCA系列智能全站仪又称“测量机器人”，它以其独特的智能化、自动化性能应用于地铁变形监测中，使用户轻松自如的获取变形观测数据，及时进行监测预报。地铁自动变形监测系统由系统硬件和系统软件两部分构成。

(1)系统的硬件构成

变形监测系统如图1所示，由五部分组成：监测站、控制计算机房、基准点、变形点和测量机器人。

监测站：根据现场条件，选择自动变形监测系统监测站。该站需建观测墩，安置测量机器人，并保证有较好的通视条件。

控制计算机房：控制计算机房一般选设在办公区附近，有较好的供电等条件。机房内的计算机通过通讯电缆或数据电台和监测站全站仪相联。在控制机房能实时了解监测站全站仪的运行情况。另外，通过埋设于机房与监测站的专用电缆给全站仪供电并通讯。

基准点：在变形区以外，需建至少三个稳定的基准点。

变形点：根据实际需要，在变形体上选择若干变形监测点，每个监测点上安置有对准监测站的单棱镜。

控制计算机房

图1 变形监测系统

自动化全站仪：以布设徕卡TCA智能全站仪为例，其标称测角精度为0.5″，测距精度为（1mm+1ppm*D）（D为被测距离）。测程范围：单棱镜可达2500米，三棱镜可达3500米。

（2）系统的软件构成

主要由InADMS智能变形监测系统的联机测量模块和数据管理分析及三维显示模块组成。InADMS（Intelligent Automatic Deformation Monitoring System）该系统将自动完成周期测量、实时评价测量成果、实时显示变形趋势等智能化的功能合为一体。

①InADMS联机测量模块

InADMS联机测量模块是基于徕卡TCA系列全站仪，通过GeoCOM在线控制模式开发的自动测量模块。该模块可实现完全由计算机来控制全站仪，操作人员可自由灵活地设定各项限差，超限后仪器自动进行处理，确保采集到的数据符合要求，具有一定的智能性。同时，外业采集的数据直接进入系统软件，中间无需任何环节。

②InADMS数据管理分析及三维显示模块

数据采集结束，软件即可进行网的平差处理，获得控制网及监测点的最终成果，并以各种直观的图形、报表输出，从而轻松实现了从外业数据采集到内业最终成果输出的内外业一体化，极大地降低了测量人员的劳动强度，显著地提高了测量的工作效率。该系统能自动评价测量成果、显示变形趋势，由数据库完成本期观测值与基准值及上一期观测值的对比分析后，输出变形点成果表、位移量成果表、位移量图和变化趋势图等。

1.2 ADMS测量机器人系统数据处理方法及原理

为了充分发挥TCA智能全站仪的优越性，减少作业人员的工作量，测距时不进行温度和气压的测定，直接得到变形点的三维坐标。采用极坐标法进行施测，然后对施测结果进行差分处理。即：按极坐标的方法测量测站点（基准点）至其它基准点和变形点的斜距、水平角和垂直角，将测站点至具有代表性气象条件的基准点测量值与其基准值（基准网的测量值）相比，求得差值。由于变形观测采用同样的仪器和作业方法，并且基准点均埋设在稳定地段，认为基准点是稳定的，故将这一差值认为是受外界条件影响的结果。每站观测可以在短时间内完成，并且是基准点和变形点同时观测，可以认为外界条件对基准点和变形点的影响是相关的，可把基准点的差异加到变形点的观测值上进行差分处理，计算变形点的三维位移量。

2 应用实例

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关键词：新建地铁；穿越；既有轨道；风险

Abstract: in order to meet the requirement of mutual transfer station, new subway station will with the existing subway station near or through the relationship between the occurrence, construction of new subway station will have both the impact of station operation. Metro station project relates to the station main construction, the station affiliated structure (including transfer structure), the station interval construction and other construction sites, so the new station through both has the characteristics of risk, risk, construction technology to many station construction. This paper mainly discusses the new subway crossing the existing risk and management of rail transit line construction.

Keywords: new subway; through the existing rail; risk;

中图分类号：U284.2文献标识码：A

随着城市地铁的建设，所遇环境条件变化较多，需穿越障碍物种类繁杂，包括桥梁、房屋、河流、道路等等。其中运营期间的铁路线路，对沉降要求较高，对处理措施要求较严。目前国内上海、深圳、北京、天津等城市均遇到此类情况，多采用盾构穿越[1]。以某城市地铁区间穿越铁路为例进行分析，介绍下穿既有铁路的技术措施。

1工程概况

某城市新建地铁 A 号线在既有地铁 B 号线的车站穿越并换乘，新建车站采用了分离岛式站台，车站总长 190 m 左右，东西两个主体结构净宽均为 11. 75 m，结构形式为双层单跨的拱顶直墙结构，车站顶板覆土约为 5 m。车站东西两个主体均设置南北两个风道及风井。车站北侧区间隧道采用盾构法施工，车站南侧区间为矿山法施工。既有地铁 B 号线车站为东西走向的端头厅式车站，车站覆土 4. 5 m，底板埋深 12. 5 m。车站结构为钢筋混凝土矩形框架结构，车站结构长 169. 7 m，宽 20. 3m，高 7. 95 m； 底板厚度 0. 9 m，侧墙厚度 1. 0 m，顶板厚度 1. 0 m。既有车站采用明挖法施工，每隔约 30 m 设有变形缝。

根据相关地质资料，车站拱顶主要土层为粉土层粉质黏土层和粉砂层。车站底板位置土层主要为砾岩层，局部有泥岩层、砂岩层。下穿既有 B 号线段位置土层主要为砾岩层，局部有泥岩层，局部在卵石层。车站埋深处未涉及到地下水[2]。

2 既有轨道交通线路常见安全风险项目

既有轨道交通线路常见的安全风险包括既有线结构和轨道的破坏，主要项目如下：

(1)既有线结构（底板、侧墙）沉降超标；(2)既有线结构变形缝沉降超标；(3)既有线结构变形缝差异沉降超标；(4)既有线结构变形缝胀缩超标；(5)既有线轨道差异沉降超标；(6)既有线轨道中心线平顺性(竖向、水平)变形超标；(7)既有线轨道轨距变形超标；(8)既有线轨道纵向变形超标；(9)既有线轨道水平位移超标；(10)既有线道床与结构的剥离；(11)既有线结构裂缝宽度、长度较大；(12)既有线结构渗漏水情况严重[3]。

3新建地铁穿越既有轨道交通线路施工的风险管理

既有轨道交通线路管理和控制程序

3.1过轨工程施工前的相关工作

① 对新建轨道交通工程穿越既有线影响范围内的既有线洞体结构、洞内道床、线路、设备设施、限界等进行现状勘查、现状评估，并形成既有线评估报告，评估报告中应明确结构沉降、道床沉降、列车安全行车速度等安全控制指标。② 依据评估报告和过轨工程对既有线影响程度，完成既有线的防护设计。防护设计原则为：确保既有线运营安全，并最大限度地减少对既有线列车正常运营的影响。③ 对过轨工程的设计文件、现状勘查报告、既有线评估报告、既有线洞内的防护设计、第三方监测方案和施工方案（含新建轨道交通工程施工对既有线影响的预测分析、洞外加固处理和防护方案、施工监测方案、安全应急预案等）等组织专家评审[4]。④ 按防护设计实施既有线洞内的防护措施。⑤ 第三方监测单位按照地铁运营管理单位要求，与地铁运营管理单位具体实施的配合单位签定安全协议，由具体实施配合单位办理第三方监测布点进洞计划和相关监护等工作。⑥ 组织过轨工程施工前的协调会，正式启动穿越工程的实施。

3.2过轨工程施工过程中的相关工作

① 在既有线洞内实施第三方监测，要求第三方监测单位将监测结果按照协调机制，及时报送相关监管单位。如监测结果接近预警值时，由第三方监测单位向监理单位、施工单位、建设单位和地铁运营管理单位同时发出警报，施工单位应立即暂停过轨工程施工。同时建设单位应高度关注既有线沉降以及沉降对既有线运营造成的危害和相关影响情况，及时组织专家专题研究沉降控制措施，最大限度减少对既有线安全运营的影响。② 过轨工程施工中地铁运营管理单位除加强对既有线的巡查并负责必要的配合工作外，对巡查中发现的异常情况及时通报建设单位，建设单位及时采取相应措施，确保既有线运营安全[5]。

3.3过轨工程施工结束后的相关工作

① 对既有线进行相应的后评估并形成后评估报告。② 依据后评估报告，进一步完成既有线洞内外的恢复设计。③ 对后评估报告和既有线洞内外的恢复设计组织专家评审。④ 按恢复设计实施既有线洞内外的恢复。

4 既有地铁结构变形控制措施

4.1 既有地铁轨道结构变形控制措施

对于轨道结构沉降，根据沉降量和轨道结构特点，主要采取在垫板下加垫的方法调整轨面标高｡对于道床开裂和道床与隧道剥离，利用AB树脂进行修补，采用无压灌注法，灌浆材料2h必须达到C15强度等级，并在通车前2h施工完毕｡

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随着城市建设和轨道交通网络的逐渐完善，在已运营的轨道线路周边进行工程活动是不可避免的，这些工程的施工过程必然会对地铁的安全运营产生影响,甚至造成严重的危害。为了保证既有地铁线路的正常运营，工程建设过程中对施工引起的变形要求将变得极其的严格。本文主要以实际工程为研究背景，围绕超深基坑施工中常遇到的难点、围护结构的支护体系形式、基坑加固的类型，以及基坑施工中的信息化管理等方面，对在紧邻运营地铁周边的超深基坑的围护工程进行详细的介绍和分析，以期对今后从事类似工程建设提供参考和积累经验。

1.项目概况

某工程位于上海市中心繁华地区，该项目占地三万多平方米，与目前中国唯一一个地铁四线换乘枢纽站“零”距离接触；而且其中的一条地铁线从该地块的正中间穿过。

该项目地下室共有四层，开挖深度达到了二十多米。地下室的外墙与地铁车站及区间共用一道地下连续墙。目前一墙之隔的四条地铁线路都已投入了运营。

2.围护结构施工过程中常遇到的难点

2.1 紧贴轨道交通，地铁保护要求高。

由于工程紧贴地铁车站和区间，而且基坑面积大，开挖深度深，施工时间长。在施工过程中不仅要考虑到已建车站、区间结构安全，同时还要满足区间内列车正常运营的要求。因此，地铁枢纽车站及地铁区间隧道将是本工程施工过程中的重点保护对象。

地铁运营公司将地铁的保护等级设定为一级。同时要求在施工期间，保证地铁结构横向差异沉降小于万分之四，最终绝对沉降量（或隆起）及水平位移量小于十毫米，车站与隧道结合处的变形小于五毫米，地铁结构变形速率为每天小于五毫米。

根据以上要求，建设单位专门委托了地铁运营监护公司，对地铁的各项变化数据进行了动态监控。

2.2 周边地下管线保护要求。

在现代城市建设过程中，工程的周边常常会遇到较多的管线。经常会听到某某工地将管线挖断，或者由于基坑施工，导致周边居民区的围墙开裂的新闻。因此，工地周边道路下的众多地下管线和周边房屋的保护也是施工过程中必需要高度重视的问题。

项目建设单位在对地下管线进行了详细的调研，并在向有关管线管理单位商议的基础上，专门委托了第三方检测单位。对该工程影响范围内种类繁多，错综复杂的地下管线以及周边的房屋，采取切实可行的监测措施。以控制其差异沉降与累计沉降量，确保各类地下管线和建筑物的安全和正常使用。

2.3 场地狭小、文明化管理要求高。

由于土地资源的紧缺，而开发商为了将土地价值的最大化，在中心城区的开发项目往往会遇到场地狭小问题。该工程基坑面积大，基坑边紧贴地块红线，周边可利用的施工场地小，基坑施工时已不能在基坑外侧布置主要的施工道路，需要利用第一道钢筋混凝土支撑设置施工栈桥进行基坑施工。因此在施工管理中要强化材料、设备的调配管理力度，制定合理的施工进度计划，提高材料堆场的利用效率。

同时，由于项目处于市中心繁华地段，周边有着主要市政道路及住宅区，车辆及行人繁多。如何减少给路人及周边居民带来不便，也是管理的一大工作重点。为此，建设单位投入了大量的资金、技术和管理力量，最大限度地满足文明化工地的管理要求。

3.围护结构的支护体系形式

围护结构的支护体系形式是基坑安全的最大保障。

根据项目的特点，建设单位委托了专门的围护设计单位，对项目的围护结构进行了专项设计工作。

由于工程地下空间开发体量较大，整个占地面积大，基坑开挖深度深，平面形状不规则，且周边环境控制要求极高，属风险较高的超大型地下空间开发项目。为此，设计从以下几方面进行了考虑。

3.1 围护结构

根据现有的工程地质和水文资料分析，基坑范围开挖面以上土层结构松散，土性较差；开挖面以下相对较好。结合地下结构布置的综合分析和计算，围护结构选用1.0～1.2米厚，50米深的地下连续墙。

3.2 支护体系

支撑体系的布置是确定基坑的关键。根据工程的特点，并结合施工组织安排，设计按基坑明挖法施工进行支撑体系的设计。

3.2.1 水平支撑

水平支撑体系相对独立、与地下结构的各层楼板完全脱离，只承受基坑土体开挖及回筑过程中的侧向压力。为此，支撑形式采用了对撑布置型式。结合地下各层楼板的具置，在基坑总深度范围内设置了五道钢筋混凝土支撑。为了便于在基坑回筑过程中，楼板结构达到强度后可及时拆除相邻范围的钢筋混凝土支撑，钢筋混凝土支撑均考虑布置在各层楼板面之上。

3.2.2 竖向立柱

由于基坑平面范围较大，钢筋混凝土支撑本身的重量就很大，所以支撑竖向立柱的设计，关系到整个基坑的稳定与安全。为此，根据实际情况，主要从支撑的自重、与各道钢筋混凝土支撑的节点连接、基坑土体开挖过程中的土体隆起影响及立柱本身的细长比等方面进行考虑后，在钢筋混凝土支撑的纵、横向交点处均设置了竖向立柱。在施工便道及栈桥范围内，立柱还必须考虑重车对其的影响。竖向立柱在基坑开挖面以上选用型钢格构柱，基坑开挖面以下选用钢筋混凝土钻孔桩。

4.基坑加固的类型

为了保护运营中的地铁、周边的管线、临近的建筑物以及施工过程中基坑自身的安全，该项目采取了多种地基加固的方式。

4.1 临近地铁车站及周边道路的加固措施

考虑到周边道路管线、建筑物及地铁盾构与项目的围护体系之间只有单独的地下连续墙承担，其结构刚度有限，故基坑开挖后的围护水平变形较大、且难以控制。而且由于钢筋混凝土支撑施工周期较长，基坑暴露时间过长，容易引起基坑围护结构变形和地基土体的失稳，因此结合基坑钢筋混凝土支撑的施工特点，在基坑内侧沿地下连续墙边一定范围内采用高压旋喷裙边加固，加固深度从第三道支撑到开挖面以下两米左右。

4.2 紧邻横穿地块的地铁区间的加固措施

对于横穿地块的地铁区间，两侧的基坑开挖面积极大，开挖时基坑坑底土体隆起将会对运行中的地铁区间结构产生很大的影响，这也是该项目基坑施工时重点解决的难题之一。

为了增强地铁区间范围的整体刚度，提高抗隆起能力，先参照地下室结构的分隔情况，将临近地铁区间的两侧划分成若干个长度在三四十米左右，宽度在二十米以内的小基坑。再通过小基坑分隔墙，将地铁结构与两侧未开挖的小基坑连接起来。这样使地铁区间两侧的小基坑未开挖土体和地下来连续墙一起与地铁区间结构共同抵抗大基坑开挖所产生的土体隆起。

虽然高压旋喷桩加固的效果很好，但是对周边环境，尤其是地铁区间的影响较大。因此，为了减少对周边环境和地铁的影响，对于横穿地块的地铁区间采用了SMW搅拌桩与高压旋喷相结合的加固方式。在临近区间的两侧小基坑内，沿地铁向基坑方向依次采用了：

 超深SMW三轴水泥土搅拌桩满堂加固；

 超深SMW三轴水泥土搅拌桩止水帷幕；

 普通SMW三轴水泥土搅拌桩满堂加固；

 高压旋喷满堂加固；

 高压旋喷抽条加固。

通过采取以上的各项措施，基本能确保由土体隆起对地铁区间带来的影响。

4.3 绑桩

由于该范围内的地铁属于明挖区间，而非盾构隧道，且区间下部并无抗拔桩。地铁运营公司为了减小地铁明挖区间段在地块施工期间的差异沉降，保证地铁区间的绝对安全，在采取了以上一系列加固措施后，提出了在区间两侧增加“绑桩”的措施。

对于做过地铁市政项目的人员来说，“绑桩”一词可能并不陌生。但对于从事民用建筑工程的人来讲，大多数可能都没有听说过。此处的绑桩就是在地铁区间的两侧设置直径为一米，间距在五到六米的立柱桩，桩基进入稳定地层。将立柱桩上部的格构柱与地铁的地下连续墙相结合，以补偿基坑在土方开挖期间和开挖后地铁区间两侧地下连续墙侧摩阻力的损失，从而减少基坑开挖对地铁区间的影响。

4.4 局部深坑的加固措施

在建筑物内一般会有集水井、隔油池、电梯井等部位，这些部位常常会比正常的基坑开挖面要深。为了保证在挖这些局部深坑时的安全，就需要对这些部位的土体采用高压旋喷进行加固处理。

在该项目中，凡是局部深坑的深度超过一米，就必须对其进行加固。加固范围：深坑内、以及坑外一倍坑深的范围。加固深度是从深坑底向下的一倍坑深。

4.5 新旧地下连续墙接缝处的加固措施

为了防止新做地下连续墙与地铁原有地下连续墙之间产生渗漏水，两者的接缝之间需要采用高压旋喷桩进行加固，深度自地表下两米至开挖面以下三米，加固宽度为三米。

4.6 加固指标

加固的水泥掺量指标：水泥掺量坑底以下不得少于30%,坑底以上不得少于20%。

被加固土体的强度指标：被加固土体要求二十八天无侧限抗压强度大于1.5MPa。

5.基坑施工中的信息化管理

对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节。

首先，靠现场监测据来了解基坑的设计强度，为今后降低工程成本指标提供设计依据。第二，可及时了解施工环境――地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度。第三，可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施充当耳目。

由于该项目基坑面积大、开挖深度深、紧邻轨道交通结构，施工环境极其复杂性。因此，建设单位不但在施工招标过程中就要求施工单位必须进行自检监测；还专门委托了地铁运营监护公司，对地铁车站及区间的各项变化数据采用人工及自动监测相结合方式进行动态监控；同时还委托了第三方检测单位对临近建（构）筑物，周边的道路和市政管线，场内的围护体系、土体、基坑隆起、以及坑内外地下水位等内容实施了自动化监测。以便能及时、有效、准确地掌握地铁结构、围护体及周边环境的动向及状态，以数据指导施工，从而保证整个工程的顺利进行。

监测的数据必须做到及时、有效、准确，并经整理后及时以“日报表”的形式上报相关各方。当实测数据达到(或超过)“报警值”时，即刻口头报警，以便及时采取相应措施确保施工和周围环境的安全。

除了及时准确的采集到各项数据意外，对数据的整合及分析才是信息化施工管理的精华所在。任何没有仔细深入分析的监测工作，充其量只是施工过程的客观描述，决不能起到指导施工进程和实现信息化施工的作用。

通过对数据的整理与分析，及时比较勘察、设计的预期与实际监测数据的差别，找出各种数据的变化趋势及相应的薄弱环节。及早地优化设计和施工方案，对后续的施工提出建议，对施工过程中可能出现的险情进行及时的预报，将问题抑制在萌芽状态，以确保工程的安全进行。

在做好数据采集的同时，还要时刻做好对监测点的保护。由于基坑施工现场条件复杂，监测点极易受到破坏，造成监测数据的间断，这将会给数据的分析带来无法估量的损失。因此，监测点必须牢固，标志醒目，并要求施工单位给予密切配合，确保测点在监测阶段不遭破坏，即使遭到了破坏也要及时予以修复。

6.结束语

随着城市的快速发展，现代建筑工程的周边环境越来越复杂；人们自我保护的意识提高，对环境保护的要求也越来越高；尤其是轨道交通体系的快速发展，为了减少对地铁的安全运营产生的影响，对于在紧邻运营地铁周边的超深基坑施工的要求也越来越高。

篇12

关键词:穿越工程;既有地铁;安全评估;风险等级;数值模拟

1工程概况

新建道路主路结构厚度68cm，局部地基处理深度0．8～1．3m，路基边线与地铁9#线区间段结构外顶竖向净距为8～11．7m，与地铁9#线车站段结构外顶最小竖向净距为1～1．8m。沿万寿路南延东西两侧新建两条雨水管道，采用开槽+自然放坡(1∶0．75)施工方法，管线开槽深度3～3．4m。局部雨水管道与地铁距离较近处采用开槽支护施工，基坑放坡为1∶0．5，采用锚喷网及设置花管注浆加固的方式进行边坡支护。雨水管线位于地铁区间段上方，管线基坑底部距地铁结构外顶竖向最小距离7．1～11m，与地铁车站主体结构最小竖向距离0．5m。

2安全性影响评估结果分析

根据新建道路与管线与既有地铁线路的相对位置关系，划分以下安全风险点。(1)道路管线邻近地铁盾构区间;(2)道路管线邻近地铁车站及附属结构;(3)新建高架桥邻近地铁区间。选用MidasGTSNX软件，模拟分析新建道路及管线施工对既有地铁车站及区间结构的影响，提供既有结构变形结果，评估地铁结构和轨道结构的安全性，并根据行车安全的要求，提出新建道路与管线工程施工时，地铁结构和轨道结构的变形控制标准与保护措施。根据新建工程的施工步骤，按最不利情况将工程施工进行分阶段计算，隧道与车站结构的变形结果如表1所示。

3评估结果与建议

根据对风险点的分析，新建道路及管线施工会对既有地铁车站及区间产生一定的附加变形，附加变形值在运营安全允许范围之内。正常施工条件下，采取一定的监测和轨道防护措施，能确保地铁列车安全运营。

3．1施工建议

(1)施工前应进一步对地铁结构进行物探，查明既有结构围护桩、盾构井等构筑物实际位置，充分考虑其给施工带来的不利影响。管线开槽如需要采取破除原施工围护结构，应采用静力破除方式，减小对既有机构影响。(2)随路管线施工过程中，应按照跳槽开挖方式施工，同时，应尽快回填，减少管线沟槽暴露时间，尽量降低对既有线的影响。(3)上跨车站附属部分管线与车站主体及附属顶板距离较近，施工时不得采用大型机械开槽施工，并严格控制开挖尺寸。(4)出入口附加施工时应该考虑到对地铁客流的影响，提前做好围挡与客流疏导工作。(5)桥梁施工过程中，需对邻近地铁侧桩基采取可靠的防塌孔措施，桩成孔过程保证清孔质量，减少桩底沉渣量，减少后续上部结构加载产生桩的沉降变形。(6)严格按信息化施工原则进行施工管理，充分利用监测量控信息指导施工，严格按照设计方案、施工工艺及工序进行，不得任意省略。

3．2监测建议

(1)施工期间，加强对既有地铁结构及轨道结构变形的监测，做好引进处理准备工作。(2)施工过程中，如果变形达到报警值，采用相应措施，避免位移继续发展，确保既有地铁结构的安全。(3)监测信息及时反馈，监测单位与施工单位建立良好的数据交换机制，监测报告已周报、月报的形式报评估单位。

篇13

关键词：地铁上盖建筑；安评；监测；监理

中图分类号： U231+.4 文献标识码： A 文章编号：

在国内一线城市，交通拥挤是普遍存在的现在。地铁以其舒适、不塞车的特点，成为绝大多数市民出行的首选。地铁站附近的住宅好卖、价高已是不争的事实；地铁站附近的商业也呈现出一片格外繁荣的景象。所以地产开发商亲睐在地铁站附近搞开发。然而，地铁站附近的建筑较周边无地铁的建筑开发的难度有所加大，工程费用也会增加。

地铁上盖建筑的工程技术特点是在施工过程中如何保护好已有的地铁。 现以广州地铁四号线官洲站边的一大型工程为例，介绍地铁上盖建筑的工程技术特点。该工程被地铁隧道分成了南、北两个区，南区地下三层，地上 61 层，高 210m，建筑面积 121995m2;北区地下一层，地上 5 层，高 24m，建筑面积 36851m2;南 、北区均有与一个地铁口临近，是典型的地铁上盖建筑。

该工程办公楼高 210m，高度超限，需要进行抗震超限审查、地震安全性评估、风洞实验；北区基坑深 5.6 米，由于使用了锚杆，需要送科技委审查；南区基坑深 15 米，由于是深基坑，也需要科技委审查。由于该工程临近地铁，开工前需要做地铁安全性评估、地铁第三方监测、地铁监理，建筑、基坑方案均要送地铁保护办公室（以下简称的地保办）审查，所以此工程成了名副其实的“四双工程”（双安全评估、双基坑审查、双监测、双监理）。 以下简要介绍此工程由于临近地铁而需要多做的工作。

1地铁安全性评估

地铁安全性评估的目的是根据拟建建筑靠近地铁结构的距离，结合基坑工程的设计和施工特点，拟应用三维数值模拟分析手段，系统研究基坑施工对紧邻地铁区间盾构隧道、 地铁车站、D 出入口和风亭结构受力和变形造成的不利影响， 评估紧邻的地铁区间隧道结构、地铁车站、D 出入口和风亭结构的安全状态。

地保办对工程基坑图纸的审查的前提是要开发商提供工程的地铁安全性评估。如果地铁安全性评估报告认为按该基坑方案施工影响地铁安全运行， 地保办则要求开发商调整其基坑方案及地下室边线，直到地铁安全性评估报告显示基坑方案不影响地铁的安全运行为止。其主要研究内容如下：

1.1 基础资料收集与分析

（1）现场调查

（2）基坑工程与紧邻地铁四号线的三维立体关系

（3）基坑支护结构和地铁四号线区间隧道结构 、车站结构、风亭结构及出入口结构资料的收集与调查

1.2 国内紧邻地铁车站和区间隧道结构的案例分析与总结

1.3 场地初始地应力场和地铁结构初始受力状态的三维数值模拟分析

1.4 基坑施工对紧邻地铁车站和区间隧道及风亭结构影响的三维模拟分析

1.5 紧邻地铁结构的安全评估

1.6 基坑支护结构变形的三维模拟计算分析

1.7 基于地铁变形自动监测数据评估地铁结构安全。

2基坑方案审查

由于此工程临近地铁，建筑方案、基坑施工图均需送地保办审查，这是此工程（地铁上盖建筑）与不靠近地铁的建筑的最大的不同，也是设计、施工难度增大、费用增加的地方。 在审查基坑方案前，地保办需要甲方提供工程的地铁安全评估报告，安评报告是基坑施工是否影响地铁安全运行的理论论证。 建筑方案审查在地保办比较容易通过，基本上只要满足规范退缩要求，地保办就没什么意见。 因为建筑方案不是地保办关注的。地保办最关心的是基坑方案是否能确保地铁运行安全。地保办在审查基坑方案时特别认真，而且原则性也很强。

3地铁第三方监测

地铁第三方监测是基坑施工信息化的基础， 也是基坑施工对地铁的影响提前显示出来。所以这项工作是很必须的。随着基坑开挖施工，隧道上方及侧向土压力将发生改变，为保证地铁结构体的安全，按照地铁保护要求及相关规范之要求，本项目确定的监测项目包括地铁隧道结构体的拱顶沉降、隧道侧向水平位移。

地铁第三方监测需要在地铁休班后进入地铁进行布监测点、安放仪器、安装通信设备。 目前这种监测已经实现了自动化。

止水桩、支护桩施工前及地下结构完工后，均须会同运营总部相关人员、第三方监控和监测单位进行地铁既有结构内观、裂缝等项目的初始及工后普查、记录、确认。 这个工作也很重要，施工前地铁隧道的裂缝、渗水均与甲方、施工单位无关，此工程地下室完成后，多出来的裂缝、渗水将被认定为甲方、施工单位造成的。 甲方、施工单位将被追究责任。

监测方案设计：

针对本项目实际情况，设计了地铁保护监测方案。 方案设计原则如下：

（1）保证监测数据能够满足相关的技术要求；

（2）保证监测工作不影响地铁正常运营；

（3）在客观条件允许的情况下，监测控制网具备较高的精度、灵敏度和可靠性；

（4）保证监测点位有足够的覆盖密度及采样率 ，保证监测工作能够充分反映施工对地铁的影响；

（5）在光线不充分、空间狭长、作业人员较多等较不利的观测条件下，保证监测工作的健康运作；

（6）保证监测信息的畅通无阻 ，保证相关单位能够第一时间获取监测信息以便快速抉择，指导信息化施工。

由于监测对象为正在运营的地铁车站和隧道结构，监测方案的设计既要能够反映主体结构的变形情况，又需要保证在监测过程中不对车站正常运营造成影响。 考虑到基坑开挖对地铁结构造成的风险，为有效全面的掌控基坑开挖引起的变形对车站造成的影响， 需要在车站西北侧侧墙内增加倾斜监测点、出入口及风亭围护结构顶增加水平位移监测点。

地铁隧道监测部分拟采用自动监测系统开展本项监测工作。

4地铁监理

项目监控的目的是依据与建设单位签定的《地铁保护监控服务合同》，坚持以地铁设施安全为前提与目标，积极主动配合建设单位及各个参建单位， 并利用监控单位在地下工程保护方面的长处与优势，采取有力的监控措施与方法，来完成地铁保护监控任务与目标：

（1）确保地铁既有结构安全及地铁列车运营安全；

（2）协助业主完成本工程地铁保护项目的实施。

主要工作内容：

（1）核对现场施工图纸是否与地铁总公司审批设计方案一致性 ；

（2）复查由监理单位审查批准的《深基坑施工组织设计》（注：应包括基坑支护施工方案、基坑降水施工方案、基坑监测方案、隧道自动监测方案、安全应急预案等方案。）督促落实有地铁既有结构安全的专项保护措施；

（3）会同公司的测量人员对地铁保护区范围内施工放样的复核 ；

（4）组织各个参建单位对地铁隧道现状进行普查和确认；

（5）参加由建设单位主持的每一次工地会议 ，并在第一次工地会议上介绍监控项目部的组织机构、人员及分工，介绍地铁保护监控实施方案的主要内容，并对地铁监控要求提出说明和交底。

5结论

本文结合工程实例，阐述了地铁上盖建筑与不靠近地铁建筑在设计、管理上的不同，并就地铁上盖建筑独有的工作做了分类阐述，对在靠近地铁建造房屋有一定的借鉴意义。

【参考文献】

［1］刘庭金.某工程基坑施工对紧邻地铁结构影响的三维模拟分析及安全评估研究报告[D].广州：华南理工大学，2011．

［2］柏文锋.某工程地铁保护监测工程实施方案[Z].广州：广州地铁设计院，2011．

篇14

关键词：设计及施工；上跨；运营地铁线路

Abstract: The Xiqing Road Tunnel of Tianjin West Railway Station Hub crosses is the background of this article, By introducing a series of measures of the design and construction for the tunnel, summarizes the operation experience in construction of crossing over the existing tunnel boxes of the operating Metro Line.

Key words: the design and construction；cross over；operating Metro Line

中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：

大力发展城市轨道交通，不仅能够缓解交通压力，更能够在空气、噪音、用地等方面带来很大的改善，但因城市规划的有限前瞻性及城市建设投资的综合考虑，必将带来后期建设项目邻近或者上跨既有的轨道交通工程。在临建、结建、上盖既有轨道交通线路过程中，如何既确保轨道交通安全运行，将是我们共同面临的问题。本文以天津西站西青道下沉工程为例，全面分析该隧道上跨既有地铁1号线的设计及施工措施。

1 工程地质概况

1.1 工程概况

西青道下沉工程为天津市中心城区快速路系统的一部分，位于西站南广场地下，东西走向，西起北横～红旗路立交东侧引路，依次下穿复兴路路口、西站南广场、西站前街后上升至地面，与西纵联络线立交相接。隧道采用双向六车道，标准断面为单箱双室、单箱三室隧道，隧道总宽度为38m。在新建西青道下沉隧道里程约XQK6+603处同地铁1号线既有区间接近垂直交叉（详见图2.2-1），其平面重叠范围约（16～22）x38m。该段区间为地铁1号线改造之前的七〇四七工程的既有明挖施工的钢筋混凝土箱型框架结构。影响箱段为169、170、171、172箱段，每个箱段长度依次为16m、15m、21m、18m，主要受影响为170、171箱段。现状地面高程2.5m，青道下沉工程在此部位底板底高程-1.930m（最低处），地铁箱体顶板位于大沽高程-2.250m处，基坑开挖时，需在地铁箱体上部卸除4.43m土体，隧道底板与地铁箱体顶板相距仅0.32m。如图1、2所示。在西青道下沉工程主体施工完毕后，根据景观规划，该处地面高程约为6.516m。

图1 平面位置关系图

图2 纵向剖面图（单位：mm）

1.2 地质概况

根据地质勘察报告，该场地埋深21m深度范围内，地基土按成因年代初步可分为以下5层，现自上而下分述之：

1） 人工填土层。全场地均有分布，厚度一般为1.50～3.00m。

2） 全新统新近沉积层。厚度一般为1.70～2.70m，主要由粘性大粉质粘土、粘土（力学分层号②）组成。属中～高压缩性土。

3） 全新统上组陆相冲积层。该层土底板一般位于埋深约6.00～7.00m段，厚度一般为1.50～3.60m。主要由粉质粘土（力学分层号③）组成。属中压缩性土。

4） 全新统中组海相沉积层。一般位于埋深约6.50～15.00m段，厚度一般为7.80～8.90m；主要由粉质粘土（力学分层号④）组成。属中压缩性土

5） 全新统下组陆相冲积层。一般位于埋深约15.00～21.00m段，厚度一般为5.00～7.00m，主要由粉质粘土（力学分层号⑤）组成，局部为粉土。属中压缩性土。局部为粘土。

根据地基土的岩性分层、室内渗透试验结果，场地埋深45.00m以上水文地质含水层可划分为潜水层和微承压水层。

1) 潜水层。潜水含水层主要为全新统中组海相沉积层(Q42m)砂性大粉质粘土(④)，厚度为7.80～8.90m。静止水位埋深0.60～1.50m。

2) 微承压水。微承压含水层主要为全新统下组陆相冲积层(Q41al)下部粉土(⑤2)、上更新统第五组陆相冲积层(Q3eal)粉土(⑥)和粉砂层(⑦2)。⑥1粉土、粉砂层含水层厚度为4.00~6.50m，⑥3粉土、粉砂层含水层厚度为1.20~3.50m，⑦2粉砂层微承压含水层厚度为1.50~4.50m。

2 项目重点、难点

2.1 该项目建设单位和既有地铁运营单位属于不同的单位，为确保工程建设满足地铁运营安全，首先应建立完整的组织机构，与地铁运营单位协调统一的应急预案。信息传达上保证信息的直接、高效、顺畅。

2.2 监测控制值的确定。一般上盖施工选择在地铁夜间停运期间施工，以减小施工风险。但该工程工期紧张，选择全天候施工，在地铁限速的前提下，如何确定监测控制值是确保地铁安全运营的首要问题。借鉴上海、北京等地地铁运营经验，考虑天津地铁运营以来调轨作业的实际，确定地铁保护标准为：轨道两轨头差异隆沉值为±4mm；轨道沉降控制值为±10mm；结构位移控制值为±10mm；±5mm为预警值。

2.3 施工阶段如何控制箱体上浮。因西青道下沉隧道基坑开挖需需在地铁箱体上部卸除4.43m土体。随着卸荷，土体应力释放，坑底土体和地铁下土体会产生回弹，从而引起地铁箱体上浮。如何采用合理的设计方案和施工措施确保地铁箱体和轨道的安全是重点。

2.4 使用阶段如何控制地铁箱体的位移。在西青道下沉工程主体施工完毕后，根据景观规划，该处地面高程约为6.516m。即西青道下沉工程覆土0.846m；考虑原状覆土4.75m和施工西青道下沉隧道剩余原状覆土0.32m，设计上需考虑3.584m覆土与西青道下沉隧道结构体对既有1号线箱体下传荷载的平衡问题。

3 设计方案

3.1 为减少基坑开挖阶段，土方卸载造成箱体上浮，首先考虑采用在既有1号线箱体两侧进行土体加固。土体加固的作用首先是加固土体与既有1号线箱体之间的摩擦力阻力，可以有效减缓土体应力释放产生反弹对既有1号线箱体的影响，即从两侧拉住既有箱体，限制其竖向和水平位移。采用统计曙光岩土及地下工程分析软件，模拟加固土体对基坑上浮的影响，如图3所示为两侧土体未加固的情况下，上部土体整体开挖时的最大上浮为45mm；如图4所示为两侧土体进行加固的情况下，上部土体整体开挖时的最大上浮为24.4mm。表明两侧土体加固可有效减少既有箱体的回弹。土体加固采用三轴水泥土搅拌桩（Φ850@600）对周边土体进行满堂加固（加固后土体要求28日无侧限抗压强度≥1MP，水泥掺量不少于18%)。加固宽度为地铁箱体两侧各6米；加固深度为地表以下16m（底高程约为地铁箱体下6）米。为改善箱体两侧搅拌桩无法加固的土体，对地铁隧道结构周边0.5m范围内采用双液注浆进行加固。

图3土体不加固情况下整体开挖分析结果

图4土体进行加固情况下整体开挖分析结果

3.2西青道下沉隧道建成后，使用阶段地铁1号线的抗浮设计，采用与施工前原状荷载平衡的设计原则，同时加强备用措施。西青道下沉隧道箱体采用底板厚度0.8m，顶板厚度1m，箱体高度为7.6m，两个外侧墙厚度1.2m，中隔墙0.5m宽，其荷载与原状荷载可以平衡。备用抗浮措施为结合西青道下沉地道箱体的抗浮措施，利用抗拔桩与西青道下沉隧道结构底板形成“门”式抗浮结构，作为整体抗浮体。保证使用阶段的安全。

4 施工方案

4.1 基坑降水

西青道下沉隧道工程基坑开挖深4.43m，潜水位为地表以下0.6-1.5m，土方开挖前需进行基坑降水。因既有地铁1号线呈南北向横穿基坑，造成西青道下沉隧道的围护结构在上跨1号线区段无法封闭围护结构，本工程采用在既有地铁箱体上部南北两端设降水井，深度为4m，开挖过程中降水对南北两端流向基坑的水进行阻流，同时设坑底集水坑进行抽水。

4.2 分段开挖

为保证两侧土体加固的情况下基坑整体开挖，土体回弹量为24.4mm，无法满足箱体10mm隆沉值的要求。采用同济曙光岩土及地下工程分析软件分析土体分条开挖对箱体隆沉的影响，如图5所示分3条开挖（先期开挖远处分条）的土体回弹量为9.3mm。本工程采用将既有1号线箱体影响范围内基坑分为5条进行抽条开挖，如图6所示分条示意图。同时对施工完的结构底板进行压在，实现分条连续开挖。

图5 分3条开挖土体回弹分析

图6 分条开挖示意图

4.2 箱体监测

考虑施工过程中地铁1号线处于正常营运的状态，对既有1号线的监测采用自动监测加人工监测的方案。在1号线箱体上布置静力水准罐体，采用静力水准远程自动化监测技术实时进行箱体的沉降监测。在轨道上布置轨道沉降和轨道几何形位监测点，在箱体上布设结构位移监测点。利用每天晚上地铁停运时段，人工下轨测量轨道变形量和箱移量。本工程第一条土方开挖时长12个小时，土方开挖完成前2h，既有箱体发生了急剧上浮，累计上浮达1.02mm；截止开挖完成后24h，既有箱体累计上浮4.41mm；从开挖完成后24h至72h，现场进行垫层和底板结构绑筋施工，虽然无任何卸荷施工，该阶段既有箱体仍处于缓慢上浮阶段，截止开挖完成后72h，既有箱体累计上浮8.1mm。从土方开挖完成后72h至168h，现场进行底板混凝土浇筑及底板上强后堆积沙袋压重施工，箱体发生了缓慢下沉，截止开挖完成后168h，既有箱体累计上浮5.14mm。

5 结论

（1）既有箱体两侧土体加固可有效减少箱体的上浮，在土方开挖过程中，由于箱体两侧土体加固的作用，箱体上浮表现出了较缓慢的趋势。

（2）分条开挖对于控制箱体上浮是十分有效的措施。使箱体变形控制在要求的范围内。

（3）本工程中采用的自动监测加人工监测的方法对于既有箱体监测十分必要，可以为基坑开挖提供有效指导，特别是压载阶段，自动监测可以防止压载过量造成既有箱体下沉太快而错过最佳处理时机。

参考文献：

[1] 郑刚,刘庆晨,邓旭,张立明.基坑开挖对下卧运营地铁既有箱体影响的实测和分析[J].压土力学,2012,33（4）：1109-1116.

[2] 李兴祖,赵云非.西青道下沉隧道上穿地铁1号线工程实践[J].天津建设科技,2011,49-52.

[3] 彭敏.深大基坑施工时对下卧运营地铁隧道的专利保护技术[J].建筑施工,2010,32（9）：924-925.