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地铁运营期长期监测技术方法调研分析

摘  要：地铁运营之后，工后沉降不可避免，结构不均匀沉降及过大变形会导致轨道变形，严重时会直接导致安全事故的发生，国内外不乏有类似报道。运营期长期监测作为保证运营安全的“眼睛”显得尤为重要，也是地铁长期健康检测的重要内容和基础工作，可为运营安全、研究结构变形规律、及时发现重大结构变形隐患提供可靠的数据。本文主要通过调研国内外地铁运营期长期监测技术方法，针对无锡地铁一、二号线自身的工程地质、线路走向、工程施工技术水平等特征，提出了无锡地铁宜采用的长期监测技术方法，可为类似工程监测方法的选择提供借鉴。

关键词：地铁；运营期；长期监测；技术方法；调研分析 

 

目录

1 概述 1

2 监测方法调研 2

2.1 监测方法现状 2

2.2 常规大地测量方法 2

2.3 自动化监测方法 2

2.3.1 测量机器人 3

2.3.2 静力水准自动化监测 3

2.3.3 分布式光纤自动化监测 4

2.3.4 长标距光纤光栅传感自动化监测 4

2.3.5 物联网自动监测 5

3 无锡地铁运营期监测方案 5

3.1 工程概括 5

3.2 运营期监测方案 6

4 适用于无锡地铁的监测方法 6

4.1 长三角地区地铁运营监测调研 6

4.2 适用于无锡地铁的监测方法 7

5 结论及建议 8

 

1 概述

随着我国城市交通拥堵的日益严重，地铁作为舒缓交通拥堵的重要途径显得尤为重要。2012年9月，国家发改委批准了25个轨道交通、城际铁路类项目，投资总金额超过8000亿元。国内外地铁运营经验表明，不同地铁结构间因施工扰动程度差异、结构刚度差异、结构基底应力差异及结构连接部位的渗漏水等将影响线路的不均匀沉降，导致结构内力变化，严重时结构开裂、破损，进而加剧行车过程中的振动、结构渗漏水发生等，最终形成恶性循环，影响地铁行车的安全性、舒适性。在变形严重的情况下，甚至会颠覆高速运行的列车，引发严重的交通安全事故。由于变形具有长期缓变、瞬时突变、难补救、危害大等灾害性特点，所以对易发生不均匀沉降的区段进行长期监测，可以判断结构是否满足保护技术标准和运营安全要求，同时也是运营管理部门决定是否需要修复及治理的重要依据。

《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》( GB50308-1999)和《城市轨道交通工程监测技术规范》（以下简称“监测规范”）对运营期监测均有要求。其中监测规范第10.1.1条规定：城市轨道交通工程施工及运营期间，应对其线路中的隧道、高架桥梁、路基和轨道结构及重要的附属结构等进行竖向位移监测，必要时还应对隧道结构进行净空收敛监测。由于地铁三分之二以上的时间是处于全封闭的运营状态，不允许监测人员进入隧道内工作；因此，合理的监测方案、合适监测方法不仅可以及时发现安全隐患，而且可以节约监测费用，为确保运营安全起到事半功倍的作用。

 

结论及建议

针对地铁运营期长期沉降监测技术及方法，有以下建议：

（1）根据运营期线路沉降发展规律及结构间差异沉降发展特点，应对线路进行监测分区并在不同运营期实施不同的监测频率，以节约费用、提高效率，做到事半功倍。

（2）应建立有效的监测信息反馈机制，以便及时对线路的平顺性进行调整，并对沉降原因进行分析，同时采取控制措施。在沉降监测过程中，当沉降量达到一定值后，应对盾构隧道的收敛值进行监测。

（3）运营期监测应分为地铁自身工后变形和非地铁施工影响的地铁变形。地铁自身工后变形监测可分为重点区、次重点区（可采用自动化监测系统，以满足及时反馈过大变形）和普通区（可采用常规大地测量以减少费用）。非地铁施工影响的地铁变形通常采用自动化监测系统，以满足高频率、及时性的要求。

（4）选择监测方法应充分考虑车站环境的影响，如采用测量机器人自动监测应考虑车挡目标、大气湍流、地基振动等因素，物联网自动化监测应考虑无线传感网络技术协议对地铁系统通信信号的影响，分布式光纤监测应考虑其监测沉降的精度适用性及成本，静力水准自动化监测应考虑自身误差的消除等。

（5）常规大地测量针对普通监测区有费用小的优势，应采用固定设备、固定人员、固定线路、相同的处理软件，相同的观测条件来提高监测精度。

（6）对于道床设计厚度较小的地段，由于列车运行可能会造成道床结构与车站底板的脱离。若发生脱离，此时道床的变形已不能正确反映结构的变形。为了能够真实反映车站结构的变形，应在车站侧墙结构上设置位移监测点，对车站结构进行监测。

（7）已运营地铁对变形的要求相当严格，关于基坑开挖引起运营地铁隧道变形的控制标准及相应保护措施，国内尚无系统编制的相关规程，上海和深圳有制定的相应监测控制标准，各城市应根据自身工程特征制定适宜的标准。