城市地铁隧道变形监测方法探讨

王晓东 ,周文斌

青岛地铁运营有限公司  山东青岛  266000

摘要：本文主要对城市地铁隧道变形监测方法进行探讨。首先论述城市地铁隧道变形监测的特点，其次对地铁变形监测常用技术进行分析，最后详细论述城市地铁隧道变形监测的内容以及方法，希望通过论述后能够给该领域的人员提供参考。

关键词：城市地铁；隧道变形；监测方法

引言

在城市地铁隧道工程开展的阶段，做好隧道变形监测，对提高工程的进度以及质量都有着很重要的帮助。因此对隧道变形监测的方法进行分析，掌握更为科学的关键策略意义重大。

1地铁变形监测特点

①监测时间短。由于受制于地铁运营，相应的监测只能在运营时间之外进行，通常只有4～5h;

②监测环境比较特殊。与普通类型的监测相比，隧道监测所面对的环境比较特殊，通常都是在狭长且黑暗的条件下进行，因此相关的处理就应做好更为精细地布置;

③精度要求高。因地铁周边的建筑物较多，且隧道埋深较大，因此相应的监测应达到较高的精度标准;

④观测频率高。要想切实地保障地铁运营的稳定与安全，就应及时对隧道变形的情况有精细全面地了解，以在此条件下做好防护。显然，这样条件下的观测效率都比较高。

2地铁变形监测主要技术

就此类技术来说，其主要是通过各类特定的监测仪器推进对地铁隧道变形情况的监测，按照所用仪器的具体类型，相应的技术主要有以下几类:

（1）基于收敛仪等仪器进行的预置测角测距技术。这样的仪器主要是通过在隧道内侧围岩安置收敛仪等进行相应的处理，以获取到相关的各项参数。通过这样的仪器监测，即能获取到隧道变形量的具体情况，而围岩的稳定性也能得到深层次地分析。对于使用倾斜仪操作的情况来说，则能对隧道表面的角度变化进行测量，如此即能为后续地防护提供针对性的指导。相对来说，这样的技术仅能监测到隧道部分点位的变形情况，一些整体变化信息并无法获取。另外，这样的操作往往需要较大的经济投入，因此在当前并未得到大规模使用。

(2)基于全站仪等仪器进行的单点激光测距技术。就此类技术来说，因其测量精度较高且已得到了成熟地应用，因此在当前受到了广泛应用。加之随着计算机技术等先进技术的不断发展，通过此类技术与测量机器人以及与计算机软件配合运行已经变得越来越普遍，从而为稳定高效地监测提供了极为有利的条件。当然，这样的技术也有着一些不足。例如监测所花的成本较高，且所能获取到的监测点变化极为有限，获得数据的精度并不稳定。

(3)基于摄影测量技术进行的数字图像技术。这样的技术主要是通过在隧道特定部位拍照进行各区域变形情况的获取，而后通过数字图像处理进行深层次地分析。

3地铁变形监测内容和方法

就当前的基本情况来看，通常采用全站仪和水准仪以及收敛仪等的几率较大，在监测隧道变形情况等方面有着不错的表现。以下是主要的监测内容。

3．1垂直位移监测

这样的监测在地铁变形监测中有着极为重要的基础性作用，因此相关的处理务必要高度重视。当前沉降监测主要通过精密水准测量的方法进行，且应通过电子水准仪与之配合进行。要想切实地保障基准点的稳定，相关的处理务必要做好精细地布置，如此才能切实地保障相关测定以及后续分析的稳定与高效。

通常情况下，监测点的布设应在基坑边线对应的隧道区域内进行，通常应按照约每10～20m的标准进行处理。要想切实地保障测量的稳定与高效，通常应通过固定仪器测站的方法进行相应的处理，且应注意视线长度和前后视距差等指标的严格控制，从而为相关观测提供有利的条件。另外所涉及到的沉降量的计算应严格按照既定的要求进行，这样才能切实地保障相关处理的科学与高效。

3．2水平位移监测

这方面的处理应严格按照既定的技术规范进行，监测点则可通过极坐标法、视准线法等方法进行测量。对于水平位移监测来说，通常应在变形区以外布设四个基准点，即分别在起始端和终点端各布设两个基准点，中间布设若干监测点。通过这样的处理，即能较为精细地完成相应的监测。

因隧道区段多呈现为直线的状态，因此应构建独立的平面直角坐标系，如此即能在这样的指导下推进精细的处理。

对于监测点来说，相应的位移量主要体现在X方向。这样的条件下，如果测点的水平位移量为△X，那么△X为正值时，即表明监测点向基坑方向位移，反之则说明监测点向远离基坑的方向位移。对于水平位移来说，应重点关注X方向的变化量，以通过精细全面地处理切实地保障相关控制的稳定与高效。

3．3断面变形监测

这方面的处理通常可通过具有免棱镜测距功能的全站仪进行，处理内业数据的过程中，应基于特定软件计算得出的断面的变化值绘制断面主要特征点的变化图。监测断面的布设应严格按照既定的要求进行，且应做好具体监测流程的严格控制，这样才能切实地保障相关分析的科学与高效。为方便后续查询，所获得的断面变形的数据应全部入库，且应做好精细地记录，监测时间和监测区域等都应做好划分。如此，即能为后续现实性的分析提供充足的数据支持。

3．4收敛监测

通常情况下，这样的监测应在隧道两侧腰线上布设一条水平基线AB等的条件下进行。需要注意的是，基线两端应做好反射片的贴装，而后通过全站仪进行测量和后续的数据计算。对于这样的监测来说，初期应独立观测两次，相应的误差范围应取均值为初始值。所涉及到的收敛变形量，通常应以两点的间距为准，如果距离变长则为正，反之为负。

3．5裂缝和渗漏监测

对于裂缝和渗漏来说，其呈现出的是隧道的某种状态，如果出现这样的情况应及时进行了解和做好针对性的处理。相应的监测应严格按照以下流程进行:①现场踏勘。进行现场拍照和对隧道产生的裂缝和渗漏等进行观测，相关的具体情况应做好精细地记录;②定期巡查。对监测范围内产生的裂缝和渗漏等进行定期巡视，且应根据现实的情况做好及时量测;③对于新发现的裂缝应做好精细地分析，以为后续的处理提供一定的指导;④对于新发现的渗漏应进行精细地测量，以对产生的原因进行分析。

4地铁变形监测发展趋势

（1)自动化监测

与普通的建筑物不同，地铁隧道的空间较小，而地铁运营期间往往难以进行监测。要想切实地保障地铁运营的安全与高效，就应全天候对地铁进行监测，这样才能最大程度地保障地铁运营的安全，而一些不良的情况也能得到有效地规避。

(2)实时化监测

因地铁处在较为狭小的空间中运营，且运载量较大，而如果出现安全事故必定极为严重。鉴于此，就应做好对地铁隧道安全状态的实时监测，以通过针对性的监测获取相关的信息和进行针对性的防护。

(3)高精度监测

对于地铁隧道来说，其现实情况下的变形量值小，即便出现变形也不易被察觉。而在变形导致隧道内壁破裂的情况下，地铁内部和地面以及周边的建筑物等都会受到连锁影响。鉴于此，相应的监测就应最大程度地减小监测误差，这样一来监测的精度和灵敏度即能得到切实地提升。

5 结语

总之，在城市地铁隧道变形监测的阶段中，通过科学有效的监测方法能够了解隧道变形的特征，能够给后续工作开展奠定基础。因此在隧道变形监测的阶段，要根据工程的实际需求选择针对性的监测方法，以便推动工程的有序开展。

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