變形監(jiān)測(cè)測(cè)量精度在城市軌道交通工程的應(yīng)用

■肖凱

（青海省第二測(cè)繪院　青?！∥鲗帯?10001）

變形監(jiān)測(cè)測(cè)量精度在城市軌道交通工程的應(yīng)用

■肖凱

（青海省第二測(cè)繪院青海西寧810001）

對(duì)城市軌道交通而言，注重變形監(jiān)測(cè)的測(cè)量精度能夠及時(shí)分析和評(píng)價(jià)交通的安全狀態(tài)，避免危險(xiǎn)性變形的發(fā)生。本文從我國(guó)某些城市變形監(jiān)測(cè)的實(shí)踐出發(fā)，通過(guò)變形監(jiān)測(cè)精度制定的原則及確定途徑，深入探究利用監(jiān)測(cè)對(duì)象的變形允許值計(jì)算變形監(jiān)測(cè)精度的方法。

變形監(jiān)測(cè)測(cè)量精度城市軌道交通工程

變形監(jiān)測(cè)就是利用專用的儀器和方法對(duì)變形體的變形現(xiàn)象進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)，對(duì)變形體變形形態(tài)進(jìn)行分析和變形體變形的發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)等的各項(xiàng)工作?，F(xiàn)如今，有些管理者熱衷于監(jiān)測(cè)的內(nèi)容、時(shí)間或數(shù)據(jù)等，對(duì)變形監(jiān)測(cè)精度的要求往往是忽視的。再加上城市軌道交通在建設(shè)和運(yùn)營(yíng)期間所需要變形監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目很多，其特點(diǎn)不同，所以檢測(cè)精度很難統(tǒng)一。因此，確定合理的監(jiān)測(cè)精度顯得尤為重要。

1　變形監(jiān)測(cè)精度在城市軌道交通工程方面制定的原則

一般而言，對(duì)于同類工程建筑物，根據(jù)其結(jié)構(gòu)、形狀不同，要求的精度也有差異，即使是同一建筑物，不同部位的精度要求也不同。一般變形觀測(cè)是為了使變形值穩(wěn)定在某個(gè)區(qū)間值內(nèi)變化。在確保安全的情況下，觀測(cè)的誤差值應(yīng)該小于允許變形值的1/10～1/20。不過(guò)變形過(guò)程研究的誤差值則比這個(gè)數(shù)值要小得多，甚至應(yīng)該使用目前科學(xué)技術(shù)所能達(dá)到的最高精密測(cè)量度。而對(duì)于研究城市軌道交通工程變形監(jiān)測(cè)測(cè)量精度而言，監(jiān)測(cè)精度的制定選用前者即可。

2　變形監(jiān)測(cè)變形在城市軌道交通工程中允許值的確定

2.1城市軌道地基變形允許值在建筑物的確定

地基變形允許值是指為保證建筑物正常使用而確定的變形控制值，城市軌道地基的大小主要取決于交通工程地質(zhì)及建筑地基設(shè)計(jì)、車輛荷載及差異、建筑體型復(fù)雜因素引起的地基變形、多層或高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)局部?jī)A斜值控制指標(biāo)以及預(yù)估建筑物在施工期間和使用期間的地基變形值等。

2.2城市軌道交通變形允許值在變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定

為了確保城市軌道的安全而確定變形最大控制值就是城市軌道變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中變形允許值的含義，目前，我國(guó)各城市因地制宜，根據(jù)各地的巖土條件、工程本身難度、施工水平、周圍環(huán)境等固有條件以及大量的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)等人工條件來(lái)制定城市軌道變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目允許值監(jiān)測(cè)的控制標(biāo)準(zhǔn)，由此制定的變形允許值也就是最終的變形允許值。同時(shí),對(duì)于比較復(fù)雜、特殊的工程應(yīng)實(shí)事求是，根據(jù)實(shí)際情況制定相應(yīng)控制標(biāo)準(zhǔn)。

2.3軌道變形允許值在階段性變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定

軌道變形監(jiān)測(cè)的類型:長(zhǎng)期變形監(jiān)測(cè)和階段性變形監(jiān)測(cè)，在建項(xiàng)目和舊有項(xiàng)目的變形監(jiān)測(cè)分別是從時(shí)間以及監(jiān)測(cè)對(duì)象的新舊進(jìn)行劃分。長(zhǎng)期變形監(jiān)測(cè)是指整個(gè)施工過(guò)程中變形不穩(wěn)定而需要長(zhǎng)期變形監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，而階段性變形監(jiān)測(cè)是指若工程竣工后地形基本趨于穩(wěn)定，那么就不需要繼續(xù)進(jìn)行短期變形監(jiān)測(cè)。

變形量的分部規(guī)律:無(wú)論哪種監(jiān)測(cè)，根據(jù)城市軌道經(jīng)歷的時(shí)間和時(shí)間段不同，在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)不同的交通項(xiàng)目號(hào)的變形量也不同。軌道變形量的數(shù)值主要經(jīng)歷施工期間變形速度大，竣工后一年軌道變形放慢、二年變形平穩(wěn)，三年后趨于穩(wěn)定這四個(gè)階段。再加上每個(gè)不同交通路段地基土的類別不同，,因此在建設(shè)和使用過(guò)程中的變形狀況也不同。

不同類型變形監(jiān)測(cè)變形允許值的確定方法:在建或舊有項(xiàng)目的建筑變形允許值將時(shí)間作為參考標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)長(zhǎng)期變形監(jiān)測(cè)和階段性變形監(jiān)測(cè)開(kāi)始的時(shí)間和經(jīng)歷的時(shí)間段，探究監(jiān)測(cè)對(duì)象總的變形值以及變形歷程中每個(gè)時(shí)間段將可能產(chǎn)生的變形比例，將某一時(shí)間內(nèi)可能產(chǎn)生的變形值確定為該時(shí)間段的變形允許值。

3　城市軌道交通工程變形監(jiān)測(cè)精度制定的方法

3.1誤差計(jì)算在城市軌道變形監(jiān)測(cè)中的分析

城市軌道的變形允許值是由設(shè)計(jì)單位提供，或是由設(shè)計(jì)單位提供的總變形允許值由監(jiān)測(cè)單位計(jì)算。根據(jù)其變形允許值,一般而言，觀測(cè)誤差應(yīng)小于允許變形值的1/10～1/20之間，即可計(jì)算變形監(jiān)測(cè)的誤差。

3.2誤差在城市交通軌道沉降監(jiān)測(cè)中的計(jì)算方法

在城市交通建設(shè)中，假定城市軌道交通建設(shè)中的一些城市規(guī)定控制沉降量為30mm，那么用沉降觀測(cè)點(diǎn)的測(cè)量初始標(biāo)高減去30mm即可得出沉降值。在計(jì)算過(guò)程中，也可以考慮用其他方法，比如：濾波、時(shí)間序列模型等去掉誤差，分析沉降過(guò)程，繪制沉降曲線等。

3.3誤差在監(jiān)測(cè)對(duì)象其他變形監(jiān)測(cè)的計(jì)算方法

（1）城市軌道結(jié)構(gòu)段變形平置構(gòu)件撓度以及高層建筑層間相對(duì)位移、豎直構(gòu)件的撓度、垂直偏差等)，取p=0.950,1/tλ≤1/6。

（2）城市軌道整體性位移建筑物頂部水平位移、全高垂直偏差以及橋梁等工程設(shè)施水平偏差)，取p=0.980,1/tλ。

4　變形監(jiān)測(cè)測(cè)量精度在城市軌道交通工程中的實(shí)際應(yīng)用

我們現(xiàn)在所熟知的變形監(jiān)測(cè)方法主要分為四類：（1）地面測(cè)量方法（集合水準(zhǔn)測(cè)量，三角高程測(cè)量，方向和角度測(cè)量，距離測(cè)量）；（2）間測(cè)量技術(shù)（甚長(zhǎng)基線干涉法測(cè)量（VLBI），衛(wèi)星激光測(cè)距（SLR），全球定位系統(tǒng)（GPS），合成孔徑雷達(dá)干涉（InSAR））；（3）影側(cè)利郎方法；（4）專門(mén)測(cè)量手段（各種準(zhǔn)直測(cè)量，傾斜儀監(jiān)測(cè)，應(yīng)變計(jì)測(cè)量）。

它們各自都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，又在城市軌道交通方面發(fā)揮了重要的作用。例如，GPS系統(tǒng)能對(duì)鐵軌的變形程度做出精確的判斷和數(shù)字體現(xiàn)，能夠讓維護(hù)人員及時(shí)對(duì)鐵軌的變動(dòng)情況進(jìn)行補(bǔ)救；再例如，地面測(cè)量方法精度高，應(yīng)用比較靈活，它的野外工作量大。能夠?qū)﹂L(zhǎng)距離，大面積的軌道進(jìn)行遙測(cè)，從而確保軌道的安全。

5　結(jié)語(yǔ)

科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)的分析和預(yù)報(bào)工程及工程建筑物的變形情況，對(duì)工程建筑物的施工和運(yùn)營(yíng)管理極為重要。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多條城市軌道交通線路建成運(yùn)營(yíng)，通過(guò)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在建設(shè)過(guò)程和運(yùn)營(yíng)期間，其隧道等主體結(jié)構(gòu)均有變形發(fā)生，影響著城軌的運(yùn)營(yíng)安全。為了及時(shí)掌握地鐵主體結(jié)構(gòu)的變形情況、消除安全隱患，在運(yùn)營(yíng)期間，采取適宜的變形監(jiān)測(cè)是非常必要的，根據(jù)變形監(jiān)測(cè)情況，及時(shí)提出整治方案，以保障城軌的運(yùn)營(yíng)安全。完善監(jiān)測(cè)方法，使地鐵監(jiān)測(cè)成為保障地鐵運(yùn)營(yíng)安全、維護(hù)城市窗口形象的主要工作項(xiàng)目。

[1]馬振海.城市軌道交通線路的敷設(shè)形式 [J].城市軌道交通研究,2005(3):27-30.

[2]夏才初,潘國(guó)榮,等.土木工程監(jiān)測(cè)技術(shù) [M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2001.

[3]李曉紅.隧道新奧法及測(cè)量技術(shù) [M].北京:科學(xué)出版社，2002.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-338-1