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HC地铁隧道监测系统
HC地铁隧道监测系统

        近些年来,我国城市轨道交通建设进入了迅猛发展时期,全国目前有北京、上海、南京等10个城市的地铁线路已经投入运营,杭州、成都、南昌等地正在进行地铁建设的施工,全国还有10多个城市在争先恐后的申请建设地铁工程。随着各地如火如荼地发展地铁交通,接踵而来的地铁施工事故也频频敲响了安全生产的警钟。
        地铁施工事故原因可能不尽相同,地质、勘察、设计、施工、监理等过程,每个方面的疏忽都可能酿成安全事故,但有一点是可以肯定的,事故折射出的是安全施工监测技术和手段的不足,以及施工安全管理和监管力度的欠缺。地铁施工中的高技术含量和高风险性无不需要强烈的安全意识、周密的安全管理和严格的安全监管来实现,地铁工程很大程度上就是一项考验安全管理的工程。而坍塌等事故频发,不仅仅是技术上的失误,也是安全意识的坍塌。
        为了随时了解地铁施工状态,对突发事故进行提前预警,维护地铁施工的安全和社会稳定,让类似于杭州地铁塌方这样的悲剧不会再次上演,对地铁施工安全监测迫在眉睫。
地铁施工安全监测内容
1、建筑物沉降监测
        建筑物沉降、地下管线沉降及差异沉降、道路及地表沉降均采用几何水准测量方法,使用电子水准仪观测,采用电子水准仪自带记录程序,记录外业观测数据文件。
        观测完成后形成原始电子观测文件,通过数据传输处理软件传输至计算机,检查合格后使用专用水准网平差软件进行严密平差,得出各点高程值。
2、建筑物(桥墩台)倾斜
        在基坑临近的桥梁墩柱(台)上设置监测点。在桥梁墩柱(台)上下各贴上一个反射膜片,建立上、下两观测点。共布设5组桥梁墩柱(台)倾斜监测点。监测所得到的数据按照如下方式进行处理。
3、地下管线沉降及差异沉降监测
        监测点布置于施工影响区域内的管线上,监测点重点布设在临时改移的雨水管沟、污水管线、给水管线及天然气管线上,测点布置时要考虑地下管线与洞室的相对位置关系。也可以布置在管线的接头处,或者对位移变化敏感的部位;可根据设计图纸要求,有特殊要求的管线布置管顶测点,无特殊要求的布置在管线上方对应地表。
4、地表沉降监测
         主体基坑工程,地表沉降测点布设根据管线监测点布置情况以及围护结构自身监测点布置情况综合考虑。一般情况下,可在基坑四周距坑边10m的范围内沿坑边设2排沉降观测点,排距3~8m,点距10m。安装布置好后,降现场所采集的数据输入计算机,通过专业分析软件,进行数据分析处理。
5、围护结构桩顶水平位移监测
        围护结构桩顶水平位移监测基准网采用导线网,测点监测采用极坐标法。控制点以地铁施工平面控制系统为基准建立,采用附合或闭合导线形式,起始并闭合于地铁精密导线上。控制点根据场地围挡条件及基坑位置合理分布,一般每个基坑不少于3个测点,同观测点一起布设成监测网。围护结构桩顶水平位移控制点观测采用导线测量方法,监测点采用极坐标法观测,使用全站仪进行观测。
6、围护结构桩体水平位移(土体)
        在明挖基坑长边,按照20m左右间距,重点部位(变断面阳角处、水源井范围)加密的原则,布设监测点;在明挖基坑短边中部,布设监测点,即短边两侧布设监测点。一般是测斜管通过直接绑扎或设置抱箍将其固定在支护结构的钢筋笼上,钢筋笼入孔后,浇筑混凝土。测斜管与钢筋笼的固定必须十分稳定,以防浇筑混凝土时,测斜管与钢筋笼相脱落。同时必须注意测斜管的纵向扭转,很小的扭转角度就可能使测斜仪探头被导槽卡住;埋设就位的测斜管必须保证有一对凹槽与基坑边缘垂直。对于数据处理,必须设定好基准点,围护桩桩体变形观测的基准点一般设在测斜管的底部。当被测桩体产生变形时,测斜管轴线产生挠度,用测斜仪确定测斜管轴线各段的倾角,便可计算出桩体的水平位移。
7、支撑轴力监测
        采用专用的轴力架安装架固定轴力计,安装架圆形钢筒上没有开槽一端面与支撑的牛腿(活络头)上的钢板电焊焊接牢固,电焊时必须与钢支撑中心轴线与安装中心点对齐。待焊接冷却后,将轴力计推入安装架圆形钢筒内,并用螺丝(M10)把轴力计固定在安装架上。钢支撑吊装到位后,即安装架的另一端(空缺的那一端)与围护墙体上的钢板对上,中间加一块250×250×25mm的加强钢垫板,以扩大轴力计受力面积,防止轴力计受力后陷入钢板影响测试结果。将读数电缆接到基坑顶上的观测站;电缆统一编号,用白色胶布绑在电缆线上作出标识,电缆每隔两米进行固定,外露部分作好保护措施。
8、地下水位观测
        测点用地质钻钻孔,孔深应根据要求而定。测管用Φ100mm的PVC塑料管作测管,水位线以下至隔水层间安装相同直径的滤管,滤管外裹上滤布,用胶带纸固定在滤管上,孔底布设0.5~1.0m深的沉淀管,测管的连接用锚枪施作锚钉固定。测孔的安装应确保测出施工期间水位的降低。监测仪器采用FS-SW系列钢尺水位计以及配套PVC水位管,重复性误差±2.0mm。根据水位变化值绘制水位-随时间的变化曲线,以及水位随施工的变化曲线图。
9、土体分层垂直位移监测
        锚固体为磁式锚环,间距1~2米,钻孔采用地质钻成孔,遇到土质松软的地层,应下套管或水泥护壁;成孔后将导管缓慢地放入孔中,直到最低观测点位置,然后稍拔起套管,在保护管与孔壁之间用膨胀粘土填充;再用专用工具依次将磁式锚环沿导管外壁埋入设计的位置。锚点间用膨胀粘土回填。测管口上盖,再用Ф150的钢套管保护,套管外用砼堆砌并标明孔号及孔口标高。量测时将探头沿管内壁由下而上缓慢提升测尺,当通过测点磁环位置时,蜂鸣器发出声响,此时读取孔口标志(基点)处测尺的读数。每次量测后应绘制不同深度的位移—历时曲线、孔深—位移关系曲线。当位移速率突然增大时应立即对各种量测信息进行综合分析,判断施工中出现了什么问题,并及时采取保证施工安全的对策。
地铁施工安全监测实现功能
1)实现基于计算平台安全监测系统,重要关键部分可实现24小时连续观测,满足高精度地铁隧道、基坑监测的需要。
2)能够进行长期、稳定、不间断运行,数据传输和发布具有保密性和可靠性,真正做到无人值守,放心又省心。
3)具有远程数据传输、远程状态浏览、远程系统设置以及数据管理、用户管理、安全管理等功能;能进行超短基线解算、已知点符合归算、坐标计算、精度估算。
4)通过计算机实现数据处理分析为工程施工提供及时的反馈信息;能够掌握基坑围护结构和相邻环境的变形和受力情况,对可能出现的险情和事故提出警报,确保整个地铁施工进程的安全。
5)当施工过程中发生潜在危险的时候,可以实现提前预报警,提前采取预防措施,减少事故的发生概率。

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