穿越工程影響下既有地鐵隧道變形監(jiān)測與分析
2015-04-01
地鐵逐漸成了城市人們生活的一部分，越來越多的人出行的時候都會選擇地鐵這一交通工具，因?yàn)樗m然擁擠，但是它卻有著其它工具不具有的特點(diǎn)，它的快速是公交不能比的，從不堵車也是打的不能比的，最重要的是他基本不會晚點(diǎn)，這是其它交工具都不能比的，越來越多的人乘坐地鐵這也對地鐵的安全保障提出了更高的要求。如果地鐵的軌道一旦出現(xiàn)什么問題將會嚴(yán)重影響到地鐵的安全行駛。
一、 穿越工程隊(duì)既有地鐵的影響的劃分
?。ㄒ唬┫拗祁悾@一類的影響指的是新建工程會對地鐵的結(jié)構(gòu)造成一定上的影響，而且這種影響通常是和劇烈的，可能導(dǎo)致地鐵軌道的變形等。對于可能對地鐵造成這樣影響的施工必須從軌道的施工方法上采取有效的措施，并根據(jù)既有地鐵隧道的強(qiáng)度、變形量等進(jìn)行研究同時也要對既有隧道的結(jié)構(gòu)和新建隧道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測。
（二）注意類，這一類的影響通常較弱也不會對既有地鐵隧道造成嚴(yán)重的影響，但是也許要對這一類的影響加以注意，因?yàn)橛幸恍┯绊懸坏┳冎啬敲淳蜁兂上拗祁惖挠绊?，對于這一類的影響，要采用合理的施工辦法，并根據(jù)既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、變形量等來推定最大容許值，然后在通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分析決定是否采取其他措施，同時也要對既有隧道的結(jié)構(gòu)和新建隧道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測。
?。ㄈo影響，此類可以不考慮，這一類指的是穿越工程在施工的過程中基本不會對既有地鐵的軌道長生影響，雖然這里面是無影響的，但是我們要注意的是數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，不能因?yàn)閿?shù)據(jù)的不準(zhǔn)而把一些注意類的甚至限制類的劃到了無影響類里面。
劃分的依據(jù)主要是根據(jù)新建隧道和既有隧道結(jié)構(gòu)件的最小間距離的大小。如下表中F是新建隧道外徑，按照結(jié)構(gòu)外輪廓的最大值進(jìn)行計算有以下表。
二、 穿越既有地鐵隧道工程的技術(shù)流程
?。ㄒ唬?ldquo;前評估”是指在施工之前對造成的影響進(jìn)行評估，主要是對穿越工程的實(shí)施對既有地鐵的影響的評估。評估的主要內(nèi)容主要有結(jié)構(gòu)的安全性、功能的完整性以及列車正常運(yùn)行時的舒適程度。這里需要檢測的項(xiàng)目有：車輛、設(shè)備和建筑界限；支護(hù)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件、支護(hù)體統(tǒng)和連接結(jié)構(gòu)；防水措施及等級，滲漏情況；混凝土的堅(jiān)固情況等。“前評估”的目的是對既有地鐵結(jié)構(gòu)的承載安全性做出真確的評估同時給出允許的變形值的標(biāo)準(zhǔn)。
?。ǘ?ldquo;前加固”前加固是在進(jìn)行前評估后要進(jìn)行的操作，前加固是對“前評估”中已經(jīng)超過控制指標(biāo)的項(xiàng)目進(jìn)行操作。它主要是對既有結(jié)構(gòu)設(shè)施和松動的土地進(jìn)行加固，重點(diǎn)在于加固變形裂縫、漏水的情況和承載能力。
?。ㄈ?ldquo;后評估”是在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后進(jìn)行的評估。主要是在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后對既有地地鐵隧道的改變進(jìn)行正確的評估主要包括：既有隧道的變形縫、裂縫既滲漏情況等。對隧道的承載力及變形能力進(jìn)行后評估，分析穿越工程隊(duì)既有地鐵隧道造成的變形和破壞，計算隧道是是否可以正常使用以及長時間的正常使用，評估區(qū)間隧道在穿越工程結(jié)束后的安全性，對安全隱患做出真確的評估用以指導(dǎo)以后的加固工作。
（四）“后加固”指的是當(dāng)隧道的一些數(shù)據(jù)超過監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)是要對既有隧道的設(shè)施進(jìn)行加固工作。重點(diǎn)是，隧道的變形裂縫、漏水情況既隧道機(jī)構(gòu)發(fā)生的沉降進(jìn)行加固。把穿越工程隊(duì)既有隧道的影響降到最低。
三、監(jiān)測地鐵隧道變形的方法
?。ㄒ唬┏两当O(jiān)測，沉降監(jiān)測是對地鐵是否發(fā)生沉降進(jìn)行監(jiān)測，主要采用水準(zhǔn)測量，靜力測量的方法對隧道進(jìn)行監(jiān)測。沉降監(jiān)測的高程控制點(diǎn)不能少于3個。
?。ǘ┪灰票O(jiān)測，位移監(jiān)測方法主要有導(dǎo)線測量和視準(zhǔn)軸線法等。這里面以視準(zhǔn)軸線法為例。使用此發(fā)放必須設(shè)立檢核點(diǎn)。水平位移監(jiān)測的了控制點(diǎn)應(yīng)該埋在發(fā)生變形區(qū)外，按照要求測量中可采用誤差小于0.5mm的光學(xué)裝置，下表示位移監(jiān)測的主要技術(shù)指標(biāo)。
?。ㄈ┦諗繖z測，收斂檢測主要用收斂尺、全站儀等設(shè)備對隧道的機(jī)構(gòu)的手鏈進(jìn)行檢測。對鐵變形監(jiān)測精準(zhǔn)度要求高，同時也要求檢測的內(nèi)容要全面，因此在收斂檢測的時候一般采用自動檢測與人工檢測同步進(jìn)行。這樣做的目的就是使收斂的數(shù)據(jù)盡量的準(zhǔn)確和全面，比較有代表性的是全站儀用于特點(diǎn)位檢測，如下圖。
四、 對既有地鐵隧道變形的分析和研究
變形分析是變形監(jiān)測中最重要的一個環(huán)節(jié)，只有做好分析才能做好接下來的研究，如果分析都做錯了那么接下來的研究也就都是錯誤的了。研究人員已經(jīng)提出了一些變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和預(yù)報模型，應(yīng)用多的是多元線性回歸法。
?。ㄒ唬?nbsp;多元線性回歸法其數(shù)學(xué)模型為
式子中I =1，2，3……….n，這里面n表示測量值的變量；代表測量誤差，隨機(jī)產(chǎn)生得誤差符合正太分布；p表示原因量的個數(shù)。
在段元線性回歸法中考慮了多個中外部原因。因此這種方法預(yù)測的可靠性很好，但要注意建立模型的外部因素的設(shè)定要真確。
五、 對既有地鐵隧道受施工擾動變形分析中的安全評估
對既有地鐵受施工擾動變形分析中的安全評估方法有以下幾種：
?。ㄒ唬┒ㄐ苑治龇?，定性分析法就是根據(jù)專家的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)對已有隧道的數(shù)據(jù)的分析來對新建的隧道進(jìn)行分析，這種依靠經(jīng)驗(yàn)的分析有一定的誤差性。
?。ǘ┒糠治龇?，定量分析法是通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)之間的對數(shù)據(jù)對比和分析，然后通過一定方法構(gòu)建成屬性模型從而進(jìn)行評估，這種發(fā)放適用性廣準(zhǔn)確性更高。
?。ㄈ┒ㄐ远烤C合分析法是將定性分析和定量分析結(jié)合一種方法。主要有事故樹法、決策樹法、風(fēng)險評價指數(shù)矩陣法等
結(jié)束語：穿越工程的施工對既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)的變形有著極大的復(fù)雜性和不確定性，而穿越工程的修建也不是不可抗拒的，在穿越工程施工的同時要保證既有地鐵隧道的安全就是我們現(xiàn)在必須要考慮和解決的問題。我們需要采用正確的方法進(jìn)行安全評估，采用合理的方式使地鐵隧道在受到穿越工程的影響的時候不會發(fā)生變形，這是一項(xiàng)長遠(yuǎn)的項(xiàng)目，不僅需要當(dāng)專家的努力更加需要每一個對科研感興趣的人的努力。
