地铁自动化监测方案

基坑工程临近地铁自动化第三方监测
技术方案
工程名称：
建设单位：
设计单位：
监理单位：
监测单位：
审批：
审核：
编制：
编制日期：年月日
目录
一、工程概况 0
二、监测技术方案设计依据 (1)
三、监测重点及采取的措施 (1)
四、监测频率 (2)
五、监测允许值和预警值 (2)
六、地铁隧道监测 (3)
1、地铁监测系统组成 (3)
2、全站仪观测站 (4)
3、控制计算机房 (5)
4、基准点和变形点 (6)
5、徕卡TS30型测量机器人技术指标： (6)
6、地铁2号线隧道断面变形监测设备 (7)
七、监测信息反馈 (7)
附图 (8)
一、工程概况
拟建场地位于市高新技术产业园南区,地处高新区核心地带
基坑占地面积约4万平米，基坑深度约13.7米。

拟建地下室3层。

基坑工程的支护安全等级为一级。

地铁位于本基坑的南侧，基坑边线距地铁隧道最近处约14.4m，基坑施工对地铁的影响有多大，直接关系地铁的安全。

为了确保地铁结构和运营安全，同时为兼顾施工、验证设计、为开发该地块房地产积累资料等，必须对深基坑开挖范围内和可能受到开挖影响的地铁站站台、砼沉管隧道、盾构隧道等主要构筑物进行安全监测。

二、监测技术方案设计依据
1、《工程测量规范》GB50026-2007；
2、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）；
3、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497-2009）；
4、《城市轨道交通地下工程监测技术规范》（QB/SZMC-10102-2010）；
5、现场实地踏勘了解的相关情况及相关工程经验。

三、监测重点及采取的措施
1、基坑南侧距地铁2号线的最近距离约14.4米，确保地铁安全是基坑施工需考虑的最主要问题，因此，基坑南侧的各项监测是本项目的重中之重。

2、按设计要求在2号线地铁上、下行隧道按间距约10m布置变形监测断面，各布置22个断面，共44个断面，每个变形监测断面下行隧道布置5个点，隧道顶部布置一个顶部变形观测点，隧道腰左右两侧各布置一个变形观测点，轨道左右两侧靠近隧道腰下侧各布置一个变形观测点。

上行隧道布置2个点，轨道左右两侧靠近隧道腰下侧各布置一个变形观测点（现场图片见附图）。

3、基坑南侧的监测点频次在设计的基础上提高一个级别，当监测数据出现异常时，除增加监测频次外，监测数据结果及建议在15分钟内反
馈给甲方，确保甲方能够在最短时间内根据监测结果作出应急措施。

四、监测频率
五、监测允许值和预警值
地铁安全保护控制指标及预警：
1）轨道容许变形值：轨道竖向变形±2mm，横向高差<2mm，三角坑高低差<2mm/18m；轨距+3mm，-1mm，轨道监测控制指标取上述值的80%。

2）隧道结构安全保护控制指标：
a、隧道结构绝对沉降量及水平位移量≤5mm（包括各种加载和卸载的最终位移量）;
b、隧道纵向变形曲线的曲率半径R≥30000m;
c、隧道相对变曲≤1/5000;
d、由于建筑物垂直荷载及降水、注浆等施工因素而引起的隧道外壁附加荷载≤10kpa(≤1t/m2)；
e、由于打桩振动、爆炸产生的震动隧道引起的峰值速度≤1.20cm/s（对连续性的震动控制指标应按50%甚至更为严格控制）。

3）预警：第三方监测的实际变形值达到最大允许变形值的50%时，应向申请人、监理公司、地铁公司等部门发出预警；当达到最大允许变形值的80%时，须发出报警。

六、地铁隧道监测
1、地铁监测系统组成
自动监测系统由五部分组成：测量机器人、监测站、控制计算机房、基准点和变形点组成。

远程计算机通过因特网控制远程GPRS模块,可远程监视和控制监测系统的运行。

系统在无需操作人员干预条件下,实现自动观测、记录、处理、存储、变形量报表编制和变形趋势显示等功能。

自动监测系统的组成如下图所示：
变形监测系统
变形监测系统组成示意图
图1自动变形监测系统实物示意图
2、全站仪观测站
根据现场条件，选择自动变形监测系统的监测站。

监测站需在隧道壁上架设观测装置，安置测量机器人，并保证有较好的通视条件。

监测站应配备监测通讯模块、不间断的电源适配器、气象感应器。

监测站的通讯模块根据隧道内的通信信号选择采用中国移动GPRS接入互联网，或采用中国联通CDMA接入互联网。

进行观测时，监测站接受来自控制中心的指令自动开启仪器进行监测，并将监测数据通过互联网实时传输回控制中心，控制中心根据监测质量发出指令进行重测或补测。

观测站现场用特制的仪器墩安装在地铁隧道逃生通道对侧特制角铁
3、控制计算机房
控制计算机房一般选设在办公室，有较好的供电，能够和互联网相连等条件。

机房内的计算机通过互联网和监测站全站仪相联。

在控制机房通过互联网和通讯模块相连能实时了解监测站全站仪的运行情况。

控制计算机是本系统的控制中心,通过互联网和全站仪连接,利用安装在计算机中的系统控制软件实现整个监测过程的全自动化。

控制软件采用SMOS-TS自动监测软件智能全站仪自动变形监测软件,根据用户设置的每天各周期测量开始时间、监测顺序、监测方法，自动启动测量过程。

在测量过程中,自动判断各测回内和测回间的测量成果是否超限,如果出现目标遮挡(如列车驶过的遮挡) ,系统自动进行合理等待处理,通过
对测量成果是否超限的判断和处理,大大提高了测量成果的精度。

每周期自动测量结束后,系统自动解算各观测点三维坐标的周期位移量,并将观
测数据、周期平差数据、位移量等存储在SMOS-TS自动监测软件数据库中,实现数据的快速存储、检索、实时显示和输出。

SMOS-TS自动监测软件提供位移曲线的图形显示功能,可以浏览和输出各点的三维坐标位移量随时间的变化线,也可以浏览和输出某一周期三维坐标位移量随点位分布的变化曲线,同时自动生成基于Microsoft Word 格式的监测数据报表。

监测数据报表包括各点各周期的三维变形量的变化值和累加值报表,以及各周期的前两位累加变形值报表。

4、基准点和变形点
基准点设置在变形区域东、西两端地铁隧道两侧腰部上。

变形区域东端离仪器站140 m 处为第1 个基准断面, 变形区域西端离仪器站140 m 处为第2 个基准断面。

每个断面上安装2 个反射棱镜,分布在隧道两侧腰部。

在仪器站到地铁隧道东、西每隔10 m 设置一变形点监测断面,在每一个断面上安装5 个（上行隧道2个，下行隧道5个）反射棱镜(如图2 所示) 。

所有反射棱镜均采用52 mm 直径的角反射棱镜,有L 型和O 型两种,根据不同的现场条件来选用。

设置基准点与变形点的位置时要利用仪器的小视场功能,使之均匀分布在仪器望远镜的视场内,相互不受干扰。

变形区域东、西侧各扩出15m。

（现场图片见附图）
5、徕卡TS30型测量机器人技术指标：
测角精度：0.5秒
测程: 圆棱镜(GPR1)3500m
最小显示：0.1秒
测距精度：1mm+1ppmm(标准)
电源：（AC）220V±10%, 50Hz。

6、地铁2号线隧道断面变形监测设备
徕卡TS30型测量机器人及其相关配件
SMOS-TS自动监测软件。

七、监测信息反馈
第三方监测信息反馈流程见下图。

第三方监测信息反馈流程图
按期提交监测周报、监测月报，提交测试数据变化曲线图；每个施工阶段提供监测阶段报告（含曲线图），监测工程结束后2周内提供监测总结报告。

如果监测结果超过设计的警戒值当即紧急提示，并提出相应的对策，供有关方面参考。

附图
基准点棱镜监测点棱镜
监测点棱镜布设
仪器设备的现场安装。