城市轨道交通隧道变形监测方法研究

城市轨道交通隧道变形监测方法研究
发表时间：2019-04-24T17:11:12.063Z 来源：《基层建设》2019年第2期作者：曹文剑
[导读] 摘要：本文将试着对当前城市轨道交通隧道变形监测的方法进行研究，希望能够促进城市轨道交通建设的发展，助力城市化进程进一步加快。

重庆市市政设计研究院重庆市 400020
摘要：本文将试着对当前城市轨道交通隧道变形监测的方法进行研究，希望能够促进城市轨道交通建设的发展，助力城市化进程进一步加快。

关键词：城市轨道交通；隧道；变形；监测
随着城市化进程的进一步加快，各大城市加快了城市轨道交通的建设和发展。

然而，由于地质条件、施工和降水等原因，容易发生应力不均衡，导致轨道交通隧道变形。

城市轨道交通隧道变形监测方法的应用和发展，可以大大降低隧道变形引发安全事故的可能性，保证施工和运营安全。

在城市轨道交通建设过程中，地质条件直接决定着隧道结构的稳定性。

特别是随着地质构造的演化，很可能对城市轨道交通的结构产生部分或系统的影响。

1 城市轨道交通隧道变形的主要表现形式
通常，由于施工区域地质条件和隧道深度的不同，城市轨道交通隧道的变形表现形式也不同。

主要的几种变形形式有沉降、水平位移为主的相邻环相对位移，还有管缝挤压、管缝错台为主的剖面形态的变化，以及隧道内部渗水、隧道结构裂缝等。

另外，城市轨道交通隧道的变形因素包括轨道交通施工过程中采用的施工技术、施工所处的区域环境，过道交通建设所处区域是否属于旁通道等特殊段或者是附近是否有其他施工工程等，同样也会对城市轨道交通隧道变形产生影响。

2 城市轨道交通隧道变形监测方法
在城市轨道交通建设过程中，隧道变形监测常被用来减少安全隐患。

变形监测的实质是利用专用仪器和相应的方法和技术，对隧道变形进行实时监测，及时掌握隧道变形的相关数据，通过长期监测，掌握隧道结构的变形及可能导致隧道变形的相关因素。

对隧道结构进行定位观测，并通过深入数据分析判断隧道结构的变形。

探讨城市轨道交通隧道变形的危险性及其影响因素，以便及时采取适当的预防措施，避免潜在的安全隐患，保证城市轨道交通建设的安全和现代城市建设的有序发展。

从变形监测的内容来看，其重点不仅在于隧道结构的尺寸、形状、位置、空间状态和实际特性，而且在于影响或引起其周围结构变形的各种因素。

从本质上讲，在城市轨道交通建设过程中，影响隧道变形监测的关键因素是轨道交通建设区的土地性质和地基条件，以及施工区的水文条件以及周围的施工因素。

在隧道变形监测过程中，最直观的方法是通过观察外部条件来判断隧道是否存在水平位移或垂直位移，同时观察隧道是否存在渗漏或裂缝，从而获得最直观的数据。

同时，为了更为精准地掌握城市轨道交通隧道内部结构是否因为施工或者其他的因素而发生形变或者存在形变的可能，还需要借助专业的技术和设备来对相关数据进行监测，比如说，监测隧道结构混凝土的应力，监测施工所采用的钢筋应力，监测隧道结构温度的变化等来掌握隧道内部结构变化的相关参数。

总而言之，只有外部的观测难以得到精准的数据，也难以预测隧道是否可能发生的形变，更无法对轨道交通在建设过程中发生变形的原因做物理解释，因此，必须要把隧道结构形变的内部检测数据和外观测资料相互结合起来才能够进行深入的分析。

在具体的运营过程中，通常采用水准仪和胶带测量隧道结构的高度和坡度，并据此设置测量点，最终掌握城市轨道交通隧道变形的发展趋势。

通过测量隧道的断面尺寸，参照相邻的断面来判断隧道结构是否发生了变化，并采用先进的技术和设备，如激光断面测量仪等对测量结果进行精确测量，从而提高了城市轨道交通隧道变形监测的精度。

另外，对于一些特殊地质环境下的隧道，为了及时采取预防措施，则可能需要采用测线的方法来进行测量，并对拱顶测点间的度变化进行监控，以便及时采取预防措施。

水平位移作为基坑变形监测的一个重要指标，可直接反映支护结构体系的稳定状态。

通过水平位移监测数据反映出的变形规律可以判断支护结构的稳定性。

首先在稳定区域埋设基准点，然后根据监测技术要求对位移观测点进行测量，借助位移随时间变化曲线图，判断支护结构是否处于稳定状态。

在顶部荷载、支撑荷载作用下，立柱会产生沉降。

在基底回弹作用下，立柱会产生隆起。

立柱的变化会直接对支撑系统造成损害，由位移引起的弯矩会造成节点的破坏。

因此，立柱变化对于支撑体系稳定的判定具有重要意义。

地表沉降可以用来分析基坑开挖对周边环境的影响。

通过布设垂直于基坑边线的监测剖面，分析基坑开挖对周边的影响范围。

建筑物沉降监测可以直接反映基坑开挖对周边建筑物的影响。

沉降监测点通常布设在不同基础形式、不同结构类型交接处等位置。

建立地面竖向位移监测基准网，按照二等水准监测技术要求对沉降点进行测量，并绘制沉降随时间变化曲线图，据此判断支护墙、支撑、地表及建筑物的稳定状态。

土体侧向位移是观测基坑支护体系变形的直接手段，土体侧向位移监测曲线可以描述支护结构沿深度方向上不同点的水平位移，通过曲线可直接判定最大水平位移出现的位置，进而分析支护结构的变化趋势。

将测斜探头放入测斜管管底，探头每提升0.5m，观测一次土体侧向位移。

在支护结构发生变化时，土体侧向位移每段监测的倾角和水平位移增量都会发生相应变化，根据计算公式，最终得到不同深度的土体侧向位移。

地下工程的破坏大都与地下水的影响有关。

通过地下水位监测点，获得地下水位的变化，继而判断基坑开挖对周围环境的影响。

将水位计探头缓慢放入水位管内，当水位计系统发出蜂鸣声时，可以判断水位计探头已经接触到水面，此时记录读数仪的频率及模数通过换算，可以获取地下水位观测孔内的水位高度。

支撑系统在基坑开挖过程中对支护结构提供平衡力，这样在受到外侧土压力作用时，支护结构变形不至于过大。

支撑轴力会随着基坑开挖深度的不同而不断变化。

利用频率计监测轴力元件，通过率定曲线计算各轴力监测点的数据，同时与初始轴力值相比就可以了解所测支撑的应力变化情况。

3 城市轨道交通隧道变形检测的意义
在轨道交通建设的全过程中，土方开挖、打桩等作业都是导致隧道结构变形的因素。

此外，降水还会影响隧道结构，破坏隧道结构的初始应力平衡状态，引起围岩向竖向或水平方向的位移，从而引起隧道结构的变形。

实践证明，变形监测方法的发展和进步对城市轨道交通工程的建设和运营具有重要意义，通过变形监测，可以及时更新工程进度数据，同时可以及时掌握可能产生的区域和对象。

周边环境变形，及时采取预防措施，确保城市轨道交通工程的顺利进行。

建设和运营安全，降低城市现代化的风险。

也正是因为这样，人们在推进城市现代化建设的进程中，才会越来越关注和重视变形监测方法的研究和开发，并不断推广。

4 小结
综上所述，由于城市轨道交通自身的地质条件和周边环境、施工技术等因素的影响，有必要对施工过程中隧道变形的有关数据进行监
测分析，需要采取相应的措施和方法，并辅以先进的检测手段。

相信在未来，随着相关施工技术的发展和进步，城市轨道交通隧道变形监测的精度将越来越高，城市轨道交通施工的安全性也将越来越高。

参考文献
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