浅谈地铁车站施工监控量测技术何迎春

何迎春

摘要：随着社会经济的不断发展，地铁的建设正处于前所未有的热潮中。在地铁车站施工过程中,主体结构的开挖会对周边建筑物、管线产生一定影响。为了保证基坑和周围环境的安全性,并为以后的勘察设计提供可靠的资料,基坑监测技术的必要性和重要性愈加明显。基坑监测可以准确测量出基坑围护结构、周边管线和相邻建筑物的变形量,以指导施工,控制基坑变形,避免事故发生。本文以合肥地铁三号线丹霞路站深基坑施工为例，试图说明地铁车站施工过程中的基坑监测。

关键词：地铁；基坑开挖；监控量测

1工程概况

1.1车站概况

丹霞路站为地下两层单柱双跨岛式站台车站，车站主体结构型式为钢筋混凝土箱型框架结构。车站主体建筑面积为7928.8m2；车站主体总长度195.1m，标准段总宽度19.7m，标准段基坑深度16.4～17.5m。丹霞路站基坑底主要位于(2)2层粘土或(3)2层粉质粘土上。

2监测目的及依据

2.1监测目的

在工程施工期间对结构工程及施工沿线周围重要的地下、地面建构筑物、重要管线、地面道路的变形实施监测，为施工提供及时、可靠的信息用以评定结构工程在施工期间的安全性及施工对周边环境的影响，并对可能发生的危及环境安全的隐患或事故提供及时、准确的预报，以便及时采取有效措施，避免事故的发生。

3监测对象、项目及监测精度

3.1监测对象

本车站监测对象主要为自身结构和周边环境监测。

(1)工程周边环境监测对象：施工影响范围内的地面、建筑物、桥涵、地下管线、道路、地表、地下水等。

(2)工程自身结构监测对象：围护桩、立柱、支撑等结构。

3.2监测项目及监测控制标

注：1、H为基坑设计开挖深度，f2为构件承载能力设计值；

4监测方法和技术要求

4.1监测基准点布设

基准点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的牢固可靠地方；根据现场情况每个车站设基准点不少于数量3个，基准点采取工程钻机钻孔，深度2m，专业标志点直径20mm。为了保证测量数据的可靠性，对基准点要定期复测。

4.2基坑内外观察

巡视检查是以目测为主，辅以锤、量尺、等工器具以及摄像、摄影等设备进行，主要对开挖后的工程地质特性、地表裂缝、桩顶冠梁及支撑结构、邻近建筑物塌陷、地下水、流土、渗漏等不良现象发生和发展进行记录、检查和分析，同时还可了解施工工况、坑边荷载的变化、支护结构施工质量、监测设施的完好状况等问题，能及时发现事故隐患。

4.3桩顶水平、竖向位移

在冠梁顶部每20米，植入可以放置全站仪配套棱镜头的钢杆，确保埋深足够，外露3cm，并用红漆在旁边标注，这些点即作为水平、竖向位移量测点。

水平位移监测：使用全站仪及配套棱镜进行水平位移监测。初始值为基坑开挖前测点第一次量测的平面坐标值X1、Y1(测量三次以上取加权平均值)，第二次量测的平面坐标值X2、Y2，水平位移：Δx=X1－X2，Δy=Y1－Y2。

竖向位移监测：运用电子水准仪采用二等水准测量精度观测竖向位移变化。初始值为基坑开挖前测点第一次量测的高程H1,(测量三次以上取加权平均值)，第二次量测的高程值H2，竖向位移：Δh=H1－H2。

4.4深层水平位移监测

通过直接绑扎或设置抱箍将测斜管固定在围护桩钢筋笼上。深层水平位移监测：测斜仪探头沿导槽缓缓下沉至孔底，在温度稳定一段时间后，自下而上以0.5m为间隔逐段测出位移，测完后，将探头旋转180度，重新观测一次。

4.5支撑轴力监测

对于钢筋混凝土支撑，通过在构件受力钢筋上串联钢筋应力传感器测定构件受力钢筋的应力。对于钢支撑，采用专用的轴力计安装架固定轴力计，安装架圆形钢筒上没有开槽的一端面与支撑的牛腿上的钢板焊接牢固，电焊时必须与钢支撑中心轴线与安装中心点对齐。采用频率读数仪观测钢筋应力计的频率值，每次测量进行二次观测，取两次观测值平均值作为计算值，进行轴力计算。

4.6地表沉降监测

每20m布置一断面，每边不应少于4个，在垂直于主体围护结构的方向,并分别距围护结构边缘2米、4米、6米、6米处,用Φ150的钻机将地面硬化层钻透，随即打入作为监测点的钢筋，使钢筋与土体结为整体，可随土体的变化而变。使用电子水准仪，按照国家二等水准测量技术要求进行监测。本次标高减去上次标高为本期沉降量，本次标高减去初始标高为累计垂直位移量。

4.7建筑物沉降观测

根据地质和车站深度等确定的施工影响范围是车站结构3倍埋深范围的所有地面建(构)筑物。建(构)筑物测点标志根据不同监测对象采用不同的埋点形式，框架、砖混结构对象采用钻孔埋入标志测点，钢结构对象采用焊接式测点。监测过程中的技术要求和数据处理过程基本与地表沉降监测相同。

4.8周边管线沉降观测

丹霞路站管线沉降点埋设形式采用间接法，就是将测点设在管线轴线相对应的地表或管线窖井盖上，以地表沉降点代替管线沉降点。距离基坑较近处可以加密布点间距，距离基坑较远处适当加大布点间距。观测过程中的技术要求和数据处理过程基本与地表沉降监测相同。

4.9地下水位监测

沿基坑长边布设，每侧不少于1孔。在基坑外侧土体中，采用钻机钻孔，将PVC水位管埋入孔中，孔壁四周用黄砂填充。降水前测得各水位孔孔口高程及各孔水位面到孔口高度，再计算出各水位孔水位标高；埋设结束后约两天测其初始值，初始水位为连续两次均值。本次水位观测值减去初始值即为水位累计变化量，本次水位观测值减去前次观测值即为本次水位变化量。

5监测频率及周期

监测周期为开始施工到基坑回填结束。依据相应规范，基坑在土方开挖过程中、基础底板施工及基础回填前监测频率要求见下表。

6小结

本文通过以合肥地铁3号线丹霞路车站施工为例，介绍了基坑监测目的、监测项目、监测频率以及具体监测的实施方法，希望能给读者在地铁车站基坑监测方面带来全新的了解，也为后期地铁车站基坑监测工作实施和管理积累宝贵的经验。

参考文献

[1]《城市轨道交通工程监测技术规范》(GB50911-2013；

[2]《建筑变形测量规程》(JGJ8-2007)；

[3]《工程测量规范》(GB50026-2007)。