一、选题目的和意义

由于市区土地资源宝贵,地铁安全保护区内的建设项目越来越向”深、大、近”方向发展 ,施工带来的风险也越来越大。许多大型深基坑距离地铁仅有3米左右,开挖深度超过20多米。大面积的隧道上部卸载,大管径管道从地铁结构的上下方近距离通过,施工难度和施工风险非常大。在工程实施过程中和结束后的相当长一段时间内,工程都会直接或潜在对地铁安全构成威胁,实施过程中某一环节稍有不慎,都会引发地铁安全问题。

因此,地铁安全保护区内工程实施和安全监护是涉及到地铁安全年第期运营的一个重要问题。

二、选题研究现状

为保障地铁规划、建设的顺利进行和建成后的安全运营，应设立地铁控制保护区和轨道交通特别保护区,保护区范围一般如下:地下车站和隧道结构外边线外侧五十米内;地面车站和地面线路、高架车站和高架线路结构外边线外侧三十米内;出人口、通风亭、冷却塔、主变电所、残疾人直升电梯等建筑物、构筑物外边线和车辆基地用地范围外侧十米内;轨道交通过江、过河隧道结构外边线外侧一百米内。

前款范围内设立特别保护区,具体范围如下:地下车站和隧道结构外边线外侧五米内;地面车站和地面线路、高架车站和高架线路结构外边线外侧三米内;出人口、通风亭、冷却塔、主变电所、残疾人直升电梯等建筑物、构筑物结构外边线和车辆基地用地范围外侧五米内;地铁交通过江、过河隧道结构外边线外侧五十米内。

根据地铁保护技术标准对安全保护区内发生工程的区段视情况不同进行定期和不定期的监测,根据工程的危险程度和难易程度决定采用不同的监测方法和监测手段。对刚投人运营的新线路和非稳定区段来讲,一年对整个线路进行4次沉降监测,一次收敛监测,一次位移监测;对于投人正常运营超过两年以上的相对老线路,一年进行2一3次沉降监测,一次收敛监测,一次位移监测;对局部异常地段,重点监测,根据具体情况,一年多次。由于安全正常运营是一个长期过程,因此测量工作需要连续不间断进行,每条线路都建立了统一的地铁平面和高程控制网,对地铁结构纵向长期沉降以城市基岩标为基础进行监测。

对工程项目引起的地铁结构变形,通常监测的指标有隧道的收敛、位移、沉降,对施工难度大的项目,还需另对地铁结构的受力状态及变形进行监测。

位移监测包括水平位移监测和侧向位移监测两种。其位移速率的观测在拟定监测计划时把观测位移的时间间隔作为一参量即可。位移监测是保证基坑安全最主要的安全监测项目。高水平位移监测可提供基坑边壁的水平变形量、变形速率和变形分布信息，进而可分析基坑边壁的稳定性。水平位移监测可采用精密经纬仪或全站仪进行测量。高俊强，刘林生[1]提出了一种深基坑支护的水平位移监测方法,并推导了在动态的工作点上观测其他位移监测点计算位移量的一般合式。侧向水平位移监测可提供不同深度土体内倾斜位移的分布情况，对掌握基坑的安全状况十分重要。蔡干序[2]针对测距、起算点及位移方向,对测斜技术进行探讨；赵维炳，高俊合[3]对深基坑施工中深层土体水平位移的一些测试技术问题进行分析和探讨；胡钧，杜坚[4]研究了目前深基坑围护测斜监测的不足,并通过理论分析和实验研究提出改进的计算方法和测试技术。

在变形监测中高俊强，娄康[5]从小角度法监浏位移出发,提出了位移观测点设站的方法,推导了计算会式,并对最佳设站点位作了进一步的探讨。范建，师旭超[6]介绍了现有常用的一些预测方法,并对以后的发展提出了看法。黄秋林等[7]对深基坑工程变形监测的主要内容和实施方法进行了介绍,探讨了对监测数据进行及时计算分析和信息反馈的方法,并提出了应用稳健估计数据探测法对基坑变形监测数据进行抗粗差处理的方法。邹双朝,王新洲[8]结合当前变形监测的现代化趋势,简述了开发变形监测综合数据((GNPS)的必要性,介绍了系统的设计思想和各模块的组成,论述了实现GNPS系统的一些关键技术。

隧道断面收敛变形自动监测系统通过安装在隧洞洞壁上的多组倾角传感器和（连接）杆系来测试隧洞断面的变形。它在一个数据采集器控制下自动进行数据的采集（即测试）和存储，并通过计算机对数据进行处理， 可实时直观地反映隧道变形和收敛监测结果。

控制保护区内的建筑活动改变了地铁建(构)筑物的受力状态， 加大了地铁结构不均匀沉降及隧道变形，由于基坑开挖,会不可避免地引起支护结构体系和坑周地层的位移而造成邻近地铁隧道变形,一旦这种变形过大,就会危及地铁隧道的安全。在基坑支护结构中有代表性位置的钢筋混凝土支护桩和地下连续墙的主受力钢筋上，宜布设钢筋应力计，以监测支护结构在基坑开挖过程中的应力变化。在支护结构内力监测中李向荣，历朋林[9]根据工程实践证明,充分利用信息化施工手段并结合实际情况,取消换撑可以大大提高施工效率,加快施工速度并取得较好的经济效益和社会效益,对于类似条件下的深基坑施工具有参考借鉴意义。文林，周宏磊，朱正林[10]重点分析了基坑的变形问题, 并与实际观测结果进行了对比, 二者比较一致, 说明数值模拟技术对基坑变形问题的分析具有明显的优势。

对于基坑边坡土体内的深层位移，涉及到的是基坑四周及其底部的垂直位移和水平位移。一般水平位移监测采用测斜仪，垂直位移监测采用沉降仪，深层垂直位移也可采用地表基准带点用二等水准校验的多点位移计量测。土体内深层位移也是为查明基坑边坡周围的位移分布情况，校验和改进设计计算。同样由于是临时性的施工期监测，可以选择比较简单的仪器测量。

鉴于深基坑工程的复杂性和不确定性,岩土工程量测已成为深基坑施工中必不可少的手段,王旭东，栾永平[11]介绍岩土工程量测在深基坑工程安全性评价中的重要性,以及信息化施工法在深基坑工程施工中的应用。基坑开挖必定会引起邻近基坑周围土体的变形，而且土体的变形是不均匀的，愈接近基坑中心的位置变形愈大。过量的变形将会影响到邻近建筑物和市政管线的正常使用甚至导致破坏。通过监测，可根据监测数据及时调整开挖深度和支护措施，保护邻近建筑物及管线不因过量变形而破坏或影响其正常使用功能，并且可为邻近建筑物和管线的实际变形提供实测数据，从而对邻近建筑物的安全作出评价，保证基坑开挖工程的顺利进行。因此，必须对临近建筑物和管线进行监测。张爱英[12]以常用的排桩加土钉的基坑支护形式为例，采用数值模拟的方法，分析了与基坑相邻的某框架结构建筑物，在与基坑不同距离的情况下，基坑开挖引起的支护结构变形、地表位移以及框架结构的变形和内力变化规律。

软土深基坑时空效应理论也已成为指导基坑设计施工的最具权威性、广泛性的指导理论之一;在进行其它性质工程的实施过程中,需结合其它理论或类似工程实践经验对工程作业进行综合审查,并辅以信息化施工和其它土木建筑施工技术。信息化监控设计与施工及完整的险情预报系统在今后基坑监测工作有待完善和发展。非线性回归、时间序列系统、灰色系统以及有限元分析技术也在基坑监测中得到极其广泛的应用。李爱国，袁宝远[13]对灰色神经网络在深基坑位移预测中的应用进行了研究。林鸣,徐伟[14]任丽芳等[15]从基坑安全监测的角度对深基坑的监测项目、监测方法和研究现状进行阐述，并在此基础上对深基坑监测今后的研究方向进行展望，指出信息化施工以及建立完善的险情预警系统的重要性。陶聿君[16]基坑工程的施工包括挖土、支护、监测三位一体。施工及监理人员根据相关规范、图纸结合工程实际情况,对基坑进行了事前、材料、施工过程的质量控制,并有针对性的熟悉了地质报告、设计文件、施工组织设计,了解了周边的建筑环境及地下管线情况。施工过程中能按照设计中的施工顺序指导施工。

深基坑工程的发展要以设计理论的完善和施工技术的进步作为有力支撑，而现场监测是连接它们的重要纽带，其作用不容忽视。在今后的信息化施工过程中，设计、施工、现场监测将成为三个并行的基本要素，都将为深基坑工程总体水平的提高起到促进作用。同时，深基坑工程监测技术也将在工程实践中得到自身的完善和发展。

地铁监护任务是对地铁安全保护区内工程实施全过程的监控,以保障地铁运营安全,监护监测是地铁监护工作的一个重要部分,与普通基坑监测相比，监护监测监测范围有 限；数据实时和精度要求高；变形及过程不可复现；作业环境困难；隧道内无稳定的 基准点；工程多样性及对地铁影响程度的不同等等特点。

参考文献：

[1]高俊强，娄康.位移点设站法在基础施工变形监测中的应用［J］.工程勘察.1996， （6）

[2]蔡干序. 基坑监测工程测斜技术的探讨[J].建筑科学,2009,11

[3]赵维炳,高俊合,施建勇. 软土深基坑施工中深层土体水平位移测试［J］.大坝观测与土工测试, 1997, 21（4）:31-34

[4]胡钧，杜坚.深基坑测斜监测技术及计算方法改进［J］.大坝观测与土工测试，1997，21（2）：31-34

[5]高俊强，娄康.位移点设站法在基础施工变形监测中的应用［J］.工程勘察.1996，（6）

[6]范建，师旭超.深基坑变形预测方法综述[J].西部探矿工程，2006（4）

[7]黄秋林等.深基坑变形监测及数据处理[J].山西建筑，2005，31（1）

[8]变形监测综合数据处理系统的研制[J]. 工程勘察，2007

[9]李向荣，历朋林地铁车站深基坑换撑施工优化探讨探矿工程[J]..岩土钻掘工程，2006（4）

[10]文林，周宏磊，朱正林.国家大剧院深基坑支护变形预测的数值模拟分析[J].工程建设与设计，2004（5）

[11].王旭东，栾永平.深基坑工程中的岩土工程量测.南京建筑工程学院学报.1998，（4）

[12]张爱英.基坑开挖对邻近建筑物影响的数值模拟分析[D].，硕士论文，西安科技大学，2007

[13]李爱国，袁宝远，陈艳国等.灰色神经网络在深基坑位移预测中的应用[J].人民黄河2007（4）

[14]林鸣,徐伟.深基坑工程信息化施工技术[M ]. 北京:中国建筑工业出版社,2008（7）