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摘 要

本文首先讲述了地铁运营的现状，并说明了地铁运营监测的目的，接着介绍了几种监测方式，包括道床沉降监测，隧道收敛监测等，并根据地铁3号线的实际情况设计了沉降监测方案，将得到的数据，进行条件平差得到的高程点数据，与已知点进行比较，分析地铁运营的安全情况，为沉降防治提供数据支持。

关键词：沉降 水准测量 地铁 数据处理

Monitoring scheme design and data processing of Nanjing Metro Line 3

Abstract

At first, this article introduces the situation of subway operation, and explains the purpose of monitoring of subway operation, then introduces several methods of monitoring, including roadbed settlement monitoring, tunnel convergence monitoring and according to the actual situation of the Metro Line 3 design settlement monitoring program, the obtained data, condition adjustment by the elevation data, compare with the known, analysis of the safety of subway operation, for prevention and cure of settlement provide data support.

Keywords ：settlement;level measurement; metro; data processing

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 研究背景 1

1.2 地铁运营监测的目的与意义 1

第二章 地铁运营监测 1

2.1道床沉降监测 2

2.1.1 设置监测基准网 2

2.1.2 沉降监测过程 3

2.1.3 监测基准网点的稳定性分析 3

2.2 隧道收敛监测 6

第三章 工程实例 7

3.1工程概况 7

3.2监测方案 7

3.2.1 基准点的布设 7

3.2.2 工作基点的布设 7

3.2.3 沉降监测点的布设 8

3.2.4 水准监测过程 8

3.3 数据处理 10

3.3.1 数据 10

3.3.2 数据处理 16

第四章 结论 20

第五章 总结与展望 21

参考文献 22

致谢 24

第一章 引言

1.1 研究背景

随着科学技术进步和社会生产力提高，世界大部分国家都已经进入了城市化阶段。随着物质文明的极大提高以及建筑设计及建筑施工技术水平的日益成熟，目前，人们面临着诸多问题，城市土地资源逐渐减少，人口增多，车辆增加等等。修建高架和立交并不能解决交通拥堵的问题，因此地铁便成为了大多数人选择的交通工具。

然而地铁的建造使用改变了地基的原有应力场，以及基础变形、地下水位的变化、地质构造不均匀以及施工误差等各种因素的影响，必然会引起地基的变形及周围底层的沉降，如果建筑物的沉降量超过了规定的限值，就会影响地铁的使用，处理不好会出现严重的工程事故，危及到人们的生命、财产安全。

所以，地铁运营监测的重要性与必要性愈加明显。

1.2 地铁运营监测的目的与意义

地面沉降是指在一定地表面积内所发生的地表面降低的现象。地面沉降是一种缓慢的地质灾害，具有累积性和不可逆转性，其影响将长期发生作用，尤其不均匀地面沉降危害性极大，可直接导致地上地下构建筑物及设施的垂直及水平方向的形变。南京市轨道交通网被称为重大生命线工程，地铁线路长度居大中华地区第四（仅次于北京、上海、广州）因此保证南京市轨道交通的安全运营就是保护国家财产和人民群众的生命安全，对轨道交通的长期变形监测就显得尤为重要。所以必须通过长期的变形监测，能够准确找出隧道沉降规律，预测变化速率、幅度、范围、及可能产生的危害，为各方决策和采取措施提供及时、准确、科学的监测资料，以确保轨道交通的安全运营。

第二章 地铁运营监测

目前南京地铁运营数量已经达到6条（南京地铁1号线，南京地铁2号线，南京地铁3号线，南京地铁10号线，南京地铁S1号线，南京地铁S8号线），是人们出行的主要交通工具之一，地铁运营期的安全与人们的生活息息相关。地铁定期监测工作是轨道交通长期健康检测的重要组成和基础工作，为考察隧道运营安全、研究隧道形变规律提供可靠的参考数据。主要进行的监测任务的是道床沉降监测和管径收敛监测。

2.1 道床沉降监测

地铁隧道是承载列车运行的构造物，其结构体长，柔性度大，埋深浅，当结构受力失衡后，极易使狭长的隧道发生局部变形，从而造成轨道线性的变化，影响列车的运行，因此隧道变形监测是地铁施工期和运营期的一项长期的任务，而隧道结构沉降监测又是其必不可少的主要监测项目。监测隧道结构的沉降，主要是监测隧道结构的底板沉降，实际上是对道床的监测（见图2-1），主要包括区间隧道的沉降监测和隧道与地下车站交界处的差异沉降监测。

图 2-1 隧道结构横断面图

2.1.1 设置监测基准网

监测基准网是隧道沉降监测的参考系，由基准点和工作基点构成，网形宜布设成附合水准路线或沿上、下行线隧道成结点水准路线形式，根据地质条件和车站结构的稳定状况确定定期观测的周期，采用国家一等水准技术要求施测，但观测限差则必须按严格的变形监测指标控制，否则平差后的工作基点高程中误差太大，难以检验出工作基点发生的沉降位移，使隧道沉降监测时附合水准线路无法测合。因此，可通过监测基准网来检验工作基点的稳定性。

监测基准网实践指出，变形监测采用固定基准为最好，但在地铁隧道的沉降监测中，因其路线长，固定基准反而不利于监测基准网的稳定性分析；此外，地铁隧道结构的变形主要关注的是隧道相对区间两侧的车站的垂直位移，而地下车站结构体较大，相对隧道要稳定得多，因此，若将车站内的所有工作基点组成监测基准网，平差选择拟稳基准或重心基准反而较佳。

2.1.2 沉降监测过程

隧道沉降监测点布设在道床的两轨之间（见图2-1），以隧道管片的一环为单位，一环有1.2m，每个监测点之间间隔15环。观测以区间两侧工作基点构成附合路线，施测的方法和要求与监测基准网相同。隧道内测量光线暗，测站多，折光大，应设法减弱测量误差，比如，校正仪器i角，严格控制前后视距差，每期观测固定测站位置等。而在进行隧道与地下车站交接处的沉降差异监测时，该项监测比较简单，只需在隧道与车站交接缝两侧约1m处的道床上布设一对沉降监测点，如图2-2所示，用精密水准测量方法监测2点之间的高差变化，当高差变化量大于3mm时应预警，变化量大于5mm则应报警。

图2-2 车站与隧道交接处沉降差异点布设示意图

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