地铁保护区监测的方案设计与实践文献综述

 2021-10-14 20:53:54

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文 献 综 述

一、前言

地铁由于建设周期长,工程量大,势必会对周边交通、居民出行、文物保护以及重要场所、建筑物、构筑物等造成影响,对因建设工程施工可能造成损害的毗邻建筑物、构筑物和地下管线等,应当采取专项防护措施[1]。而新建地铁沿线会迅速成为房地产建设的热点区域,为了保护地铁隧道本体与运营安全,有必要对地铁保护区内的施工进行规范管理、并开展有效的隧道安全监测与施工控制[2]

国内拥有地铁的城市大多数划分的地铁保护区范围包括:1.地下车站与隧道结构外边线外侧30-50m内;2.地面和高架车站以及线路轨道结构外边线外侧10-30m内;3.出入口、通风亭、车辆段、控制中心、变电站、集中供冷站等建(构)筑物结构外边线外侧10-20m内;4.城市轨道交通过江、海隧道两侧各100m范围内。软土、砂土、溶洞、高含水率等地质条件特殊的地段,其安全保护区的范围可根据地质情况扩大。因此,如何做好地铁安全保护区内工程实施的安全监护,将工程施工对运营地铁线路的影响降到最低,是涉及到地铁安全运营的一个重要课题[1]

二、国内外研究现状

随着城市的发展,城市的密集度越来越高,使得市区的土地十分宝贵,因此在地铁保护区进行的建设工程项目也越来越多,这些工程项目的施工环境影响问题越来越严重,施工风险也变大了。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地对地铁安全构成威胁,由于地铁深埋地下,环境封闭,人员密集、复杂且流动性大,其通风排烟和人员疏散受到很大制约,一旦发生事故和突发事件,不仅会造成人员伤亡和巨大的经济损失,更严重的是会对政治及社会的稳定产生极大影响 [1]

自20世纪70年代后,我国对监测项目和仪器的确定、仪器的埋设技术和布置、观测方法以及观测资料的整理分析等项目的研究工作逐步加深。到了20世纪80年代,工程界又将监测设计和监测方法不断改进,并在考虑各种地质因素和监测的时空连续性基础上,提出新的安全监测布置原则和方法。近年来科技的进步,以及计算机技术在工程领域得到广泛和深入地应用[3],为地铁保护区工程项目安全监测向信息化发展提供了有利条件。如罗凤霞[1]等探索和开发了适合既有隧道保护应用的自动化、可视化、智能化安全监测新方法,准确地监测到隧道结构性状及其变化信息并及时地发出预警信号,有效地监测了地铁的安全;李鹏[4]等通过徕卡ADMS测量机器人在深圳地铁新建区间经过运营中一号线盾构隧道进行的自动化监测;邹双朝[5]等结合当前变形监测的现代化趋势,开发了变形监测综合数据系统,用空间数据挖掘与知识发现来进行变形量分析;罗文林[6]等采用FLAC数值分析技术,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,说明了数值模拟技术对基坑变形问题的分析具有明显的优势,可以运用到地铁保护区监测当中;李爱国[7]等将灰色神经网络模型GNNM(1,1)应用于深基坑支护结构位移预测中,该模型的预测结果与实测结果拟合得很好,能有效地成为地铁保护区变形监测手段;陈立超[8]等将灰色预测模型应用于地铁安全监测中,通过精度分析,得出地铁周边地表变化趋势;陈喜凤[9]等将基于GeoMos的自动化监测系统应用到地铁保护区的监测中,分析其监测精度及该地铁隧道结构变形趋势,结果表明能满足地铁保护区变形监测的精度要求,使地铁保护区安全监测朝着高效、便捷的自动化、实时化方向发展;陶聿君[10]则谈了深基坑工程监督必须得规范化、程序化,对于地铁保护区的监测也同样是这样的;黄秋林[11]等探讨了对监测数据进行及时计算分析和信息反馈的方法,能有效地解决地铁保护区内变形监测数据中出现的粗差问题;王恒[12]表明采用基于GA新息卡尔曼滤波能对地铁保护区内变形监测数据进行处理具有可行性以及良好的实用价值;楼楠[13]则开发了可移动式自动极坐标机载测量程序,用小波变换对监测数据进行了信噪分离,最后应用神经网络技术对变形量进行了预测。此外非线性回归、时间序列系统、灰色系统以及有限元分析技术也广泛地应用到地铁保护区中有关基坑监测中。而国外60年代已开始在奥斯陆和墨西哥城软粘土深基坑中使用仪器进行监测,20世纪90年代已出现了电脑数据采集系统;但在深基坑工程的研究方面,国内外主要侧重于支护设计和施工技术的研究,缺乏对监测分析、信息反馈及预测报警的自动化研究,难以满足现代信息化施工技术对基坑监测及险情预报工作提出的及时、准确、可靠的要求[14]。 三、总结

地铁保护区监测中会碰到很多对深基坑的变形监测,我国深基坑变形监测有了很大发展,建立了许多新的计算理论和方法。但在工程具体应用中,仍要坚持理论与实践相结合的原则,根据实际选用合理地方法手段。随着对基坑工程性状的认识的不断深入和依据现场检测进行反分析数值技术的发展,在深基坑支护体系设计时,合理地考虑各项主要施工因素,计入施工中的时间和空间效应,充分调动并发挥土体自身控制变形的最大潜力 [15]。虽然传统模型预测方法及数值分析法不便于描述系统变化过程的本质和内在规律,过分概化,并且降低了实用价值,难以提供及时可靠的分析结果[16]。但灰色系统,神经网络预测,时间序列的分析,信息化监控设计与施工及完整的险情预报系统仍将是今后监测工作的发展和研究方向。

四、参考文献

[1]罗凤霞,刘志峰.广州地铁保护技术方法探讨[J].广东土木与建筑,2013(5):53-55.

[2]罗跟东.浅议地铁保护区内施工的安全控制[J].中国水运:下半月,2012(6): 267-268.

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