深圳市地铁2号线保护性监测研究——以金迪世纪大厦建设项目为例

发表时间:2015/10/14   来源:《工程建设标准化》2015年6月总第199期供稿   作者:任宗朋
[导读] 广东省建筑科学研究院集团股份有限公司,广东,广州,510500 为了确保地铁运行安全,周边施工时,需要进行保护性监测。

(广东省建筑科学研究院集团股份有限公司,广东,广州,510500)

【摘  要】为了确保地铁运行安全,周边施工时,需要进行保护性监测。介绍了金迪世纪大厦项目工程地质概况,根据地铁监测的特点,提出了监测点的布设方案、监测方法和数据处理方法。工程实践表明,该方法监测精度高,能够较好的满足地铁保护性监测工作的需要。
【关键词】变形监测;TS30;地铁;数据处理

        金迪世纪大厦项目位于深圳市南山区侨香路北侧。地铁2号线隧道从地块中间东西方向穿过,金迪世纪大厦建设期间,对地铁2号线保护性监测,其主要目的是及时掌握和提供地铁2号线对应区域在基坑施工期变形信息和工作状态,准确评价地铁2号线运营稳定性和安全性;指导基坑安全施工,修正施工参数或施工工序;积累工程监测数据,为以后类似工程的设计和施工积累资料。
1.监测方案
1.1 基准点及监测点的布设
(1)基准点的布设
        基准点布设在远离变形区以外,最外观测断面以外20米左右的隧道结构上。为使各点误差均匀并使全站仪容易自动寻找目标,工作基站布设于监测区中部,先制作全站仪托架,托架安装在站台侧壁或车站侧壁,离道床高度0.2米左右,以便全站仪容易自动寻找目标。
(2)监测点的布设
        在地铁二号线侨城北站~深康站区间隧道左线约170米范围,右线约245米范围布设,根据设计要求,左线间距20m布设,右线间距10m布设,共计33个监测断面,每个断面布设5个监测点。监测采用自动化方式进行。监测点分布图见图1。
       
        图1 金迪世纪大厦地铁2号线监测点布设图
1.2 自动化监测系统
        本项目采用地铁结构变形自动化监测系统软件进行自动变形监测。该系统由武汉大学测绘学院开发,具有自动控制及变形数据分析功能,系统将自动完成测量周期、实时评价测量成果、实时显示变形趋势等智能化的功能合为一体,是进行自动变形监测的理想系统。
        本方案采用徕卡TS30全站仪和配套的硬软件实现对地铁有关形变的自动监测。安装于工作基点站的TS30全站仪与监测系统机房建立通讯联系,由机房控制全站仪对校核点和变形点按一定的顺序进行逐点扫描、记录、计算及自校,并将测量结果发送至机房入库存储或进行整编分析。
        对影响区间的位移量可以以影响区域以外的车站与隧道本身为基准,监测数据只反映影响区域相对基准点的位移量。根据误差传播理论,在100米以内使用测角精度0.5”,测距精度1mm+1ppm的全站仪,观测精度可以保证在1mm 以内,当测站和观测点固定(或强制对中)时,可以较高精度地反映监测点的变形情况。
1.3 监测方法
        将TS30全站仪安置在隧道侧壁的强制对中托盘架上,现场通过变压稳压设备对其进行不间断供电,保证对其本身的长效供电电池充电,全站仪数据通过CDMA模块传输到数据中心,同时将监测指令传输到采集设备。实现远程自动的变形监测。
        采用徕卡TS30型全站仪进行监测时,目标自动识别与马达驱动功能实现自动精瞄固定棱镜或自动跟踪移动目标,施测更迅速便利,即使在弱光的环境下,仪器也能正常工作,记录采用仪器自动记录,平差采用计算机自动平差,避免人为误差。
        根据现场实际情况,本工程拟采用独立坐标系统,隧道结构水平位移观测采用极坐标法,按《工程测量规范》三等精度要求进行。隧道结构的沉降观测采用三角高程法。
        监测控制指标根据深圳市《城市轨道交通安全保护第三方监测控制指标》规定控制值为5mm,报警值是控制值的80%(4mm),预警值是控制值的50%(2.5mm)。
2.数据处理
        数据采集采用全站仪自动记录储存,内业通过数据线传输到计算机中,避免了人为的误差。绘制时间-沉降(位移)曲线散点图对监测数据做出科学的分析。如果时间-沉降(位移)的变化随时间而渐趋稳定,说明支护系统是有效、可靠的,反之应立即会同甲方、施工方、监理方采取相应的工程措施。
        择5号监测断面绘制时间-沉降(位移)曲线散点图,分别见图2、图3。
       
        从图2、图3可以直观的看出,变形监测点比较稳定,沉降量、位移量均较小,但自2014年9月起,位移变化较大,经分析,与工地近期主要进行混凝土灌注桩施工有关,变形最大的区域与基坑支护桩施工的区域基本一致。混凝土灌注桩施工期间隧道结构出现的变形受施工影响的可能性较大。希望各相关单位对此引起高度重视。
        根据监测结果显示,金迪世纪大厦项目施工期间,监测点变形值均未超过预警值。
3.结论
        在金迪世纪大厦项目施工期间地铁2号线保护性监测项目中,采用基于TS30全站仪的自动化监测系统,具有以下优点:
(1)可以全天 24小时无人值守自动监测。
(2)建立高精度的基准点,采用实时差分式测量方案,可以最大限度地消除或减弱多种误差因素,提高测量结果的精度。
(3)简化了气象等附加设备,为系统在计算机控制下实现全自动、高可靠的变形监测,创造了有利条件。
(4)实时进行数据处理、数据分析、报表输出及提供图形等,并可以远程监控,自动报警。
参考文献:
[1]林新烁.无人值守自动变形监测系统在深圳地铁结构变形监测中的应用[J].测绘通报,2014,(1):79- 81.
[2]李鹏,徐顺明. ADMS测量机器人系统在深圳地铁监测设计与实践[J].工程建设与设计,2012, (03):112-116

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