穿越工程影响下既有地铁隧道变形监测与分析
2015-04-01
地铁逐渐成了城市人们生活的一部分，越来越多的人出行的时候都会选择地铁这一交通工具，因为它虽然拥挤，但是它却有着其它工具不具有的特点，它的快速是公交不能比的，从不堵车也是打的不能比的，最重要的是他基本不会晚点，这是其它交工具都不能比的，越来越多的人乘坐地铁这也对地铁的安全保障提出了更高的要求。如果地铁的轨道一旦出现什么问题将会严重影响到地铁的安全行驶。
一、 穿越工程队既有地铁的影响的划分
（一）限制类，这一类的影响指的是新建工程会对地铁的结构造成一定上的影响，而且这种影响通常是和剧烈的，可能导致地铁轨道的变形等。对于可能对地铁造成这样影响的施工必须从轨道的施工方法上采取有效的措施，并根据既有地铁隧道的强度、变形量等进行研究同时也要对既有隧道的结构和新建隧道的结构进行检测。
（二）注意类，这一类的影响通常较弱也不会对既有地铁隧道造成严重的影响，但是也许要对这一类的影响加以注意，因为有一些影响一旦变重那么就会变成限制类的影响，对于这一类的影响，要采用合理的施工办法，并根据既有地铁隧道结构的强度、变形量等来推定最大容许值，然后在通过对数据进行合理的分析决定是否采取其他措施，同时也要对既有隧道的结构和新建隧道的结构进行检测。
（三）无影响，此类可以不考虑，这一类指的是穿越工程在施工的过程中基本不会对既有地铁的轨道长生影响，虽然这里面是无影响的，但是我们要注意的是数据的准确性，不能因为数据的不准而把一些注意类的甚至限制类的划到了无影响类里面。
划分的依据主要是根据新建隧道和既有隧道结构件的最小间距离的大小。如下表中F是新建隧道外径，按照结构外轮廓的最大值进行计算有以下表。
二、 穿越既有地铁隧道工程的技术流程
（一）“前评估”是指在施工之前对造成的影响进行评估，主要是对穿越工程的实施对既有地铁的影响的评估。评估的主要内容主要有结构的安全性、功能的完整性以及列车正常运行时的舒适程度。这里需要检测的项目有：车辆、设备和建筑界限；支护系统、结构构件、支护体统和连接结构；防水措施及等级，渗漏情况；混凝土的坚固情况等。“前评估”的目的是对既有地铁结构的承载安全性做出真确的评估同时给出允许的变形值的标准。
（二）“前加固”前加固是在进行前评估后要进行的操作，前加固是对“前评估”中已经超过控制指标的项目进行操作。它主要是对既有结构设施和松动的土地进行加固，重点在于加固变形裂缝、漏水的情况和承载能力。
（三）“后评估”是在结构稳定后进行的评估。主要是在结构稳定后对既有地地铁隧道的改变进行正确的评估主要包括：既有隧道的变形缝、裂缝既渗漏情况等。对隧道的承载力及变形能力进行后评估，分析穿越工程队既有地铁隧道造成的变形和破坏，计算隧道是是否可以正常使用以及长时间的正常使用，评估区间隧道在穿越工程结束后的安全性，对安全隐患做出真确的评估用以指导以后的加固工作。
（四）“后加固”指的是当隧道的一些数据超过监测的标准是要对既有隧道的设施进行加固工作。重点是，隧道的变形裂缝、漏水情况既隧道机构发生的沉降进行加固。把穿越工程队既有隧道的影响降到最低。
三、监测地铁隧道变形的方法
（一）沉降监测，沉降监测是对地铁是否发生沉降进行监测，主要采用水准测量，静力测量的方法对隧道进行监测。沉降监测的高程控制点不能少于3个。
（二）位移监测，位移监测方法主要有导线测量和视准轴线法等。这里面以视准轴线法为例。使用此发放必须设立检核点。水平位移监测的了控制点应该埋在发生变形区外，按照要求测量中可采用误差小于0.5mm的光学装置，下表示位移监测的主要技术指标。
（三）收敛检测，收敛检测主要用收敛尺、全站仪等设备对隧道的机构的手链进行检测。对铁变形监测精准度要求高，同时也要求检测的内容要全面，因此在收敛检测的时候一般采用自动检测与人工检测同步进行。这样做的目的就是使收敛的数据尽量的准确和全面，比较有代表性的是全站仪用于特点位检测，如下图。
四、 对既有地铁隧道变形的分析和研究
变形分析是变形监测中最重要的一个环节，只有做好分析才能做好接下来的研究，如果分析都做错了那么接下来的研究也就都是错误的了。研究人员已经提出了一些变形监测数据分析和预报模型，应用多的是多元线性回归法。
（一） 多元线性回归法其数学模型为
式子中I =1，2，3……….n，这里面n表示测量值的变量；代表测量误差，随机产生得误差符合正太分布；p表示原因量的个数。
在段元线性回归法中考虑了多个中外部原因。因此这种方法预测的可靠性很好，但要注意建立模型的外部因素的设定要真确。
五、 对既有地铁隧道受施工扰动变形分析中的安全评估
对既有地铁受施工扰动变形分析中的安全评估方法有以下几种：
（一）定性分析法，定性分析法就是根据专家的经验，根据对已有隧道的数据的分析来对新建的隧道进行分析，这种依靠经验的分析有一定的误差性。
（二）定量分析法，定量分析法是通过实验和实验之间的对数据对比和分析，然后通过一定方法构建成属性模型从而进行评估，这种发放适用性广准确性更高。
（三）定性定量综合分析法是将定性分析和定量分析结合一种方法。主要有事故树法、决策树法、风险评价指数矩阵法等
结束语：穿越工程的施工对既有地铁隧道结构的变形有着极大的复杂性和不确定性，而穿越工程的修建也不是不可抗拒的，在穿越工程施工的同时要保证既有地铁隧道的安全就是我们现在必须要考虑和解决的问题。我们需要采用正确的方法进行安全评估，采用合理的方式使地铁隧道在受到穿越工程的影响的时候不会发生变形，这是一项长远的项目，不仅需要当专家的努力更加需要每一个对科研感兴趣的人的努力。
