城市轨道交通工程监控量测分区分级问题
时间：2021-04-07 07:59:56 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：随着我国城市化发展，越来越多的人口不断向大中型城市聚集，使得其交通压力不断增长，为了缓解压力，现如今我国很多城市都在进行城市轨道交通建设。在轨道交通工程中，监控量测工作是保障工程结构安全以及环境安全的重要手段。为了保障监控量测工作的有效性，本文将就城市轨道交通工程监控量测的分区分级问题进行研究。
关键词：城市轨道交通;工程监控量测;分区;分级
前言：在城市轨道交通工程建设中，监控量测工作应该严格遵循“关键部位、关键过程、关键工序、关键时间”的原则，如此才能保障工作的有效性。简单来讲，就是监控量测点的应该布置在工程安全状态的关键点、施工过程的一些重要工序必须进行监测，且必须在施工时间内开展监测工作。分区和分级能够促进城市轨道交通工程监控量测工作系统化。
1.城市轨道交通工程监控量测分区
在城市轨道交通工程建设过程中，其基坑、隧道周围地段受施工活动的影响存在差异性，基于此，可以对基坑和隧道周边的监控量测区域进行划分。
1.1基坑监控量测分区
在基坑工程中，按照扰动的程度，可以分为三个区域，分别是受扰动最大区、受扰动较小区以及基本不受扰动区。此外，在不同的地质条件下，分区的范围会出现一定的变动。
而在城市轨道交通工程建设中，针对基坑工程监控量测则主要针对的是受工程影响范围内的各类对象，据此，可将基坑施工影响的监测区域分为受强烈影响区和一般影响区两个部分。通常情况下，强烈影响区的范围为基坑周边tan（45°-α/2）H，一般影响区的范围为基坑周边tan（45°-α/2）H～2.0H，其中H代表的是基坑的开挖深度，α代表的是涂层内摩擦角综合取值。由于一般影响区域受工程的扰动程度较为轻微，因此基本上很少会在此区域内开展监控量测工作。还需注意的几点问题是，上述分区比较适用于开挖深度超过5m的基坑，同时，如果基坑周边的土体中存在淤泥或是其他高压缩性图纸，在进行分区时应该适当的扩大范围。
此外，若基坑工程开挖影响范围内存在以较为完整的基岩时，这些基岩受施工作业的扰动程度较低，通常只会是基岩的上覆土层出现变形，因此应将其上覆土层的厚度作为H的取值，在此基础上对分区情况进行适当的调整。
1.2隧道监控量测分区
在隧道工程施工中，施工區域上覆地层所受到的影响取决于地层性质、地下水、空洞土洞分布等情况，其上覆地层在受到影响后，一般表现为地表变形，通常根据Peck公式进行计算。轨道交通隧道工程对周边地段的影响分区应该具有简单方便、操作性强等特点，这样可以为实际监测工作的开展提供良好的便利。在具体分区时，可以适当参考轨道交通基坑工程影响分区的特点，将强烈影响区划分为正上方和外侧tan（45°-α/2）H1，一般影响区为隧道外侧tan（45°-α/2）H1～2.0H1范围。需要注意的是，该分区比较适用于隧道埋深大于3D的情形（D为隧道洞径）。同时，隧道若是存在穿越基岩的情况，应综合覆盖土层厚度、岩层构造、产状等方面的情况，对影响区范围进行适当调整。此外，如果工程所采用的施工方面可以降低施工作业对周边地段的影响，则可以适当的缩减分区的范围。
2.轨道交通工程监控量测的分级
当前阶段，我国出台的相关规范中对轨道交通中隧道、基坑等工程都给出了明确安全等级划分，但和基坑、隧道工程监控量测等级相关的内容却十分稀少。本文综合分析大量工程实践后，提出根据开挖深度、环境条件、地质条件等因素斤进行工程监控量测等级划分的思路。
2.1基坑监控量测分级
在轨道交通基坑工程建设中，需要设置支护结构，而支护结构的设置要求则和工程规模、工程环境、地质水文条件等存在紧密的关联。在基坑开挖深度不同的情况下，所采用支护结构的类型有所区别，且质量要求也存在差异。如果基坑周边的环境条件过于复杂，为了同时保障工程自身和周边环境对象的安全，应尽可能的选用安全系数较大的支护结构。相应的，基坑周边的水文地质条件不通过，对支护结构安全系数的要求也不同。
根据以上各项影响因素，可以将基坑工程的监控量测分为三个等级，其中第三等级最低，开挖深度（H）在15m以内，施工区域和既有环境对象之间的距离（L）超过开挖深度，工程地质水文条件较为简单。第二等级，分为三种情况，其一，H不超过15m，L超过2H，工程地质水文条件较为复杂;其二，H不超过15m，L处于H与2H之间，工程水文地质条件复杂或是中等;其三，H超过15m且不超过20m，L处于H与2H之间，工程水文地质条件简单。第一等级，分为四种情况，其一，H超过20m;其二，H超过15m且不超过20m，L低于H;其三，H超过15m且不超过20m，L处于H与2H之间，工程地质水文条件复杂或中等。其四，H不超过15m，L低于H，工程水文地质条件复杂。上文工程水文地质条件因素所涉及到的中等是指介于复杂和简单之间，复杂是指存在淤泥、淤泥质土或是承载力特征值低于70kPa的饱和黏性土层，抑或是存在风化或是中等风化的岩石等。简单是指土质均匀、地层单一。
2.2隧道监控量测分级
轨道交通隧道工程监控量测分级的难度相对较高，原因在于其支护结构安全系数要求和隧道底板埋深、洞径、跨度、围岩等级、施工法等均存在相互联系。在具体操作的过程中，只能选择其中影响程度较大的几项因素进行分级，例如，广州城市轨道交通隧道工程选择的就是隧道底板埋深（H1）、环境条件以及工程地质水文条件三项因素，分成了三个等级。其中第三等级，H1超过20m，施工区域和既有环境对象之间的距离（L1）超过2H1或是处于H1与2H1之间，工程地质水文条件较为简单。第二等级，H1超过20m或是处于15～20m之间，L1超过2H1或是处于H1与2H1之间，工程水文地质条件为简单、复杂/中等、复杂。第一等级，H1超过20m，处于15～20m之间或是不超过15m，L1不超过H1，处于H1与2H1之间，工程水文地质条件为复杂或是复杂/中等。
3.轨道交通工程监控量测实施的原则分析
基于上述分区和分级进行轨道交通工程监控量测工作的过程中，还应遵循一定的原则，如此才能取得理想的效果。首先，除了强烈影响区和一般影响区之外，其他影响区域一般必须要进行监控量测。其次，根据工程影响分区和周边环境对象的特点，合理的选择环境监测对象和监测项目。一般情况下，重要建筑物、重要桥梁等重大环境风险必须进行监测。再次，根据工程监测等级合理选择工程支护结构监测对象和监测项目。再次，轨道交通监控量测点的布置必须能够做到全面掌控工程安全状态，其能够将监测对象的变化规律清晰的展现出来。再次，根据分区差异确定监控量测的频率，通常来讲，强烈影响区监控量测的时间间隔应低于一般影响区。最后，监控量测信息必须做到及时有效的反馈，为工程设计和施工作业提供详实可靠的数据支持。
结语：综上所述，在城市轨道交通工程建设过程中，监控量测工作能够为工程设计和施工提供有效的帮助，为了帮助这项工作的有效性，应该对其进行分区、分级，形成工作系统，提高监测效率和质量。
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（作者单位：天津轨道交通集团有限公司）
