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本文結(jié)合廣州地鐵四號(hào)線大學(xué)城南—新造區(qū)間監(jiān)測工程實(shí)例，通過對(duì)隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測的點(diǎn)位布設(shè)、監(jiān)測方法、監(jiān)測成果等方面的分析，指出隧道監(jiān)測對(duì)保證地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全具有十分重要的作用，并分析給出了地鐵隧道結(jié)構(gòu)病害的形成因素及產(chǎn)生的影響。

1工程概述

廣州地鐵四號(hào)線大學(xué)城南至新造區(qū)間下行YDK21+560.9~YDK21 +772.3、上行ZDK21+575.9~ZDK21+878.4在2010年12月27日的常規(guī)監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)隧道道床發(fā)生較大沉降。為了及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握該地段隧道結(jié)構(gòu)的變形情況，保證隧道主體結(jié)構(gòu)和列車運(yùn)行安全，需對(duì)該地段進(jìn)行周期性的加密監(jiān)測。

2監(jiān)測方法與技術(shù)要求

工程監(jiān)測人員在該地段上方發(fā)現(xiàn)有明顯的堆土經(jīng)過現(xiàn)場的高程測量，測出實(shí)際覆土厚度最大為9.73m，超出了設(shè)計(jì)允許值，是引起本次隧道道床產(chǎn)生較大沉降的主要原因之一。針對(duì)該地段道床發(fā)生較大沉降的原因，對(duì)該地段進(jìn)行了周期性的道床結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測，具體監(jiān)測方法及技術(shù)要求如下：

沉降監(jiān)測采用運(yùn)營期監(jiān)測的高程系統(tǒng)，以車站內(nèi)的XX1764 、XX1769基準(zhǔn)點(diǎn)為基準(zhǔn)，每次監(jiān)測先對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)檢校，然后將上、下行基準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測點(diǎn)各組成一條閉合水準(zhǔn)路線進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)在道床中間，30m一個(gè)測點(diǎn)，在發(fā)生較大沉降的下行YDK21+560.9~YDK21+772.3、上行ZDK21+575.9~ZDK21+878.4兩地段每10m布設(shè)一個(gè)測點(diǎn)。詳見道床沉降監(jiān)測測點(diǎn)布置示意圖。

圖1道床沉降 監(jiān)測測點(diǎn)布置示意圖

沉降變形測量等級(jí)選定為《工程測量規(guī)范》的變形測量三等，按國家二等水準(zhǔn)測量技術(shù)要求和觀測方法實(shí)施，閉合差限差

（n為測站數(shù)）。觀測記錄采用儀器自動(dòng)記錄，按國家二等水準(zhǔn)測量技術(shù)要求對(duì)各項(xiàng)限差進(jìn)行設(shè)置。并盡量采取“三固定”法即固定路線、固定儀器、固定人員進(jìn)行觀測以提高觀測精度。

3監(jiān)測成果分析

將該地段道床沉降監(jiān)測發(fā)生較大沉降的測點(diǎn)成果繪制成“累計(jì)變化量時(shí)間曲線圖”，從圖2中可以看出：

（1）2010年10月9日-2010年12月27日期間該地段部分測點(diǎn)產(chǎn)生較大的下沉，2010年12月27日~2011年2月27日的7次監(jiān)測中繼續(xù)呈現(xiàn)下沉趨勢(shì)。

（2）2011年2月27日之后的監(jiān)測沉降變化量較小，沉降趨于穩(wěn)定。

圖2 累計(jì)變化量—時(shí)間曲線圖

（3）經(jīng)實(shí)地踏勘和分析，導(dǎo)致2010年10月9日~2010年12月27日期間部分測點(diǎn)產(chǎn)生較大下沉的原因：①地面荷載；②隧道基底工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況等。其中地面荷載為本次道床發(fā)生較大下沉的主要原因。2010年12月27日對(duì)堆積在該地段隧道上方的覆土進(jìn)行卸土后，該地段測點(diǎn)有一定的上升趨勢(shì)，之后沉降趨于穩(wěn)定。

4地鐵隧道結(jié)構(gòu)病害的形成因素及產(chǎn)生的影響

我國城市的地鐵建設(shè)正步入高速發(fā)展的階段，而在地鐵隧道沿線附近或上方進(jìn)行非地鐵施工的建設(shè)項(xiàng)目也越來越多，這些項(xiàng)目存在卸載、加載、抽水、降水或振動(dòng)等施工程序或因素，它們或多或少對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，如結(jié)構(gòu)變形、傾斜、位移、隆起或沉降等等。具體影響有以下幾種：

（1）可能導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)局部發(fā)生橫向或縱向位移；

（2）可能導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)局部發(fā)生不均勻豎向變形。

如果隧道變形位移達(dá)到一定量值以后，對(duì)不同工法構(gòu)成的隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的影響：

（1）對(duì)于暗挖法施工的地鐵隧道結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生沿隧道結(jié)構(gòu)縱向或橫向的裂縫，隧道結(jié)構(gòu)的防水性能和耐久性隨之降低；

（2）對(duì)于盾構(gòu)法施工的地鐵隧道結(jié)構(gòu)，其縱縫接頭和環(huán)縫接頭將增大張開量，隧道結(jié)構(gòu)的防水性能和耐久性將降低，特別是當(dāng)縱縫接頭和環(huán)縫接頭張開量達(dá)到5 mm以上時(shí)，隧道結(jié)構(gòu)將遭到無可挽回的損壞。如果隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生以上所述的性能降低或損壞，快速地鐵列車的運(yùn)營將受到制約甚至?xí)l(fā)生安全事故。

5隧道監(jiān)測對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全的重要性

從本次工程實(shí)例上來看，正是由于地鐵公司對(duì)道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了長期的監(jiān)測才避免了安全事故的發(fā)生。地鐵隧道由于地質(zhì)條件復(fù)雜、地下水位的變化、周圍環(huán)境的變化（如高樓大廈建設(shè)及其重量對(duì)地基沉降影響等）、列車的震動(dòng)等，以及設(shè)計(jì)、施工存在的缺陷等各種因素的綜合影響，使得在日常的檢修維護(hù)過程中，不時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)、整體道床等存在一些病害。這些病害的存在，有些已經(jīng)對(duì)結(jié)構(gòu)和行車安全形成威脅。因而，運(yùn)營單位加強(qiáng)隧道監(jiān)測對(duì)隧道結(jié)構(gòu)安全有著多方面的意義。

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測。運(yùn)營單位根據(jù)運(yùn)營安全的具體要求，建立自動(dòng)化隧道監(jiān)控模式，可實(shí)時(shí)監(jiān)測地鐵隧道結(jié)構(gòu)的變化情況，對(duì)其中存在的問題采取有效的方案處理。在監(jiān)測過程中，現(xiàn)場人員可及時(shí)掌握隧道結(jié)構(gòu)病害發(fā)生的情況，通過分析病書的具體成因制定針對(duì)性的安全管理方案。

（2）防范病害。防范各種病害也是隧道監(jiān)測系統(tǒng)的重要功能之一 ，不僅對(duì)隧道結(jié)構(gòu)發(fā)揮了良好的監(jiān)測作用，對(duì)隧道周圍地質(zhì)病害也有監(jiān)測防范的作用。針對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)潛在的安全隱患，及時(shí)設(shè)計(jì)科學(xué)的監(jiān)測方案，有助于提高監(jiān)測的準(zhǔn)確性，從而起到防范病害，保證地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全的作用。

6結(jié)論

總之，導(dǎo)致地鐵隧道結(jié)構(gòu)病害形成的因素是多方面的，若不及時(shí)處理會(huì)嚴(yán)重影響到地鐵運(yùn)營安全。制定一套全面的監(jiān)測方案對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行長期的監(jiān)測是至關(guān)重要的，它能從多個(gè)角度避免隧道結(jié)構(gòu)病害的發(fā)生，及時(shí)處理有損隧道使用性能的病害問題，營造更加安全可靠的交通運(yùn)輸環(huán)境。