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【摘要】本论文从地铁车站下穿既有线隧道施工中的远程监测系统的编制原则出发，系统阐述了地铁车站下穿既有线隧道施工的方法，最后对远程监测系统构成进行了研究。
【关键词】地铁车站，有线隧道，远程监测
一、前言
地铁车站下穿既有线隧道施工中的远程监测系统是保证工程质量优劣的首要前提，工程质量的优劣不仅关系到施工单位的生存发展，而且还关系到人民群众的生命财产安全。
二、地铁车站下穿既有线隧道施工中的远程监测系统的编制原则
1、系统性原则
所设计的监测项目有机结合，并形成整体，测试的数据相互能进行校核；运用、发挥系统功效对路基进行立体监测，确保所测数据的准确、及时；在施工工程中进行连续监测，确保数据的连续性。
2、可靠性原则
设计中采用的监测手段是已基本成熟的方法；监测中使用的监测仪器均通过计量标定且在有效期内；在设计中对布设的测点进行保护设计。
3、与施工相结合原则
结合施工实际确定测试方法、监测元件的种类、监测点的保护措施；结合施工实际调整监测点的布设位置，尽量减少对施工质量的影响；结合施工实际确定测试频率。
4、经济合理原则
监测方法的选择，在安全、可靠的前提下结合工程经验尽可能采用直观、简单、有效的方法；监测元件的选择，在确保可靠的基础上尽可能使用进口仪器设备；监测点的数量，在确保全面、安全的前提下，合理利用监测点之间联系，提高工作效率。
三、地铁车站下穿既有线隧道施工的方法
1、既有线防护
专既有线栅栏进行加固防护，并与铁路派出所联合制作警示牌。于进出口新建铁路安全岗亭，并设立巡视小组，日夜监控。
2、边仰坡支护
对于线路右侧临近既有线施工过程避免大挖大刷，保持自上至下逐段分层开挖，保持边仰坡稳定。明洞土石方开挖前做好洞外的截水天沟等排水系统，截水天沟中线距边、仰坡开挖线边缘不小于5m，且每20m设置伸缩缝一道，天沟向排水方向为顺坡，坡度不小于2‰，天沟采用临时喷护封闭。将地表水排除隧道范围，防止水流冲刷边仰坡坡面造成坍塌危害。
隧道出口段围岩地质条件较差，开挖前必须进行中线、水平复测，确保准确无误。本隧道为Ⅴ级偏压路堑式明洞，DK917+959～DK918+000起拱线上明挖，保留核心土，边墙挖井，纵向拉槽施工，先墙后拱衬砌，纵向拉槽长度不宜大于8m，然后施作防水层及回填。边、仰坡坡比为1：0.75，边墙采用开挖表层土质采用挖掘机，当深层遇到石质，采用啄木鸟型挖机钻挖后再用挖掘机开挖。边、仰坡开挖完成后，人工清理坡面浮石，并适当修正坡面，保证坡面平顺。采用锚喷（网）加固，支护参数为：锚杆采用Φ22砂浆锚杆，L-4m，间距1.5×1.5m，梅花形布置，喷射砼采用15cm厚C30网喷砼，钢筋网φ8，网格25×25cm。
3、套拱施工
采用套拱法和长管棚预支护进洞，具体作法如下：洞口开挖至起拱线，采用两榀型钢钢架紧贴仰坡放置，纵向钢筋连接，经测量检查，同隧道洞口开挖断面一致后，与仰坡锚杆焊接固定，施作超前小导管预支护，浇筑挂板混凝土固结，形成洞室轮廓。
4、超前大管棚支护
在套拱上施作管棚导向墙，每工作面三台管棚钻机分别施作管棚预支护，在前方形成保护棚圈，提前固结及加固开挖轮廓周边土体，为暗洞开挖提供预支护。超前大管棚采用51根长40m型号为φ108×6mm的热轧无缝钢管，接头处采用丝扣连接，同一断面内接头数量不得超过总钢管数的50%。钢管加工前端呈锥形，管壁四周钻设φ10～φ16mm的注浆孔，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部预留不小于1.1m的不钻孔止浆段。
四、远程监测系统构成
1、系统框架
根据既有地铁结构变形预测分析的结果，决定对既有地铁隧道结构沉降、道床沉降、两走行轨高差及水平间距和结构变形缝胀缩变化实施远程自动化监测。监测系统由传感器子系统、数据采集与传输子系统和数据管理与分析子系统构成。
（一）、传感器子系统用于获得既有地铁隧道结构
和轨道结构的变形信息。其中静力水准仪用来监测地铁结构的沉降，梁式倾斜仪用来监测两走行轨间高差，位移计用来监测两走行轨间水平距离，测缝计则用来监测结构变形缝胀缩变化。
（二）、数据自动采集与传输子系统用于采集传
感器传来的信息，并通过传输线将数据传输给信息中心的数据管理与分析子系统。
（三）、数据管理与分析
子系统对数据进行分析和处理，得到所需要的图、表，并利用数据库进行数据的存储和管理。
2、传感器子系统
（一）、静力水准仪
地铁隧道结构沉降和道床沉降采用2RJ型电容式静力水准仪进行监测。它是一种用于测量多点相对沉降的高精密液位系统测量仪，仪器由主体容器、连通管、电容传感器等部分组成，一系列的传感器均采用通液管连接，每一容器的液位由一精密振弦式传感器测出，传感器挂有自由浮筒，当液位发生变化，浮筒的悬浮力即被传感器感应。在多点系统中，所有传感器的垂直位移均是相对于基准点的，基准点的垂直位移则是相对恒定的，或者是可用于其他人工观测手段准确确定的，以便能精确计算静力水准系统各测点的沉降变化。
（二）、梁式倾斜仪
两走行轨高差变化采用电解液式的梁式倾斜仪进行监测。该仪器由电解液倾角传感器固定在刚性的金属梁内构成，其原理是通过测量倾斜仪中位于两球形面间电解液的导电电阻测出倾角变化，并结合金属梁的长度通过计算得出两走行轨的高差变化。
（三）、位移计
两走行轨水平间距变化采用采用RW型电容式位移计进行监测，该电容感应式位移计采用电容感应原理，量测两走行轨水平间距的变化。图6（a）为安装在轨道结构上的位移计。 （四）、测缝计
既有地铁隧道结构的变形缝、结构与道床的裂缝均采用测缝计进行监测。测缝计原理与位移计原理相同。
3、数据管理与分析子系统
信息中心主控计算机接收到监测数据后，通过专业技术软件进行整理、计算和分析，并绘制各种表格及曲线。对监测数据进行分析处理后，信息中心通过公共网络传输到地铁建设公司、地铁运营公司及其他相关单位，实现数据的远程实时传送，必要时进行预警或发布警报。相关单位根据监测数据的变化情况，决定是否需要调整支护参数及采取相应的变形控制措施，以实现地铁结构变形的动态控制，确保结构安全和运营正常。
4、基准点的布设方法
在远离施工区域（60米外）不受施工、振动影响的坚实地方，开挖砌井将专用导线钉用混凝土浇捣密实，并设法保护。本次高程控制点的布设视监测工程现场的具体情况而定。
5、沉降测量
（一）、测点埋设：
监测点：采用2米直径为10mm钢钉直接深埋在轨道栅栏外侧路基上，上口开挖用混凝土浇淘密实。
（二）、监测方法
采用独立水准系，在不受施工影响且远离其他未稳定的环境条件处各设置监测基准点。各监测点的高程是由通过水准基准点来测定各监测点高程。采用天宝DINI电子水准仪进行观测。
6、远程监测成果及分析
根据远程自动监测系统的数据信息，既有地铁结构变形缝胀缩、两走行轨水平间距及横向差异沉降无明显变化，但隧道结构沉降和道床沉降较大，变形缝特别是位于新建车站上方的变形缝2处结构沉降最大，且变形缝两侧的结构差异沉降非常明显，而这正是远程监测的重点项目，表明施工前的结构变形预测分析是准确的，根据数值模拟预测分析所制定的远程监测方案也是非常合理的。
五、结束语
对当前地铁车站下穿既有线隧道施工中的远程监测系统的问题等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，远程监测工作的主要任务是运用科学的方法，促进工作的开展。
参考文献
[1]刘军，张飞进，高文学，等.远程自动连续监测系统在复杂地铁工程中的应用[J].中国铁道科学，2010
[2]曾志斌，张玉玲.国家体育场大跨度钢结构卸载时应力监测系统[J].中国铁道科学，2011
【关键词】地铁车站，有线隧道，远程监测
一、前言
地铁车站下穿既有线隧道施工中的远程监测系统是保证工程质量优劣的首要前提，工程质量的优劣不仅关系到施工单位的生存发展，而且还关系到人民群众的生命财产安全。
二、地铁车站下穿既有线隧道施工中的远程监测系统的编制原则
1、系统性原则
所设计的监测项目有机结合，并形成整体，测试的数据相互能进行校核；运用、发挥系统功效对路基进行立体监测，确保所测数据的准确、及时；在施工工程中进行连续监测，确保数据的连续性。
2、可靠性原则
设计中采用的监测手段是已基本成熟的方法；监测中使用的监测仪器均通过计量标定且在有效期内；在设计中对布设的测点进行保护设计。
3、与施工相结合原则
结合施工实际确定测试方法、监测元件的种类、监测点的保护措施；结合施工实际调整监测点的布设位置，尽量减少对施工质量的影响；结合施工实际确定测试频率。
4、经济合理原则
监测方法的选择，在安全、可靠的前提下结合工程经验尽可能采用直观、简单、有效的方法；监测元件的选择，在确保可靠的基础上尽可能使用进口仪器设备；监测点的数量，在确保全面、安全的前提下，合理利用监测点之间联系，提高工作效率。
三、地铁车站下穿既有线隧道施工的方法
1、既有线防护
专既有线栅栏进行加固防护，并与铁路派出所联合制作警示牌。于进出口新建铁路安全岗亭，并设立巡视小组，日夜监控。
2、边仰坡支护
对于线路右侧临近既有线施工过程避免大挖大刷，保持自上至下逐段分层开挖，保持边仰坡稳定。明洞土石方开挖前做好洞外的截水天沟等排水系统，截水天沟中线距边、仰坡开挖线边缘不小于5m，且每20m设置伸缩缝一道，天沟向排水方向为顺坡，坡度不小于2‰，天沟采用临时喷护封闭。将地表水排除隧道范围，防止水流冲刷边仰坡坡面造成坍塌危害。
隧道出口段围岩地质条件较差，开挖前必须进行中线、水平复测，确保准确无误。本隧道为Ⅴ级偏压路堑式明洞，DK917+959～DK918+000起拱线上明挖，保留核心土，边墙挖井，纵向拉槽施工，先墙后拱衬砌，纵向拉槽长度不宜大于8m，然后施作防水层及回填。边、仰坡坡比为1：0.75，边墙采用开挖表层土质采用挖掘机，当深层遇到石质，采用啄木鸟型挖机钻挖后再用挖掘机开挖。边、仰坡开挖完成后，人工清理坡面浮石，并适当修正坡面，保证坡面平顺。采用锚喷（网）加固，支护参数为：锚杆采用Φ22砂浆锚杆，L-4m，间距1.5×1.5m，梅花形布置，喷射砼采用15cm厚C30网喷砼，钢筋网φ8，网格25×25cm。
3、套拱施工
采用套拱法和长管棚预支护进洞，具体作法如下：洞口开挖至起拱线，采用两榀型钢钢架紧贴仰坡放置，纵向钢筋连接，经测量检查，同隧道洞口开挖断面一致后，与仰坡锚杆焊接固定，施作超前小导管预支护，浇筑挂板混凝土固结，形成洞室轮廓。
4、超前大管棚支护
在套拱上施作管棚导向墙，每工作面三台管棚钻机分别施作管棚预支护，在前方形成保护棚圈，提前固结及加固开挖轮廓周边土体，为暗洞开挖提供预支护。超前大管棚采用51根长40m型号为φ108×6mm的热轧无缝钢管，接头处采用丝扣连接，同一断面内接头数量不得超过总钢管数的50%。钢管加工前端呈锥形，管壁四周钻设φ10～φ16mm的注浆孔，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部预留不小于1.1m的不钻孔止浆段。
四、远程监测系统构成
1、系统框架
根据既有地铁结构变形预测分析的结果，决定对既有地铁隧道结构沉降、道床沉降、两走行轨高差及水平间距和结构变形缝胀缩变化实施远程自动化监测。监测系统由传感器子系统、数据采集与传输子系统和数据管理与分析子系统构成。
（一）、传感器子系统用于获得既有地铁隧道结构
和轨道结构的变形信息。其中静力水准仪用来监测地铁结构的沉降，梁式倾斜仪用来监测两走行轨间高差，位移计用来监测两走行轨间水平距离，测缝计则用来监测结构变形缝胀缩变化。
（二）、数据自动采集与传输子系统用于采集传
感器传来的信息，并通过传输线将数据传输给信息中心的数据管理与分析子系统。
（三）、数据管理与分析
子系统对数据进行分析和处理，得到所需要的图、表，并利用数据库进行数据的存储和管理。
2、传感器子系统
（一）、静力水准仪
地铁隧道结构沉降和道床沉降采用2RJ型电容式静力水准仪进行监测。它是一种用于测量多点相对沉降的高精密液位系统测量仪，仪器由主体容器、连通管、电容传感器等部分组成，一系列的传感器均采用通液管连接，每一容器的液位由一精密振弦式传感器测出，传感器挂有自由浮筒，当液位发生变化，浮筒的悬浮力即被传感器感应。在多点系统中，所有传感器的垂直位移均是相对于基准点的，基准点的垂直位移则是相对恒定的，或者是可用于其他人工观测手段准确确定的，以便能精确计算静力水准系统各测点的沉降变化。
（二）、梁式倾斜仪
两走行轨高差变化采用电解液式的梁式倾斜仪进行监测。该仪器由电解液倾角传感器固定在刚性的金属梁内构成，其原理是通过测量倾斜仪中位于两球形面间电解液的导电电阻测出倾角变化，并结合金属梁的长度通过计算得出两走行轨的高差变化。
（三）、位移计
两走行轨水平间距变化采用采用RW型电容式位移计进行监测，该电容感应式位移计采用电容感应原理，量测两走行轨水平间距的变化。图6（a）为安装在轨道结构上的位移计。 （四）、测缝计
既有地铁隧道结构的变形缝、结构与道床的裂缝均采用测缝计进行监测。测缝计原理与位移计原理相同。
3、数据管理与分析子系统
信息中心主控计算机接收到监测数据后，通过专业技术软件进行整理、计算和分析，并绘制各种表格及曲线。对监测数据进行分析处理后，信息中心通过公共网络传输到地铁建设公司、地铁运营公司及其他相关单位，实现数据的远程实时传送，必要时进行预警或发布警报。相关单位根据监测数据的变化情况，决定是否需要调整支护参数及采取相应的变形控制措施，以实现地铁结构变形的动态控制，确保结构安全和运营正常。
4、基准点的布设方法
在远离施工区域（60米外）不受施工、振动影响的坚实地方，开挖砌井将专用导线钉用混凝土浇捣密实，并设法保护。本次高程控制点的布设视监测工程现场的具体情况而定。
5、沉降测量
（一）、测点埋设：
监测点：采用2米直径为10mm钢钉直接深埋在轨道栅栏外侧路基上，上口开挖用混凝土浇淘密实。
（二）、监测方法
采用独立水准系，在不受施工影响且远离其他未稳定的环境条件处各设置监测基准点。各监测点的高程是由通过水准基准点来测定各监测点高程。采用天宝DINI电子水准仪进行观测。
6、远程监测成果及分析
根据远程自动监测系统的数据信息，既有地铁结构变形缝胀缩、两走行轨水平间距及横向差异沉降无明显变化，但隧道结构沉降和道床沉降较大，变形缝特别是位于新建车站上方的变形缝2处结构沉降最大，且变形缝两侧的结构差异沉降非常明显，而这正是远程监测的重点项目，表明施工前的结构变形预测分析是准确的，根据数值模拟预测分析所制定的远程监测方案也是非常合理的。
五、结束语
对当前地铁车站下穿既有线隧道施工中的远程监测系统的问题等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，远程监测工作的主要任务是运用科学的方法，促进工作的开展。
参考文献
[1]刘军，张飞进，高文学，等.远程自动连续监测系统在复杂地铁工程中的应用[J].中国铁道科学，2010
[2]曾志斌，张玉玲.国家体育场大跨度钢结构卸载时应力监测系统[J].中国铁道科学，2011