阅读说明：本技术 一种新建地铁施工邻近既有车站结构的立体智能化监测方法 (Three-dimensional intelligent monitoring method for structure adjacent to existing station in newly-built subway construction ) 是由 孙亮 屈军平 刘石 曹保利 刘春梅 张�林 张亚军 何占江 杨钦峰 叶千军 刘保 于 2021-06-10 设计创作，主要内容包括：一种新建地铁施工邻近既有车站结构的立体智能化监测方法,该方法是针对空间监测点选取的一种优化,通过对地铁施工区域与既有车站之间选取不同的监测断面,并在同一监测断面上选取多个监测点并进行钻孔,对孔内布设测斜仪和沉降仪等仪器,从而得到既有车站附近土体的沉降变形情况,根据所得的土体监测数据,对前期建立的关于既有车站与地铁施工的预测模型进行修正,在既有车站侧墙处设置倾斜仪等监测仪器对其变形进行监测,并将所得监测数据对修正后的模型校核,从而确定预测模型的准确性,此预测模型实现在不同施工步序下既有车站任意位置处的变形沉降数据的提取,并能提前确定整体施工过程中对既有车站变形影响较大的位置及施工阶段。(A three-dimensional intelligent monitoring method for the structure of an existing station adjacent to newly built subway construction is characterized by selecting different monitoring sections between a subway construction area and the existing station, selecting a plurality of monitoring points on the same monitoring section, drilling holes, arranging inclinometers, settlers and other instruments in the holes to obtain the settlement deformation condition of soil body near the existing station, correcting a prediction model established in the early stage about the existing station and the subway construction according to the obtained soil body monitoring data, arranging inclinometers and other monitoring instruments at the side wall of the existing station to monitor the deformation of the existing station, checking the corrected model by the obtained monitoring data to determine the accuracy of the prediction model, extracting the deformation settlement data of the existing station at any position under different construction steps by the prediction model, and the position and the construction stage which have great influence on the deformation of the existing station in the whole construction process can be determined in advance.)

一种新建地铁施工邻近既有车站结构的立体智能化监测方法

技术领域

本发明涉及既有地铁车站的智能监测及预警，具体涉及既有车站的空间立体智能化监测方法。

背景技术

目前针对新建地铁施工对既有车站的变形影响监测，通常采用在车站内部设置全站仪和水准仪等仪器对其进行监测，但以这种方式监测，监测成本高且只能获得有限监测点，而车站内各种环境因素会对监测产生不可忽视的影响，导致最终监测精度下降或监测数据不准确；而以探地雷达等方式对既有车站进行监测，虽然可以达到无损检测，但是只能获得车站的大概位置，因此获得的沉降变形数据并不准确，不能作为实际施工中的参考数据。

发明内容

针对上述既有车站监测方法的不足，本发明提供了一种可以实现无损监测且能保证监测精度的空间智能监测方法。本发明是在充分考虑新建地铁与既有车站空间位置的前提下，基于空间监测布点优化方案，形成关于既有车站变形变位的预测模型，从而反应不同位置处既有车站的变形沉降情况。

一种新建地铁施工邻近既有车站结构的立体智能化监测方法，该方法是针对空间监测点选取的一种优化，通过对地铁施工区域与既有车站之间选取不同的监测断面，并在同一监测断面上选取多个监测点并进行钻孔，对孔内布设测斜仪和沉降仪等仪器，从而得到既有车站附近土体的沉降变形情况，根据所得的土体监测数据，对前期建立的关于既有车站与地铁施工的预测模型进行修正，在既有车站侧墙处设置倾斜仪等监测仪器对其变形进行监测，并将所得监测数据对修正后的模型校核，从而确定预测模型的准确性，此时所得的预测模型即为最终反应既有车站变形沉降的预测模型，此预测模型可实现在不同施工步序下既有车站任意位置处的变形沉降数据的提取，并能提前确定整体施工过程中对既有车站变形影响较大的位置及施工阶段。

所述监测断面的选取，是根据地铁施工区域与既有车站的实际位置关系，选取受外界条件影响较小且不影响实际施工的监测断面。

所述对监测点进行钻孔，钻孔深度需根据实际既有车站的深度确定，按照规定需要大于或等于既有车站深度，此时才能根据不同深度土体的变形数据来修正不同深度既有车站的预测模型。

所述测斜仪和沉降仪的布设是对同一断面上不同钻孔分别架设仪器，其目的是为了监测同一断面的土体的沉降变形值。

所述前期既有车站预测模型的建立，需要综合考虑实际施工区间的地质条件和降水情况，根据不同施工步序进行建立。

所述预测模型的修正，是将测得的各断面土体的沉降变形数据对预测模型中同一位置处模拟得到的数据进行修改校正，得到能够反应既有车站实际变形情况的预测模型。

所述既有车站的监测，需要在车站内对距离新建地铁施工较近的断面进行监测仪器的布设，以获得受到施工影响较大的数据，增加监测的准确性，提高模型修正的精度。

所述对得到的预测模型进行校核，是通过上述监测得到的既有车站的变形数据对预测模型进行进一步的校核修正，最终得到能够实时反应既有车站变形的模型，确定施工中的既有车站的关键位置和不利施工环节。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、与传统的监测方式相比，本发明可以实现对既有车站的无损监测，通过在周围土体进行钻孔架设仪器，得到距车站不同断面处土体的变形沉降量；

2、由于车站内部人流密集且在地铁运营期间地铁会产生自身对车站的变形影响，通常只能在夜间地铁停运期间进行监测，这种监测存在不连续性，监测结果也会不准确，而本发明避开这种监测模式，在外部对土体进行监测，可以提高监测精度；

3、本发明采取的钻孔方式可以监测不同深度处土体的水平变形和竖向沉降，可以对预测模型进行更为准确的修正；

4、本发明将空间监测数据与数值模拟分析相结合，得到预测模型，为后续的施工监测提供了有力的理论基础，同时可以对不同施工阶段进行模拟，对既有车站变形影响较大的施工阶段提前预警。

附图说明

图1为本发明中既有车站空间智能监测平面示意图。

图2为本发明中既有车站空间智能监测断面示意图。

图3为本发明中既有车站校准监测点断面示意图。

其中，1-既有车站；2-新建地铁施工区间；3-监测断面；4-监测点位；5-既有车站附近土体；6-第一监测断面上的钻孔；7-第二监测断面上的钻孔；8-既有车站内部监测点。

具体实施方式

请参阅图1、图2和图3所示，一种新建地铁施工邻近既有车站结构的立体智能化监测方法，该方法如下：

1)如图1和图2所示，结合实际工程中新建地铁施工区间2与既有车站1的位置关系，确定距离既有车站1不同位置处的监测断面3，并在同一监测断面3上分别选取水平监测点和沉降监测点，作为此断面土体沉降变形监测点；监测断面3包括第一监测断面、第二监测断面和第三监测断面；

2)对上述确定的监测点位4进行第一监测断面上的钻孔6和第二监测断面上的钻孔7，在水平的监测点位4内放置测斜管，并布设测斜仪，监测不同位置处土体的水平变形情况；在沉降的监测点位4内放置沉降仪，监测不同位置不同深度处土体的沉降变化情况；

3)根据实际工程中的水文地质情况，建立关于既有车站的有限差分模型，分析不同施工阶段既有车站附近土体5的沉降变形规律；

4)将上述监测得到的土体沉降变形数据与有限差分模型进行对比校正，建立既有车站的变形变位预测模型；

5)如图3所示，对既有车站1内部布设监测仪器8对其受力变形进行监测，得到实际施工过程中既有车站1的变形数据，并将此变形数据与既有车站1的预测模型对比校核，验证预测模型的准确性，形成能够实时反应既有车站1变形的准确预测模型，为接下来的施工阶段提供预警和加固指导。