地鐵深基坑墻頂水平位移監(jiān)測方法分析

王東洋 張偉 董鑫 卞媛 谷海嵩

摘 要：從我國現(xiàn)在所制定的視準(zhǔn)線法、小角法以及極坐標(biāo)法等相關(guān)方面中，能夠看出地鐵深基坑墻頂水平位移的傳統(tǒng)監(jiān)督測量方法。筆者在本篇文章中對這些傳統(tǒng)的監(jiān)督測量方法進(jìn)行了分析，分析出這些監(jiān)督測量方法的優(yōu)缺點以及其原理和精準(zhǔn)程度，希望能夠?qū)ξ覈壍澜煌ńㄔO(shè)施工安全風(fēng)險的控制提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：地鐵；深基坑；墻頂水平位移；光纖技術(shù)

近年來我國的城市規(guī)劃進(jìn)程不斷加快，地鐵在我國城市的交通中使用越來越多，我國人民對于地鐵交通的需求也越來越大。但是因為我國的城市高層建筑不斷增多，地下的管道布置非常緊密，有許多的地鐵基坑需要建立在橋梁、高層建筑物、重要建筑物、大型公共建筑物、交通干線、地下管道等相關(guān)設(shè)施附近，這就有可能會引起附近的建筑物出現(xiàn)裂縫傾斜的情況，嚴(yán)重的時候回出現(xiàn)地下管道炸裂和路面開了裂開塌陷等相關(guān)情況。對此相關(guān)施工單位需要在地鐵車站基坑施工的過程中，保證基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測，對于監(jiān)測方案相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)進(jìn)行完善，特別是對于連續(xù)墻體的水平位移監(jiān)測。在這篇文章中筆者主要寫了經(jīng)常出現(xiàn)的幾種方法進(jìn)行了分析介紹。

1傳統(tǒng)水平位移監(jiān)測技術(shù)

在傳統(tǒng)的水平位移監(jiān)測方法中，視準(zhǔn)線法水平位移監(jiān)測方法在實踐過程中使用非常的多，視準(zhǔn)線法水平位移監(jiān)測的主要原理，是在基坑附近施工影響區(qū)域之外尋找兩個較為穩(wěn)定的基準(zhǔn)點，通過對這兩個基準(zhǔn)點進(jìn)行連線，并且這條基準(zhǔn)線需要和基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的墻頂達(dá)到平行的狀態(tài)，施工隊伍需要定時定期的對監(jiān)測點到基準(zhǔn)線的垂直距離進(jìn)行監(jiān)測，然后對兩次的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行比較計算，計算之間出現(xiàn)的差值，計算出來的差值就是經(jīng)過時間發(fā)生的圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻頂?shù)乃轿灰啤?/p>

視準(zhǔn)線法的使用最早是使用在水平位移測量中，因為視準(zhǔn)線法的使用方法較為簡單快捷，其主要的使用有測量小角法以及活動牌法。

我們從地鐵的基坑來看，基準(zhǔn)線A點到B點之間的距離是比較長的，這也就造成了要想準(zhǔn)確精準(zhǔn)的測量出期間的數(shù)據(jù)是非常困難的，對此根據(jù)讀書誤差來作為視準(zhǔn)線法的主要誤差。此外這種方法的精準(zhǔn)度比較低，非常容易受到外界各種因素以及環(huán)境的影響，很難做到自動檢測等相關(guān)問題。

在測量小角法水平位移監(jiān)測的使用是非常多的水平監(jiān)測方法之一，其使用原理是建立在視準(zhǔn)線法的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行了一些優(yōu)化和改進(jìn)。其測量的方法同樣是安設(shè)一條基準(zhǔn)線，根據(jù)其角度測量設(shè)備，測量出等待測量點和基準(zhǔn)線之間的微小角度，并且需要測量出基準(zhǔn)線上投影點和架站點兩者中間的距離，通過計算帶測點和基準(zhǔn)線的偏差數(shù)值。其中的偏離數(shù)值是 另外小角法測水平誤差的數(shù)值公式是 。從這里可以看出測小角法的原理，測量過程中產(chǎn)生的誤差可以忽略掉，主要影響則小角的時觀測精準(zhǔn)度。對此使用水平移監(jiān)測的時候可以提高精度設(shè)備的測量準(zhǔn)確率，這樣可以有效地提高測量準(zhǔn)確程度。

在傳統(tǒng)的測量方法中極坐標(biāo)法水平移監(jiān)測方法的使用也是非常的多，這是因為極坐標(biāo)法在施工過程中的監(jiān)測效果比較良好，極坐標(biāo)法的監(jiān)測方式和視準(zhǔn)線法以及測小角法這兩種測量方法不同，極坐標(biāo)法能夠通過對A坐標(biāo)點和B坐標(biāo)點的坐標(biāo)直接換算出P點的坐標(biāo)數(shù)值，從而可以直接計算出偏移的數(shù)值。

極坐標(biāo)法是相交視準(zhǔn)法與測小角法，在實際的使用過程中十分便利，特別是在遇到基坑形狀不夠規(guī)整的時候，在使用過程中精度的誤差主要是出現(xiàn)在其測量距離和測量角度上，對此極坐標(biāo)在使用水平位移監(jiān)測的時候，成果主要是受到儀器所影響。

現(xiàn)如今由于我國城市對于地鐵的需求比較大，我國相關(guān)的研究開發(fā)部門不斷的在進(jìn)行施工工藝的研究和創(chuàng)新，其中光纖技術(shù)在我國已經(jīng)被研究出來，光纖技術(shù)是一種新型施工工藝技術(shù)，經(jīng)過我國相關(guān)研究部門結(jié)合幾十年的科學(xué)研究創(chuàng)新出來的技術(shù)，光纖技術(shù)早期是使用在通訊技術(shù)領(lǐng)域，直到后來被相關(guān)部門使用研發(fā)到監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域中，其主要的原理是對結(jié)構(gòu)漏水滲水情況進(jìn)行定位監(jiān)測，同時還可以對溫度進(jìn)行位移監(jiān)測，這就為我國工程的安全施工提供了有力的保障，從另一方面加快了我國施工的進(jìn)度，為我國的施工安全提供了有力的技術(shù)保障?，F(xiàn)目前光纖技術(shù)在國內(nèi)外的使用都非常的廣泛，通常被使用在監(jiān)測領(lǐng)域中，結(jié)合其優(yōu)秀使用單位的經(jīng)驗成果可以看出，光纖監(jiān)測技術(shù)可以非常有效的得到任意一個監(jiān)測點的全部信息，這就直接實現(xiàn)了連續(xù)動態(tài)化監(jiān)測，光纖技術(shù)相比較傳統(tǒng)的測量儀器使用的視準(zhǔn)線法、測小角法和極坐標(biāo)法，光纖技術(shù)擁有非常多不能夠替代的優(yōu)點，光纖的外層一般情況下都擁有堅實的保護(hù)設(shè)施，其皺紋鋼是擁有絕緣物質(zhì)的，光纖的核心本身材料又是石英，使用擁有降低電磁信號干擾的特點，并且還可以直接杜絕其他的信息干擾，這就能夠是的光纖受到的影響是非常小的。此外光纖信號傳播時候發(fā)生的損害比較低，其頻帶較寬，光纖本身就具有體積小重量較輕的好處，在實際的施工使用過程中非常利于運輸，同時在安裝過程中可以有效的降低埋設(shè)損耗。光纖的傳輸抗干擾能力比其他工藝高出許多，因為其性能較為強大、使用年限較長，而且光纖的成本隨著我國的發(fā)展也在不斷地降低，這也就使得光纖技術(shù)在我國今后的監(jiān)測工作使用中能夠變得更加廣泛。

此外還有經(jīng)過我國研發(fā)出來的GPS多天線監(jiān)測技術(shù)，這種技術(shù)在監(jiān)測領(lǐng)域中使用次數(shù)也是非常的多，因為其測量方式擁有非常多的優(yōu)點，其數(shù)據(jù)傳輸較快，適合大多數(shù)氣候環(huán)境，在測量點之間不需要通視等方面，GPS的原理相當(dāng)于一個信號接收器，通過嘉禾的天線收到所需的GPS信號，就可以對各個監(jiān)測點進(jìn)行記錄監(jiān)測。一般情況下多天線GPS的核心是由一臺多天線控制器組成的，其控制器是硬件和軟件這兩方面構(gòu)建而成。其硬件部分主要是負(fù)責(zé)多通道的微波開關(guān)，將GPS接收器在短時間內(nèi)和其他安放的天線進(jìn)行連接，軟件部門可以實現(xiàn)多通道對觀測點的時間、數(shù)據(jù)、訊息進(jìn)行接收保證接收器不會收到其他信號的干擾。

結(jié)束語：在傳統(tǒng)的測量方法之中，小角法以及視準(zhǔn)線法兩者都建立在基坑形狀較為標(biāo)準(zhǔn)的情況上，然而極坐標(biāo)法對于基坑的形狀沒有任何需求。對于地鐵建設(shè)這種大型的深基坑來說，小角法和視線法需要照準(zhǔn)的目標(biāo)因為距離太遠(yuǎn)就會降低其監(jiān)測的準(zhǔn)確度，此外在測量過程中在基坑的周圍存在非常多的障礙物，這些障礙物直接會對觀測的結(jié)果造成影響。現(xiàn)目前我國對于儀器設(shè)備的要求越來越高，地鐵基坑的測量工作主要是在使用極坐標(biāo)法。這些年來通過相關(guān)研究部門的努力也研究出了許多新的測量方法，這些方法都是非常使用的并且擁有很好的未來發(fā)展?jié)摿?，我國許多的城市對于地鐵的需求越來越大，相關(guān)的研究部門對于施工技術(shù)的研究也在不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法已經(jīng)跟不上地鐵交通建設(shè)的速度了。對此知道工程安全施工對于我國實現(xiàn)和諧社會有著非常大的幫助。

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