CN108999612A - 一种基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑技术领域，公开了一种基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统，所述的基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统包括：地面沉降监测模块、地面建筑物下沉及倾斜监测模块、地下管线监测模块、桩基托换监测模块、联络通道及泵房施工监测模块、地中垂直位移和水平位移的监测模块、地下水位的监测模块、岩土与隧道结构相互作用监测模块、管片变形监测模块。本发明的监测方案以安全检测为目的，根据不同的工程项目确定监护对象，针对监测对象安全稳定的主要指标进行方案设计。监测点的布置能够全面地反映监测对象的工作状态。本发明在满足监测性能和精度的前提下，降低检测频率，减少检测元件，以节约监测费用。
Description
技术领域
本发明属于建筑技术领域，尤其涉及一种基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：
随着科技的进步，经济的发展，城市轨道交通系统亦被用作展示国家在经济、社会以及技术上高人一等的指标。绝大多数的城市轨道交通系统都是用来运载市内通勤乘客的大运量快速城市公共交通系统，而在很多场合下城市轨道交通系统都会被当成城市交通的骨干。通常，城市轨道交通系统是许多都市用以解决交通堵塞问题的方法。在地底下挖隧道并不是一件容易的事，而且需要极大量的金钱和时间，至少也要好几年才能完成。在繁琐的施工过程中，地铁隧道的施工安全尤为重要，但是现有技术不能根据不同的工程项目确定监护对象；监测点的布置不能够全面地反映监测对象的工作状态；监测性能和精度低，监测元件多，浪费监测费用。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有技术不能根据不同的工程项目确定监护对象。
(2)监测点的布置不能够全面地反映监测对象的工作状态。
(3)现有技术监测性能和精度低，监测元件多，浪费监测费用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统，
本发明是这样实现的，一种基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统包括：
地面沉降监测模块、地面建筑物下沉及倾斜监测模块、地下管线监测模块、桩基托换监测模块、联络通道及泵房施工监测模块、地中垂直位移和水平位移的监测模块、地下水位的监测模块、岩土与隧道结构相互作用监测模块、管片变形监测模块。
(1)地面沉降监测模块，对盾构试验段、a-b区间隧道上部地表均进行沉降观测。
(2)地面建筑物下沉及倾斜监测模块，对隧道施工影响范围以内的所有建筑物及构筑物进行下沉及倾斜监测，以便当建筑物的某一部位或构件变形过大时，迅速采取有效的维修加固措施，确保建筑物结构安全和正常使用。
(3)地下管线监测模块，对隧道施工影响范围内地层不同程度的沉陷，可能回引起地下管线的变形、断裂而直接危及使用安全。因此要对地下管线进行严密监测、确保地下管线的安全和正常使用和地下工程顺利施工。
(4)桩基托换监测模块，在托换桩基过程和盾构掘进到该部位时对下部桩基础和承台进行沉降及倾斜监测。
(5)联络通道及泵房施工监测模块，对a-b区间联络通道和泵房进行地面沉降、拱顶下沉、水平收敛等进行监测。
(6)地中垂直位移和水平位移的监测模块，在离始发井约50米范围的监测试验段内进行该项监测。
(7)地下水位的监测模块，在离始发井约50米范围的监测试验段内进行该项监测。
(8)岩土与隧道结构相互作用监测模块，在离始发井约50米范围的监测试验段内进行该项监测。
(9)管片变形监测模块，在盾构隧道全范围内进行该项监测。
进一步，地面沉降监测点，根据隧道埋深和洞身的地质条件，沿隧道中线方向的间距，横断面方向测点间隔为8m，每个监测断面设7个测点。对软弱土层、或埋深较浅的区域将加密监测断面和测点。在试验段始发的100米初始掘进段内，监测断面间距为8米，以确定掘进参数和地面沉降的关系曲线。
进一步，地面建筑物的监测点布设，在隧道施工影响范围内根据沿线地面建筑物的详细调查资料，根据建筑物的历史年限、使用要求以及受施工影响的程度，确定在需保护的建筑物的四角及其他构筑物周围基础上布设监测点，二层以上楼房要布置垂度量测点，有裂缝的建筑物要设裂缝监测点。
进一步，地下管线监测点布置，根据地下管线的详细调查资料，在确定受影响的管线上每隔10米布设一个监测点，以测量盾构掘进期间地下管线的变形量。
进一步，桩基托换监测，在盾构穿越S市搪瓷厂厂房及i大厦南侧裙房施工部位，下部桩基础及承台板布设桩基托换监测点，上部结构布设地面建筑物监测点。
进一步，联络通道及泵房施工监测，为了解通道施工区附近地层变化情况以及对附近建筑物和管线的影响程度，在施工区上部地面布设地表沉降监测点。地表沿隧道的中线纵向每隔5米布设一个观测点，观测范围80米。沿通道中线每隔3米建立一组监测点。
进一步，地中垂直位移和水平位移的监测点布置，在试验段和a-b区间离始发井约50米范围的监测试验段内各选取一个断面，在隧道中线顶部地层中布设1个垂直测孔，隧道两侧布置两个测斜孔。
进一步，地下水位的监测，在试验段和a-b区间离始发井约50米范围的监测试验段内各选取一个断面，与垂直位移和水平位移测点相应埋设于主断面上，在施工过程中水文地质易变化的区域布设一个水位测孔。
进一步，围岩压力测点布设，在试验段和a-b区间离始发井约50米范围的监测试验段内各选取一个断面，与垂直位移和水平位移测点相应埋设于主断面上，在管片与围岩之间，紧贴管片背面布设监测点。
进一步，管片变形监测点布设，每10环管片布设一个侧面，每个测面布设5个测点，采用内贴式，不允许破坏管片。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明的监测方案以安全检测为目的，根据不同的工程项目如明挖、暗挖、盾构确定监护对象如建筑物、管线、隧道等，针对监测对象安全稳定的主要指标进行方案设计。监测点的布置能够全面地反映监测对象的工作状态。采用先进的仪器、设备和监测技术，如计算机技术、遥测技术等。各监测项目能相互校验，以利数值计算，故障分析和状态研究。本发明在满足监测性能和精度的前提下，降低检测频率，减少检测元件，以节约监测费用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统示意图；
图2是本发明实施例提供的地面沉降监测点布置平面图；
图3是本发明实施例提供的地面沉降监测点布置立面图；
图4是本发明实施例提供的联络通道测点布设断面示意图；
图5是本发明实施例提供的测量主断面测点布置示意图；
图6是本发明实施例提供的衬砌位移监测布点示意图；
图7是本发明实施例提供的信息化施工示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理做详细描述。
如图1所示，本发明提供的基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统包括：
地面沉降监测模块、地面建筑物下沉及倾斜监测模块、地下管线监测模块、桩基托换监测模块、联络通道及泵房施工监测模块、地中垂直位移和水平位移的监测模块、地下水位的监测模块、岩土与隧道结构相互作用监测模块、管片变形监测模块。
(1)地面沉降监测模块，对盾构试验段、a-b区间隧道上部地表均进行沉降观测。
(2)地面建筑物下沉及倾斜监测模块，对隧道施工影响范围以内的所有建筑物及构筑物进行下沉及倾斜监测，以便当建筑物的某一部位或构件变形过大时，迅速采取有效的维修加固措施，确保建筑物结构安全和正常使用。
(3)地下管线监测模块，对隧道施工影响范围内地层不同程度的沉陷，可能回引起地下管线的变形、断裂而直接危及使用安全。因此要对地下管线进行严密监测、确保地下管线的安全和正常使用和地下工程顺利施工。
(4)桩基托换监测模块，在托换桩基过程和盾构掘进到该部位时对下部桩基础和承台进行沉降及倾斜监测。
(5)联络通道及泵房施工监测模块，对a-b区间联络通道和泵房进行地面沉降、拱顶下沉、水平收敛等进行监测。
(6)地中垂直位移和水平位移的监测模块，在离始发井约50米范围的监测试验段内进行该项监测。
(7)地下水位的监测模块，在离始发井约50米范围的监测试验段内进行该项监测。
(8)岩土与隧道结构相互作用监测模块，在离始发井约50米范围的监测试验段内进行该项监测。
(9)管片变形监测模块，在盾构隧道全范围内进行该项监测。
地面沉降监测点，根据隧道埋深和洞身的地质条件，沿隧道中线方向的间距，横断面方向测点间隔为8m，每个监测断面设7个测点。在试验段始发的100米初始掘进段内，监测断面间距为8米，以确定掘进参数和地面沉降的关系曲线。地面沉降监测断面的间距如下表所示：
| 埋置深度 | 间距(m) |
| H＞2B | 20～50 |
| B＜H＜2B | 10～20 |
| H＜B | 10 |
地面建筑物的监测点布设，在隧道施工影响范围内根据沿线地面建筑物的详细调查资料，根据建筑物的历史年限、使用要求以及受施工影响的程度，确定在需保护的建筑物的四角及其他构筑物周围基础上布设监测点，二层以上楼房要布置垂度量测点，有裂缝的建筑物要设裂缝监测点。
地下管线监测点布置，根据地下管线的详细调查资料，在确定受影响的管线上每隔10米布设一个监测点，以测量盾构掘进期间地下管线的变形量。
桩基托换监测，在盾构穿越S市搪瓷厂厂房及i大厦南侧裙房施工部位，下部桩基础及承台板布设桩基托换监测点，上部结构布设地面建筑物监测点。
联络通道及泵房施工监测，为了解通道施工区附近地层变化情况以及对附近建筑物和管线的影响程度，在施工区上部地面布设地表沉降监测点。地表沿隧道的中线纵向每隔5米布设一个观测点，观测范围80米。沿通道中线每隔3米建立一组监测点。
地中垂直位移和水平位移的监测点布置，在试验段和a-b区间离始发井约50米范围的监测试验段内各选取一个断面，在隧道中线顶部地层中布设1个垂直测孔，隧道两侧布置两个测斜孔。
地下水位的监测，在试验段和a-b区间离始发井约50米范围的监测试验段内各选取一个断面，与垂直位移和水平位移测点相应埋设于主断面上，在施工过程中水文地质易变化的区域布设一个水位测孔。
围岩压力测点布设，在试验段和a-b区间离始发井约50米范围的监测试验段内各选取一个断面，与垂直位移和水平位移测点相应埋设于主断面上，在管片与围岩之间，紧贴管片背面布设监测点。
管片变形监测点布设，每10环管片布设一个侧面，每个测面布设5个测点，采用内贴式，不允许破坏管片。
如图2和图3所示，联络通道处根据具体情况每隔8m设一个监测点，每15～30m建立一个监测断面，每个断面上布设10～12个测。对软弱土层、或埋深较浅的区域将加密监测断面和测点。在试验段始发的100米初始掘进段内，监测断面间距为8米，以确定掘进参数和地面沉降的关系曲线。
如图4所示，为了解通道施工区附近地层变化情况以及对附近建筑物和管线的影响程度，在施工区上部地面布设地表沉降监测点。地表沿隧道的中线纵向每隔5米布设一个观测点，观测范围80米。沿通道中线每隔3米建立一组监测点。
如图5所示，在试验段和a-b区间离始发井约50米范围的监测试验段内各选取一个断面，与垂直位移和水平位移测点相应埋设于主断面上，在施工过程中水文地质易变化的区域布设一个水位测孔；在管片与围岩之间，紧贴管片背面布设监测点。
如图6所示，每10环管片布设一个侧面，每个测面布设5个测点，采用内贴式，不允许破坏管片。
如图7所示，监测资料的收集整理和信息反馈，监控量测资料主要包括监测方案、监测数据、监测日记、监测报告、监测会议纪要等。坚持长期的、连续的、定人、定时、定仪器地进行收集资料，用专用表格做好记录，做到签字齐全，用计算机进行整理，绘制各种类型的表格和曲线图，对监测结果进行一致性和相关性分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，及时反馈指导施工。
下面结合实施例对本发明的应用做详细描述：
实施例1，地面沉降监测
盾构机机头前10m和后20m范围每天早晚各观测一次，并随施工进度递进。每次监测保证与上次观测点部分重合，以作比较。范围之外的监测点每周观测一次，直至稳定。当沉降或隆起超过规定限值(-30/+10mm)或变化异常时，加大监测频率和检测范围，及时组织进行异常变形原因分析，有针对性地采取相应措施控制变形。采用NA2002全自动电子水准仪和铟钢尺等高精度仪器进行地表沉降监测。
实施例2，地面建筑物监测
对盾构机机头前10m和后20m范围内的建筑物进行沉降监测，每天早晚各一次，盾构机通过建筑物后每周一次，直至稳定。对危房及四层以上建筑物在进行沉降监测的同时还要进行倾斜测量，有裂缝的建筑物还要进行裂缝监测。采用SOKA全站仪，NA2002全自动电子水准仪和铟钢尺等进行高精度监测。对于重要的建筑物采用自动化记录仪和整理装置。
实施例3，地下管线监测
对盾构机机头前10m和后20m范围内的地下管线进行沉降检测，每天早晚各一次，过去后每周一次，直至稳定。对煤气管道、自来水管道等重要管道的允许变形值将在中标后的管线调查中予以确认。对这些管线应加强监测。采用SOKA全站仪，NA2002全自动电子水准仪和铟钢尺等进行高精度监测。当最大位移值超出最大警戒值时应及时报警，研究对策，加密测量频率，防止意外突发事件，直至采取有效措施。
实施例4，桩基托换监测
盾构机穿越S市搪瓷厂厂房及i大厦南侧裙房时，将对盾构机机头前10m和后20m范围内的桩基和承台板进行沉降监测，每天早晚各一次，盾构通过后每周一次，直至稳定。其中穿越托换桩基破除期间，应增加监测频率(每2小时一次)，及时反馈。采用SOKAⅡ型全站仪，NA2002全自动电子水准仪和铟钢尺等进行高精度监测。
实施例5，联络通道及泵房施工监测
在通道施工期间，其上部地表沉降监测频率初期为每天1～2次，后期每3天量测1～2次；在沉降速率较大时可加密观测次数。通道内部拱顶下沉和水平收敛量测，自通道钢管片打开后每天量测一次。通道拱顶下沉量测采用NA2002全自动电子水准仪，水平位移采用SD-1型数显式收敛计进行量测。
实施例6，地中垂直位移和水平位移的监测
盾构机到达前2天检测一次，盾构机到达时每天检测一次，盾构机通过后每周检测一次，直到稳定。垂直位移采用CJY80型分层沉降仪和沉降管等进行监测，水平位移采用SINCO倾斜测试仪和测斜管进行监测。
实施例7，地下水位的监测
盾构机到达前2天检测一次，盾构机到达时每天检测一次，盾构机通过后每周检测一次，直到稳定。采用水位观测仪及水位观测管进行监测。
实施例8，岩土与隧道结构相互作用监测
在埋设初期每天检测一次，10天后每2天检测一次，一个月后每周检测一次，直到稳定。采用钢弦式压力盒及VW-1型频率接收仪量测。
实施例9，管片变形监测
注浆后3天内每天检测2次，第3～10天内每天监测1次，10天后每2天监测1次，1个月后每周监测1次，直到稳定。采用日本索佳公司生产的SOKAⅡ型全站仪进行监测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统，其特征在于，所述基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统包括：
地面沉降监测模块，对盾构试验段、a-b区间隧道上部地表均进行沉降观测；
地面建筑物下沉及倾斜监测模块，对隧道施工影响范围以内的所有建筑物及构筑物进行下沉及倾斜监测，当建筑物的某一部位或构件变形过大时，采取有效的维修加固措施，确保建筑物结构安全和正常使用；
地下管线监测模块，对隧道施工影响范围内地层不同程度的沉陷，可能回引起地下管线的变形、断裂而直接危及使用安全；
桩基托换监测模块，在托换桩基过程和盾构掘进到该部位时对下部桩基础和承台进行沉降及倾斜监测；
联络通道及泵房施工监测模块，对a-b区间联络通道和泵房进行地面沉降、拱顶下沉、水平收敛进行监测；
地中垂直位移和水平位移的监测模块，在离始发井50米范围的监测试验段内进行该项监测；
地下水位的监测模块，在离始发井约50米范围的监测试验段内进行监测；
岩土与隧道结构相互作用监测模块，在离始发井50米范围的监测试验段内进行该项监测；
管片变形监测模块，在盾构隧道全范围内进行该项监测。
2.如权利要求1所述的基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统，其特征在于，所述地面沉降监测点，根据隧道埋深和洞身的地质条件，沿隧道中线方向的间距，横断面方向测点间隔为8m，每个监测断面设7个测点。对软弱土层、或埋深较浅的区域将加密监测断面和测点；在试验段始发的100米初始掘进段内，监测断面间距为8米，以确定掘进参数和地面沉降的关系曲线。
3.如权利要求1所述的基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统，其特征在于，所述地面建筑物的监测点布设，在隧道施工影响范围内根据沿线地面建筑物的详细调查资料，根据建筑物的历史年限、使用要求以及受施工影响的程度，确定在需保护的建筑物的四角及其他构筑物周围基础上布设监测点，二层以上楼房要布置垂度量测点，有裂缝的建筑物要设裂缝监测点。
4.如权利要求1所述的基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统，其特征在于，所述地下管线监测点布置，根据地下管线的详细调查资料，在确定受影响的管线上每隔10米布设一个监测点，以测量盾构掘进期间地下管线的变形量。
5.如权利要求1所述的基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统，其特征在于，所述桩基托换监测，在盾构穿越S市搪瓷厂厂房及i大厦南侧裙房施工部位，下部桩基础及承台板布设桩基托换监测点，上部结构布设地面建筑物监测点。
6.如权利要求1所述的基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统，其特征在于，所述联络通道及泵房施工监测，为了解通道施工区附近地层变化情况以及对附近建筑物和管线的影响程度，在施工区上部地面布设地表沉降监测点。地表沿隧道的中线纵向每隔5米布设一个观测点，观测范围80米。沿通道中线每隔3米建立一组监测点。
7.如权利要求1所述的基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统，其特征在于，所述地中垂直位移和水平位移的监测点布置，在试验段和a-b区间离始发井约50米范围的监测试验段内各选取一个断面，在隧道中线顶部地层中布设1个垂直测孔，隧道两侧布置两个测斜孔。
8.如权利要求1所述的基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统，其特征在于，所述地下水位的监测，在试验段和a-b区间离始发井约50米范围的监测试验段内各选取一个断面，与垂直位移和水平位移测点相应埋设于主断面上，在施工过程中水文地质易变化的区域布设一个水位测孔。
9.如权利要求1所述的基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统，其特征在于，所述围岩压力测点布设，在试验段和a-b区间离始发井约50米范围的监测试验段内各选取一个断面，与垂直位移和水平位移测点相应埋设于主断面上，在管片与围岩之间，紧贴管片背面布设监测点。
10.如权利要求1所述的基于互联网的地铁隧道施工安全监测系统，其特征在于，所述管片变形监测点布设，每10环管片布设一个侧面，每个测面布设5个测点，采用内贴式，不允许破坏管片。
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