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作者：楊開武單位：北京工業大學機電工程學院

隨著地下交通工程的不斷飛速發展，地下工程施工中的各類安全監測工作日益重要，針對既有交通工程的監控朝自動化控制方向發展，尤其是新舊結構的對接施工，除了新結構施工本身對原有結構產生一定影響之外，還存在對接施工必須對原有結構進行破壞的影響，雙重影響作用，使得整個施工過程中的安全監控工作顯得更為重要，尤其是安全監測工作的時效性與準確性更為突出。文獻針對自動化安全監測自動控制在地下工程穿越既有交通結構工程中的應用進行了研究，但新舊結構對接施工的安全監測未見相關研究，對接施工與一般的下穿工程的特點與難點存在區別，特別是需要對既有結構進行破壞，其破壞過程中的安全監控量測至關重要。筆者根據實際新舊結構對接施工中的安全監測自動控制工程進行了研究，為新舊結構對接工程積累經驗，對類似工程一定的現實意義。

1工程概況

某擬建地鐵車站與既有地鐵車站呈T形換乘。車站總長222.3m，總寬22.7m。車站主體結構分為南段（長89.95m）、北段（長85.55m）。南北兩端為地下雙層雙柱三跨結構，與中間段相連部分為單層箱形結構，中間段為兩個單層馬蹄形單洞斷面，由兩個聯絡通道相連（圖略）既有車站南北換乘通道位于城市主要干道兩側，長度分別為195m和143m，均為平頂直墻和直墻拱斷面結構。擬建車站與既有車站站廳層對接口處的結構采用單跨平頂直墻結構斷面，結構凈空尺寸為6600mm(寬)×2450mm(高)，南北換乘通道與既有結構拱墻開口尺寸為9600mm(寬)×3450mm(高)。

2安全控制要求

2.1關鍵點分析新舊結構對接施工應對原有結構的側墻進行破除，破口處位于邊拱結構的下方，既有結構破除使得結構體的內部應力變化，將引起結構發生變形，并且當變形量過快或超過允許值將發生安全事故。本工程既有結構為運營中的地下軌道交通重要線橋隧工程路，對接施工過程中要求保持正常運營狀態，結合本工程實際情況，要求在對接口破除施工期間，對既有結構的拱頂進行變形監測，本工程的拱頂變形的安全監測要求較高，控制允許值為0.5mm，并且利用自動化監控技術，實現安全監測自動控制的目的。

2.2安全監控技術

2.2.1設備精度精度是測量工作中一個很重要的控制指數，它是精密度與準確度的統一，對于測量設備往往首先要求精密度適用于工程。本工程安全監測要求控制允許值為0.5mm，所以，應選用精度較高的儀器設備，要求儀器設備的精度應達到0.02mm的要求。一般的常規儀器設備精度滿足不了要求，因此應用自動化儀器設備。

2.2.2時效性本工程既有結構為運營中的地下軌道交通重要線路，對接施工過程中要求保持正常運營狀態，對運營期間的安全監測數據反饋要求較高。要求應用自動化技術，實現安全數據即時反饋，根據監測反饋信息，做好信息化施工，有效實施安全控制，當處于緊急狀態下，各方可以做出及時應對措施。

2.2.3監測體系根據本工程的特點，結合安全監控的技術要求等，監測儀器設備采用精度為0.02mm數顯百分表，通過連桿將百分表布置于拱頂位置，對拱頂變形進行監測。自動化技術采用無線傳輸技術，給每一個傳感器設定一個無線傳輸模塊，通過軟件實現無線傳輸，將數顯結果直接傳輸至電腦。

2.3監控流程根據工程實際經驗與相關規范規程要求制定警戒控制標準F，進行三級預警管理。設定：F=實測值/安全控制標準值。Ⅲ級管理：F<0.7時，視為安全，正常持續監測工作。Ⅱ級管理：0.7<F<0.8時，為預警狀態，要引起注意，加強觀測，通知甲方、施工方、管理部門等相關單位。Ⅰ級管理：F＞0.8時，為報警狀態，立即通知各相關參建單位，加強監測工作。當達到Ⅰ級管理時，應啟動應急預案，采取必要的加強監測措施。管理控制流程（圖略）

3監測結果及分析

3.1測點布置測點布置應減少對既有結構的使用影響，在對接開口墻施工中心對稱處布設監測點，拱頂縱向在開洞兩側1倍洞徑范圍內進行布設測點，并不涉及既有車站內占地紅線之外的空間。根據現場實際情況有效調節監測點，共布設拱頂變形監測點11個，測點布置（圖略）

3.2監測結果南對接口施工自2009年5月20開始施工，破除施工于7月26日完成，北對接口施工自2009年6月20日開始施工，破除施工于7月27日完成，自動化監測工作持續一周。監測工作期間的監測結果為：南對接口拱頂沉降累計最大值為-0.17mm；北對接口拱頂沉降累計最大值為-0.16mm；拱頂變形小于控制允許值的35%。對接口破除施工完成根據監測反饋數據，結合現場工程需要，自動化監測工作終止。

3.3結果分析根據歷時曲線對對接口破除施工中的既有結構拱頂變形進行分析。自動化監測數據正確反映了對接口破除施工過程中即有結構的變形狀態，起到了安全監控的作用，南北對接口破除施工過程中，南北對接口施工過程拱頂的監測變形趨勢一致，對即有結構拱頂發生一定的變化，僅小于控制允許值的35%，施工過程中的監測數據變化比較平緩，未發生突變現象。在整個對接口破除施工后期發生的變形較施工前期明顯，施工完成一周之后，監測數據表現整體趨勢穩定。

4結語

（1）自動化技術在地下交通工程新舊結構對接口施工安全監測工作中意義重大，體現了自身高精度、時效快等的優勢；（2）自動化技術監測結果為：南北對接口拱頂沉降累計最大值為-0.17mm，拱頂變形小于控制允許值的35%，施工過程中就有結構狀態安全。