城市地下空间支护结构变形监测1前言地下空间作为城市的重要资源，在发达国家得到了多方面的应用，随着我国经济的快速发展，城市地下空间的开发利用已经受到广泛重视，城市地下工程的兴建已经成为一种趋势。就地下铁路来看，我国从年开始修建地下铁道，至今已有北京、天津、上海、广州、深圳、南京等大城市建成部分地铁，目前地铁建设已步人快速发展阶段。然而，在地铁施工及运营过程中由于地层沉降等原因引起的人员伤亡、财产损失及环境破坏的问题也在频频发生。如年杭州地铁一号线坍塌事故造成人死亡，直接经济损失亿元人民币；年北京市海淀南路的地铁号线工程苏州街车站东南出入口发生塌方事故导致名施工者被埋等。我国各地区地质条件多样且十分复杂，修建地下空间除了需要详细而又准确的地质勘察和精密的设计之外，在施工过程中还要能及时处理遇到的各种难点问题和突发事件。信息科技的迅速发展，使得工程与信息技术相合，通过采用合理的监测措施可以使施工及运营期间工程出现事故的风险降至最低。2监测手段适用于城市地下空间的监测手段可概分为直接几何方法、间接几何方法和物理方法，见表。其中间接法中的巴赛特收敛系统（）早期使用于矿山采矿坑道掘进的安全监测，由于一些地铁开挖与采矿坑道掘进类似，巴赛特收敛系统被延用于地铁隧道的安全监测中。巴赛特收敛系统由三大部分组成：•数据量测部分，包括若干组长、短杆件互相连接的电介质（）倾角传感器；•数据采集部分，包括数据采集控制器和计算机；•数据处理部分，包括采集控制、标定、计算分析与可视化软件等。巴赛特收敛系统的一个突出优点是可在现场无人值守的情况下长期自动工作，另一特点是防潮防湿、抗电气干扰，此外，它能在烟雾条件下工作，对环境具有良好的适应能力。该系统用于测量隧道的收敛变形，要确定隧道的实际位移向量，必须与控制点资料相结合。由于传感器的制造及采集系统的开发等技术已监测方法分监测技术方仪器设主要监测目国内应用工程实电水平尺和数据自动上海东方路地铁电水平尺系统精密沉集纽直接几何自动化实时三维监测系全站仪、地铁隧道变形与形广州地铁一号线边路全站仪收敛变形系地下空间变形与形上海地铁一号传感器、数据自动采集地下隧道变形上海人民广场地间接几何器及数据处理形枢纽数字化摄影测量技立体坐标量测系地下空间变形与形广东某隧道工地震反射探超前地质预报系施工超前异体探石牙山隧地质雷达探地质雷施工超前异体探晴隆隧经比较成熟，该类监测技术已经被广泛用于国内的各工程实践中，本次所介绍的远程实时监测预警系统也源于对巴赛特收敛系统的借鉴。表监测手段概览线调制解调器全站仪、数据自动采集巴赛特收敛系统物理方法工程安全监测项目种类很多，具体到每个工程根据其工程类型、场地地质和施工情况监测项目有所不同。按监测物理量的类型一般可以分为变形监测（包括水平位移、竖直位移、挠度变形等）、应力应变监测、渗流监测、温度监测和动态监测等。按监测变量分为原因量和效应量监测。原因量即环境参量，由于它们的变化引起建筑物性态的变化；效应量是构筑物对原因量变化而产生的响应。表列举了一些常规情况下的监测项目。针对具体工程可以通过数值模拟等方式选择结构中的危险点进行监测。3实时监测预警系统结构及流程3.1系统构成在工程的安全监测中，及时收集和分析现场的监测数据是非常重要的。为了实现在任何时间甚至任何地点都可以对监测点进行数据采集，并根据分析的要求决定是否预警，组建远程实时监测预警系统建立是切实可行的措施，根据其运行特点可以将它分为以下几部分组成，如图所示。监测类型监测项目监测目的采用仪器备注环境因素大气条件气压计、雨量计温度、气压、降水爆破了解爆破对围岩和支护结构的影响速度计、加速度计地下地表围岩内部位移和变形监测围岩内部位移（水平和轴向）和松动区范围多点位移计，钻孔测斜仪，滑动测微计，测量机器人等地下地表表面位移围岩表面位移（收敛，拱顶下沉，仰拱隆起）收敛计，全站仪，水准仪，近景摄影测量含收敛计测得的相对位移、全站仪测得的三维绝对位移地下地表应力应变岩体应力、支护结构应力应变计、...
