地铁盾构隧道施工江底沉降监测技术

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1、地铁盾构隧道施工江底沉降监测技术地铁盾构隧道施工江底沉降监测技术:崔晓李伟9文章编号:1672—7479（2012）01—0009—03地铁盾构隧道施工江底沉降监测技术崔晓李伟（1冲铁隧道勘测设计院有限公司，天津3001332杭州市地铁集团有限责任公司,浙江杭州310026）SettlementObservationTechnoIogytoRiverBottomDuringMetroConstructionwithShieldMethodcuiXiaoLiWei.摘要根据盾构推进的特点和对水上同步监测的要求,采用高精度实时定位（RTK技术），在导

2、航计算机系统的控制下，监测船低速走航式工作，实时连续记录水深及位置，实时船姿补偿，同步潮位和声速改正,最终换算成测点高程，作为江底地形数据•使用MicroStation进行DEM建模,提取出轴线上方的监测点，并最终制作成水域监测曲线成果报表.关键词盾构隧道江底沉降监测措施屮图分类号:U456.3文献标识码:B1工程概况杭州地铁1号线工程滨江站一富春路站区间隧道穿越钱塘江防汛墙和钱塘江，盾构穿越长度约1343m.隧道盾构推进到越江段时,其隧道上部覆土深度变小，如果距江底太近，容易发生江水下渗风险•本工程盾构越江段覆土深度在18m以上.为及时了解盾构

3、推进过程中江底的变化情况，确保安全穿越,对越江段的水域江底地形变形监测具有重要的意义.钱塘江闻堰以下的河段，水流经过杭州市区至澈浦注入杭州湾，河口呈巨大的喇叭形.由于杭州湾宽度自外向里急剧收缩，潮差沿程递增，澈浦潮差比海口增大约一倍，平均潮差达5.58m,最大潮差8.93m,澈浦潮平均流量达到19.5万m/s,潮波向西传播时由于河床沿程抬高，潮波迅速破裂变形，到尖山附近形成举世闻名的钱江涌潮•潮头高度在海宁盐官一八堡一带通常可达1〜2m,最大吋3m以上，涌潮传播速度为5一7m/s.根据上述水域水流的情况，要做好江底变形监测，主要的技术难点为:①减

4、小潮汐对监测的影响;②尽可收稿日期:2011—11—20第一作者简介:崔晓(1979—)，男,2002年毕业于信息工程大学测绘学院工程测量专业，工程师.能的降低由于大风，江流等所形成的涌浪对监测船姿态的影响;③通过对平均声速的改止,提高测深的精度;④采用相位载波差分技术(RTK)进行坐标导航及实吋水位验潮，确保所测高程为轴线上方，确保其潮位验潮的及时1生;⑤在实际监测中,监测船无法十分准确地走在轴线上方，常会偏离轴线,所测得的高程也就并非是轴线上方的高程，所以需要采用DEM建模，求得其轴线上方的真正高程.另外，在钱塘江上，容易受到人风,雾雷电，涌

5、潮等因素的影响，主航道航行船舶密集也是影响水上监测工作正常有序进行的重要因素，不容忽视.2主要技术难点的解决办法2.1针对潮汐影响采取的措施将测深系统和GPS系统结合起来，将GPS和声纳固定在”固定杆”的两端，安装在船的一侧(如有开孔，则可安装在监测船的开孔处).用GPS测得声纳底部的高程，减去使用声纳测出的水深，即可获得水底高程.这样做的好处是，船在航行时，在涨潮和落潮时以及在江流的作用下，所导致的船只轻微摇晃,GPS亦会随着测量船的起伏变化而变化.随着水而的不断变化，而GPS测得的声纳底部高程在同时间内发生变化,结合声纳测得的水深则可成10铁

6、道勘察2012年第1期功测得江底的高程.2.2针对声速影响采取的措施(1)在实际监测工作中,对小于15m水深，流速不大的水域采用比对的办法进行声速改正•即使用测深板测得某位置的实际水深，再使用声纳测得该位置的水深，如果两者相差，则调整声纳的声速，直到测出正确水深为止.(1)采用1998版《海道测量规范》计算声速公式O1449.2+4.6T—0.055+0.00029+(1.34—0.01T)(S一35)+0.017D式中,C为声速/(m/s);T为温度/°C;S为盐度Il%c;D为深度/m.通过计算声纳在不同水域的声速,从而求得平均声速.(2)使

7、用美国Odom公司的DigidarPro声速剖面仪进行声速测量.该系采用”环鸣”法进行声速测量，能够自动补偿海水的温度和盐度所造成的误差.该设备声速分辨率为0.1m/s,声速精度0.3m/s,采样速率1OH乙2.3采用RTK实时验潮技术使用美国Tfimble5700GPS进行水上三维动态测量•该仪器精度高，工作稳定，并能给测深系统提供优异的位置导航.该仪器RTK方式精度:水平lem+lX10〜D,垂直2em+l~10〜D.在实际作业中，为方便求得高程界常，一般的作业方法是:使用GPS测量已知点A,然后测量所要测量点B,这时可以获得一个差值,设这个

8、差值为z,则有Z=H84一日由此可得点的似大地水准面高程H=H84.・Z,此种简单的办法只能在小范围内使用（如图1所示）.图1GPSRT