地铁盾构施工引起的地表沉降预警预测分析

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1、第一章绪论1．1研究背景改革开放以来，中国经济取得了长足的发展，各大主要城市的人口不断增加，城市中心圈不断扩大，交通越来越拥堵，地面空间不断被压缩，产生了诸如“北京“‘广州”这样的堵城。最近几年热炒的城镇化更加剧了这一现象的发展。为此决策者们提出了发展地下空间这一思路，并很快被全国各大城市所接受，中国进入了一个地下空间发展的高峰期。自2008年以来，中国汽车工业的迅速崛起，汽车成本不断降低，越来越多的人选择购买私家车出行，使不断恶化的交通情况雪上加霜。为此人们想到发展轨道交通，如北京市为代表的地下铁道和以重庆市为代表的轻轨。由

2、于轻轨在高架桥上运行，速度低，挂载车厢少，导致运力受到很大的制约，无法满足大城市的要求。因此发展地下铁道成了世界上大城市解决交通拥堵问题的最好办法。尤其是2008年以来，国家在基础设施建设方面的投资不断增加，地铁建设进入了一个高峰期。2012年发改委更是批了太原、兰州、乌鲁木齐、石家庄、厦门、常州等新兴城市以及北京、广州、深圳等城市的地铁项目总计7007．7亿元，投资规模为历年之最。地铁建设为一个高风险工程，其投资回报率低，安全风险高，专业性要求高、特种设备多，导致安全事故时有发生，建(构)筑物、管线遭到破坏。如2013年1月

3、28日，广州地铁在建工程6号线文化公园站在建工地附近发生大面积塌陷，导致3栋房屋陷入地下，道路被毁。造成极大的经济损失与政治影响。针对这次事故第三方监测单位的监测报告上并没有产生预警，而广州地铁应急平台通过对数据的分析产生速率预警，但是由于施工方、监理方的不重视而无上报导致悲剧的发生。导致这些事故发生的原因主要有以下几点：(1)地质条件复杂。广州地处广东省中南部，珠江三角洲中北缘，丘陵地带。西江、北江、东江三江汇合处，濒临中国南海，因此地质条件复杂，常被人称为中国的地质博物馆。地铁施工在这样的地质情况下难免发生事故。(2)现场

4、施工人员安全意识不强，施工监测数据造假，导致没有及时预警，及时发现问题。监理也无法核实数据真实性，第三方监测预警信息无法及时传达到管理方。2第一章绪论(3)预警处置制度不完善，第三方监测单位北京城建院的监测数据中累积变形值并无预警，但变形速率已经产生红色预警，这在传统的报表中并没有及时发现。根据大连地铁的经验，连续三天的速率预警往往预示着大的坍塌将要发生。自从新奥法引入中国以来，信息化施工在中国各大城市的地铁建设发挥越来越重要的作用。地下工程施工正在走向信息化施工时代，即在施工期过程中，监测人员将前方地质情况与地表的监测情况及

5、时反馈给施工技术人员，施工技术人员根据反馈的结果不断调整施工方案与参数，确保安全可靠，经济划算。其关键在于实时监测，数据处理，及时回馈，及时修正，真正将施工跟设计联合起来成为动态回馈调整的过程。目前大多的地下工程时刻处于赶工期状态，监测跟施工并没有动态的衔接起来，主动沟通渠道不畅，也没有被动的沟通方式。因此建立基于信息化系统的监测预警系统是迫在眉睫的事情。然国内外城市轨道交通工程施工安全监测与预警技术主要基于经典的变形理论公式与数学模型，由于城市轨道交通工程为地下工程，地质条件复杂，不同的城市地质条件差异大，对周边环境造成的影

6、响也相差很大，传统的基于理论公式与数学模型的预警技术对于不同城市轨道交通工程施工的普适性不强。因此，开展基于实际工程监测数据的“自适应”监测预警技术，提高监测预警的准确性与针对性，是当前城市轨道交通工程施工亟需解决的问题。针对监测预警模型方面，国内外大都是基于数学方法的预警，或者是考虑地质条件、工法条件下经过统计分析方法得到的预测参考值，尚无关于基于实测数据，具有“自适应”功能的预警模型的研究成果；针对城市轨道交通工程施工监测预警信息系统，国内大都是针对监测数据采集、分析与报表管理系统，尚无基于监测预警模型，实现自动预警预测功

7、能的监测预警系统。国家住建部发布了《城市轨道交通安全保障体系研究纲要》，其明确规划了城市轨道交通安全研究的重点：建立和完善安全政策和技术标准体系、轨道交通安全评级体系与方法、建立城市轨道交通安全监测、预警信息管理系统。本课题正是基于以上要求开展研究，分析了盾构施工引起的地表沉降规律、回归了预警模型，研发了适合广州地铁使用的预警预测管理系统。1．2研究意义地铁在岩层内施工，必定造成地层损失，引发地表沉降，进而造成地面建筑物或者管线的变形破坏，从而引发经济纠纷与信访事件的发生。第一章绪论本文提出一种基于信息系统的地表沉降预警预测方

8、法，使工程实际人员能够准确的判定某位置的施工期沉降或者最终沉降，进而采取适当的措施把事故的发生的概率降到最低。管理人员采用与本系统结合的智能终端能够将现场信息与监测信息完美的结合起来，使信息沟通更加畅通。系统业主管理人员利用该可以及时的查看各线路、标段、工点的安全状态，查看预