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1、运营期地铁隧道结构变形监测探讨摘要：木文分析了运营期地铁隧道结构变形监测内容和测点布设，从地铁隧道监测处标系和基准点的确定及地铁隧道监测成果的取得阐述了运营期地铁隧道结构变形监测。关键词:地铁，运营期；隧道结构；变形监测1运营期地铁隧道结构变形监测内容和测点布设1.1监测内容(1)隧道三维结构变形；(2)隧道中心轴线变形；(3)隧道垂直位移；(4)隧道横向水平位移；(5)隧道收敛变形；(6)隧道水平倾斜；(7)隧道接缝平均张开度变形。1・2测点布设(1)测点分基准点、工作基准点、测站点、变形点和检验点5类
2、。首先建立一个本文的示例。设在隧道长度方向变形源的长度为150m,变形源中心深度15m,推算在隧道长度方向变形源影响区域的长度约为240叽测站距变形源影响区域边缘24m,测站距车站控制基准点300m,在一半的距离150m处设立工作基准点，则各类测点的布设。a.在车站隧道布设3个基准点JI,J2,J3Ob.测站点CZ布设在变形源影响区域Z外，是全站仪的强制对屮安置点。c.工作基准点GJ1,GJ2是测站工作的后视定向点和高程、平面控制的传递点。d・变形点布设在变形源影响区域。本例中，在一个隧道环片上布设4个变
3、形点,4个变形点的位置为隧道坏片圆内接正四边形的四个端点。每隔10环布设一个断面，共布设21个隧道环片。测点编号，第i个环片为CiA,CiB,CiC,CiDo同一隧道环片上布设的4个变形点近似地被认为是处于同一横断面（可以在测点布设时尽量做到），所引起的对监测结果的误差影响在实际的工程监测实例屮通常被忽略不计，故同一隧道坏片上的测点布置等同于同一隧道横断面上的测点布置。木文示例的横断面均为从测站面对观测点方向所视的横断面。隧道横断面变形点布置如图1所示。图1横断面变形点布置示意图e・本例屮，检验点是在距最
4、后一个观测点断血24m远的位置，布设4个检验点，测点编号为CJA,CJB,CJC,CJD,用来检验变形点的测量精度和可靠性。本文的测点布置示例只是为了说明监测方法的要义，根据不同的实际监测案例，可按实际需要设定变形点横断面距离间隔，以符合特定的监测需耍。(1)观测点和检验点都采用标准棱镜作为观测标志，固定在隧道管片±o(2)仪器安置在测站点，固定在作为观测台的带有强制对屮盘的钢架上,钢架采用膨胀螺丝固定在隧道管片上。(3)基准点和工作基准点都像测站点一样，布设成带有强制对中盘的观测台，既可放置仪器又可安装
5、棱镜。2地铁隧道监测坐标系和基准点的确定2.1三维直角坐标系设定坐标系设置为自定义的三维直角坐标系。将测站点CZ到检验点CJA的连线的投影作为平面北(N)坐标轴，通过CZ点与北坐标轴成90°方位角的为平面东(E)坐标轴，通过CZ点与N,E坐标轴所在平面垂直的为表示高程的Z轴。2.2基准点、工作基准点和测站点处标的测定在变形源影响起作用前，将仪器架于测站点CZ,设CZ点的坐标为(0,0,0),二测回精确测出工作基准点GJ1,GJ2的三维坐标。再将仪器分别置于GJ1和GJ2,以CZ点为后视，二测回精确测出基准
6、点JI,J2和J3的坐标为(NJ1,EJI,ZJ1)、(NJ2,EJ2,ZJ2)和(町3,EJ3,ZJ3)。3地铁隧道监测成果的取得3.1初始值和三维结构变形在变形源影响起作用前，将仪器置于测站点CZ,分别以GJ1和GJ2为后视点，二测冋对所有的变形观测点和检验点进行二次自动观测，取二次观测的平均值即是这些点的首期观测坐标，也就是变形观测的初始值。在变形源影响起作用后，将仪器置于测站点CZ,以GJ1为后视点（GJ2为备用点)，二测回对所有的变形观测点进行口动观测，取得观测坐标。设有kl,k2二期观测，测得
7、CiA变形点的三维坐标为：CiA[(NCiA(kl),ECiA(kl),ZCiA(kl)],CiA[(NCiA(k2),ECiA(k2),ZCiA(k2)],i二l,2,⋯,n。n为变形点所在的横断面数量。本文示例的变形点横断面数量为21。令:DNCiA(kl,k2)=NCiA(k2)-NCiA(kl),DECiA(kl,k2)=ECiA(k2)-ECiA(kl),DZCiA(kl,k2)=ZCiA(k2)-ZCiA(kl),i=l,2,⋯,no则朋标变化量为:CiA[DNCiA(
8、kl,k2),DECiA(kl,k2),DZCiA(kl,k2)]。同理可得：CiB[DNCiB(kl,k2),DECiB(kl,k2),DZCiB(kl,k2)J,CiC[DNCiC(kl,k2),DECiC(kl,k2),DZCiC(kl,k2)],CiD[DNCiD(kl,k2),DECiD(kl,k2),DZCiD(kl,k2)],i=l,2,⋯,n(l)式(1)反映了隧道在kl,k2两期之间的三维结构变形
