一、地鐵監測重難點

結合對2號線一期工程設計的綜合分析，圍繞工后狀態監測實施的全過程，包括基準網的建立，數據的采集、傳輸，到監測數據信息的反饋報送、監測過程中各種預警事務及風險事件的跟蹤處置，直至成果的移交，為確保各項工作的有效開展、各個階段的無縫鏈接，我們需要重點針對工后狀態監測實施過程中的重點和難點，加以分析和重點跟進，擬定出具有針對性的監測設計與實施方案、質量服務保障措施和配套的項目組織及資源，全面優質地實現本項目的監測目標。

1.文物區段的監測及巡視工作

本工程涉及的敏感區為豐寧寺和蓮峰書院兩處市級文物保護單位。

（1）概況?

豐寧寺始建于明，清代經康熙五十六年(1717)和嘉慶、同治及民初年間等多次重修，規模頗大。主體建筑由山門、鐘鼓樓、前殿、中殿、香亭及后殿組成。建筑物除鐘鼓樓、香亭為卷棚歇山頂外，余均硬山頂并配以馬鞍式封火山墻，各殿面寬和進深均三間，通面寬13．28米，總面積約750平方米。今寺內原有的“四大金剛”、“觀音”、“十八羅漢”、“韋馱”、“準提佛母”、“關帝”、“十皇”和“三寶佛”等造像及寺內器具已無存，唯建筑物舊貌依然。?

蓮峰書院位于石灣區蓮子崗豐寧寺側，是保存為完好的一間規模較大的古代建筑，蓮峰書院始建于清初，由康熙年間最后一任南海知縣宋瑋召集七堡士紳捐資修建作為七堡內五十四個村莊子弟的封建科舉的教育場所。據《南海顯志》記載：“蓮峰書院在魁崗堡。

（2）保護區劃???

1）豐寧寺?

位于石灣鎮中路，始建于明，清至民國時期多次重修。主體建筑由山門、鐘鼓樓、前殿、中殿、香亭和后殿組成，總面積750?m2，沿中軸線由南向北排列，并依地勢漸次升高，建筑恢弘，巍峨壯麗。建筑構架為抬梁與穿斗式混合結構，硬山頂馬鞍式封火山墻，與城區常見的鍋耳式封火山墻迥然不同，為另一種建筑風格。?

保護范圍：南至鎮中路，包含建筑及其院落范圍。保護范圍為1080.5m2。

建設控制地帶：東至保護范圍約120m，西南到鎮中路道路中線，北距文物保護范圍25m，占地面積11639.09m2。???

2）蓮峰書院?

蓮峰書院位于豐寧寺側，建于清康熙五十七年，嘉慶二十年增建魁星樓，為石灣七堡鄉紳捐建為“倡興文運七堡會課之所”故又稱“七堡蓮峰書院”，后未七堡鄉紳議事所，光緒十年設七堡團練局，為當時石灣政治、軍事、經濟和文化中樞。原建筑由山門、香亭、正殿和魁星樓組成，建筑面積645?m2，今正殿已無存。?

?保護范圍：南至鎮中路，西接豐寧寺，并將東側原有歷史格局范圍納入。保護范圍為3763.15m2。?建設控制地帶：東至保護范圍約8-20m，西南到鎮中路道路中線，南至六巷，北距文物保護范圍35m，占地面積7661.88m2。???

（3）線路與文物保護單位關系?

??豐寧寺與蓮峰書院的建設控制地帶保護范圍重合。?

??線路AK32+288~?AK32+403以隧道穿越豐寧寺建筑控制地帶，穿越長度約115m，距文物保護范圍8m，距豐寧寺建筑10m，工程穿越段隧道埋深26~28m。

（4）影響分析?

工程穿越文物保護單位建設控制地帶，隧道埋深在26~28m，采用盾構法施工，可有效控制施工引起的地面沉降，對文物建筑結構影響較小。?

??工程建成運營后，列車車輪與鋼軌間產生撞擊振動，經軌枕、道床傳至隧道頂，再傳遞至地面，從而可能對周圍環境產生振動影響。

2.水位地質復雜地段現場監測及巡視工作

地下水位的在壓縮層范圍內發生變化時，就會對建筑物的穩定性造成極大的影響。地下水文在壓縮范圍內上升，會導致地基土軟化，使得地基土壓縮性增大，硬度降低，這時建筑物會出現較大下沉或變形破壞現象。變形破壞現象的發生還有可能是地下水位的突然下沉或是土質的不均勻造成的，地下水位在壓縮范圍內下降會導致巖土自重應力增加，引起地基基土的附加沉降。

巖土體的地理性質分為巖土物理和水理兩種其水理性質即是巖土體與地下水相互作用而產生的各種性質。當地下水作用于巖土體時其巖土的強度和形狀則會發生一定的改變從而影響到建筑物的穩定性。

地下水引起的巖土工程危害

（1）地下水位下降引起的巖土工程危害??

導致地下水位降低的原因是多方面的，但是主要由于人為因素造成，例如修建水庫攔截下游地下水的補給、過度集中大量抽取地下水、上游筑壩以及礦床疏干等。人為因素導致地下水下降幅度過大，會引起一系列的環境問題，如誘發地裂、地面塌陷、地面沉降、惡化水質等，而且會進一步破壞巖土體穩定特性，影響建筑物的穩定性，給人們的居住生活環境帶來了巨大的潛在威脅。???

（2）潛水位上升引起的巖土工程危害??

潛水位上升會對巖土工程造成較為不良的影響，如引起土壤沼澤化；增加了地下水對建筑物的腐蝕性；導致巖土體滑移、崩塌；降低巖土體強度，破壞巖土體結構；引起粉細砂及粉土飽和液化等現象。因此，在實際勘察工作中，需要全面深入看待潛水位上升引起的系列巖土工程危害，防范于未然。??

?（3）地下水位頻繁升降引起的巖土工程危害??

??地下水的升降頻繁變化會導致膨脹性巖土發生不均勻的脹縮變形。當地下水升降變化頻繁，這不但會引起巖土膨脹收縮變形活動的頻繁變動，而且還會導致巖土膨脹收縮幅度脫離常態變動范圍，導致地裂形成，進而對建筑物，尤其是輕型建筑物造成致命破壞。由于地下水的頻繁交替變動，會逐漸淋失土層中的鐵、鋁成分，造成土質松散，含水量孔隙比擴大，壓縮模量、承載力下降，這對后續的工程基礎處理及選擇會產生較大的麻煩。

3.沿線存在不良地質條件

本工程沿線均有不同程度的填土層、砂層且沿線地下水極為豐富，這對地鐵工程而言，屬于非常不利的地質條件。對于類似的復雜地質條件，應在監測過程中針對性開展總結該類巖土體在施工工后變形規律，并加強分析，不斷豐富完善該種地質條件下施工工后周邊巖土體及自身支護體系的變形控制。

場區存在地下水，這對明挖基坑、盾構區間而言均為不良地質條件。明挖基坑，如砂卵石層的地下水疏干效果不好會造成樁間土失穩，而該層顆粒膠結弱，透水性強，力學性質較差，易在開挖影響下造成松散和坍塌，也可能會在地下水的滲透作用下產生潛蝕，造成流砂、坍塌現象。對于區間隧道盾構隧道長距離主要穿越有水砂、卵石地層也是技術難點，因此區間地質條件相對不利，易受施工工后擾動，將變形標準嚴格的周邊環境控制在允許范圍內難度較大。

對于地鐵施工工后過程中遇到的不良地質條件，對工后狀態監測的實施造成一定影響。一方面對監測點埋設的要求更為嚴格（以地表、管線監測點為例，較厚的填土層對其監測點的埋設深度要求其能夠深達反映實際待測對象的穩定地層且達到凍土線以下），需要結合地面表層的結構進行布置相應的監測點。另一方面也對監測實施過程中監測數據所反映出的巖土體變形特性的分析造成影響，尤其是局部、小范圍的不良地質區段。因為通過監測數據的客觀反映，才能歸納類似地層條件對施工工后干擾的敏感程度，進一步探尋工程對巖土體、自身支護體系以及周邊環境的相互作用機理，才能達到數據信息及時反饋并指導運營階段保護措施，但局部的不良地質條件、小區域力學性質較差的區段，尤其是位于繁華城區，結合施工工后措施的局限性，往往加大對變形控制的難度，并延遲對監測反饋和指導的實效作用，使施工工后、工后、運營期的監測的動態結合、動態調整受到限制。

4.沿線環境風險集中

本線路大部位于城市繁華路段，市政道路及路下敷設管線分布密集，建（構）筑物眾多，道路下分布多條市政帶壓管線，風險范圍較大，構成了連續穿越風險群的復雜條件，對于施工工后控制具有一定的難度，也對風險監測提出了更高的要求。

需要重點說明的是，本線路（或）包含明挖法、盾構法不同的環境狀態對地鐵工程施工工后提出的要求也不同，施工工后所需要采取的方案和措施也需要隨之進行調整，而不同的工法對周邊環境產生的影響范圍、強度和變形規律也存在差異，因此，其復雜的環境條件直接決定了監測的項目、對象、技術方法的多變性，也造成了本工程監測需要根據現場條件靈活采用多種監測手段進行實施。

5.面對不同類型結構物狀態的監測

（1）明挖車站

一般地鐵工程明（蓋）挖法車站主體基坑及部分盾構井開挖深度較大，可能屬于深大基坑，相對于淺基坑而言，圍護結構的變形幅度更大，工后控制也增加了一定難度，工后形變值較大，對于地下水位的影響、周邊土體的橫向位移及深層水平位移影響較為突出，因此，工作此區段的狀態監測應重點關注水平位移的累積變化情況。

（2）盾構區間

盾構區間工后過程中（尤其是始發、到達期間），應隨著盾構推進及時監測刀盤前方和盾尾后方一定范圍內的地表及管線等周邊環境監測，因此監測過程中必須注意盾構法與明（蓋）挖法、暗挖法工點在時效性上的不同，在盾構施工工后后的隧道區間的收斂現象加強、加密監測。

6.變形控制網穩定性監測

2號線路總長約 32.4km，其中地下段 25.3km，高架段 6.4km，過渡段 0.7km，線路較長，變形監測控制網是取得可靠變形數據的關鍵基礎，而建立穩定的基點是保證變形控制網安全穩定的基本保證。

基點的選位是沿線各車站、區間的關鍵，由于本工程線路較大、規模巨大且工期長，從保證觀測基點基本不變性的角度，除基點應達到相對穩定的巖土層或經確認沉降基本為零的既有建筑物外，與觀測對象必須保持足夠的距離，故基點應首選在場地地塊之外。然而，本工程場地規模的巨大、線路總長32.4km，場地范圍以內及周邊可能陸續建造主體、附屬結構并分期規劃多個項目，基點的選位不僅涉及本場地建設期間的長期穩定，還應規避鄰近工程地基變形引發基點附加沉降的影響。

因此，若考慮將基點設置在場地及沿線附近范圍內，將不可避免受到一定干擾，進而影響整個變形控制網的穩定，若將基點設置在距離場區較遠的范圍，基點的埋設需要得到場地相關部門的許可，且長期穩定性很難保證，基點的保護難度極大。

有鑒于此，無論是考慮本工程主體、多個附屬結構先后施工可能產生的相互影響問題，還是各監測項目本身信息化施工和設計驗證的需要，選擇合適的基點位置并保證其長期有效則影響本工程開展的關鍵問題，需要綜合考慮。

另外工期較長，很容易發生對各類監測點或裝置的損壞，造成監測數據的缺失間斷，對工程的安全風險管控造成盲區和空白，給相關工作造成損失，因此對于變形控制網的長期穩定、各類監測點的長期有效及保護都應嚴格執行相應的規章制度，確保監測工作的基礎保障在制度管理和過程的監督上卓有成效。

二、應對措施

1.建立正確的監測理念

監測信息的變化是反映監測目標體的綜合變形軌跡，其變化規律具有顯著的非線性、模糊性和不確定性等特點，因此監測工作不是簡單的現場測試，而是集現場監測、現場巡視、巖土工程分析評價、風險管理、綜合評估等多專業集成的持續管控理念，實時動態掌控工程變形信息，敏銳撲捉監測和巡視中的異常現象，快速進行綜合分析和評價，及時進行信息反饋和預警處置，準確有效判斷工程的安全風險狀態，確保監控信息綠色暢通。

2.構建完善的質量保障體系

針對佛山市地鐵2號線一期工程，構建全面的質量保障體系，目標明確、職責清晰、措施合理、制度完善，保障體系涵蓋了監測設計、實施，強化了監測實施過程中各個環節對質量的控制和保障，建立了層級分工明確的審核和審查制度，制定了嚴格的檢查和管理規定，奉行“執行前先交底、核實后再確定”的嚴謹工作程序，確保各項工作的開展流暢有序，力爭打造質量可靠的品質工程。

3.建立專業的監測項目管理團隊

有效的地鐵工程工后狀態監測工作必須充分了解工程的設計及施工工后特點，我公司能夠較為深入的認識工程地質條件，并明確結構設計的本質及其在施工工后不同階段、不同工序和工藝對結構受力、變形的控制影響，充分認識并領會結構體系的設計及施工工后特點；通過承擔其他線別的地鐵工后狀態監測任務，與項目參建各方形成有力的工作協作配合關系，可以保持高效、充分溝通，熟練實施監測、巡視及安全風險咨詢管理，能夠隨時響應現場條件的變化，確保各項保護措施的現場落地。

為了有效開展本項目安全風險監測工作，我公司高度重視本工程的工后狀態監測工作，并將設立風險咨詢服務部，由巖土工程、地下工程、工程測量等專業技術人員組成，專業結構齊全，經驗豐富，同時由公司總工、副總工組成我公司的工后狀態監測項目部的專家技術顧問組，在本項目監測過程中參與技術指導和咨詢服務，并由北京地鐵多條線路監測的團隊全程參與本工程的工后狀態監測工作。確保團隊組織專業齊全，設備先進，全程有效開展相關監測、風險評估及預警處置工作。

基于多專業融合的項目管理隊伍，公司主管領導構成的顧問團隊，深刻認識結構體系的特點，豐富監測內容，整合團隊優勢，打造優質服務和精品工程。

4.建立穩定的變形觀測控制網

充分發揮我公司在周邊開展類似工程建立的觀測控制網，以目前既有工程深埋基點為基礎，充分評估其長期穩定性。在以施工工后單位埋設的深埋基點為控制點的基礎上，結合既有深埋基點，與現場工作基點、變形點共同組成穩定的變形觀測控制網，多重保障本工程基準控制網的長期穩定。

5.建立規范的監測安設手冊及監測點保護制度

我公司長期開展監測工作，對于各類型監測儀器設備的安設，形成了一套完整的作業指導書，圖文細致詳盡闡述了儀器設備的安設方法及步驟，安設要點及注意事項。本工程將在既有指導書的基礎上，補充監測點安設時機的有關要求，提出結合施工工后狀態，充分考慮其安設時機及工程節點，進一步明確并有力執行監測點的規范安設對后期監測穩定的基本保障措施。如現場監測點安設及后期保護需要（本工程由施工工后單位承擔監測點安設及保護主體責任），相關監測安設及監測點保護制度將可用于工程各車站、區間，并提供現場安設技術指導。

另外，我公司長期形成了整套有效的監測點保護和管理制度，及時發現和識別人為破壞現象，對監測點（傳感器及配套設備、輔材等）建立醒目的標示，同相關參建單位建立有效的溝通機制，全面有效的保護監測點成活率。同時，我公司建立了不同破壞類型的儀器數據修復技術，將對破壞點數據進行有效修正，最大程度地降低監測點破壞對數據不連續的影響。

6.非接觸測量等非常規監測手段的投入和應用

目前在地鐵工后狀態監測過程中，對道路地表進行監測仍主要采用常規的水準測量方法。水準測量方法是傳統的沉降監測技術，是目前國內外地面沉降測量中最主要也是最基本的方法，該方法具有精度高、成果可靠、操作簡便等優點，但水準測量方法自動化程度低、效率低，特別是進行道路地表沉降監測時需要進行封路措施，并需要監測人員到達監測點才能進行，不僅對路面交通正常運行帶來極大影響，也對作業人員自身安全帶來極大威脅等特點。

近年來隨著軌道交通建設量的加大，涉及到穿越既有高速路、城市快速路等情況越來越多，由于高速路、城市快速路車流量大、車速快，造成監測人員無法上路進行沉降變形監測，因而其在穿越過程中道路安全就無法得到保障。基于上述原因，結合佛山市地鐵2號線一期工程工程02合同段工后狀態監測過程中穿越的城市環路的變形監測需求，針對行車量較大的道路（將根據具體的工后狀態監測設計要求，對擬實施監測采用測量機器人或三維激光掃描技術進行道路的沉降變形監測。

三維激光掃描測量技術是測繪領域一項新興的測量方法，它利用三維激光掃描儀獲取被測量物體的表面各點的空間三維坐標，然后用這些點的坐標數據重構出被測量的物體的三維模型，是一種高精度的全自動測量技術。三維激光掃描技術被譽為是繼GPS之后的又一項測繪新技術，近些年已經在測繪領域迅速的普及開來。以前的測量方式（包括以水準儀、全站儀等為主要儀器的傳統測量技術和GPS 測量技術）全部是單點采集數據，獲取的是單點數據，而三維激光掃描儀在測量時不需要棱鏡和水準尺等合作目標，可以高自動化、快速、精確、大面積的獲取被測量物體表面密集點的三維坐標數據，即測量結果是表示實體特征的“點云”數據（Point Clouds），從而使傳統的“點測量”方式變成了“形測量”方式。

三維激光掃描技術具有如下優點：自動化程度高、獲取數據速度快、精度高、能全天候工作；測量結果為數字化結果，容易儲存、傳輸、處理等。它的工作時不斷獲取空間點的三維坐標的過程，通過由無數個空間點所組成的點云圖來表達三維掃描測量系統對被測物體的精確測量結果。

佛山市地鐵2號線一期工程工后狀態監測工程，我們將適時研究利用三維激光掃描采用非接觸測量模式進行本合同段上述無法實施上路監測的環路路面沉降變形監測。

7.加強監測信息采集、處理及反饋的及時有效性

監測信息的采集、處理及反饋是工后狀態監測工作流暢性、有效性的直接體現，也是工后狀態監測動態管理的關鍵所在。合理有序的開展工后狀態監測，其監測數據信息不僅作為工程驗證，也不僅為工程資料完整性服務，而是切實將工程施工工后的風險性以一定的監測手段，獲取定量指標、定性描述的綜合呈現，并緊密結合工程施工工后，指導工程施工工后。

因此，工后狀態監測實施的過程中，我們充分注意監測信息從采集、處理，到傳遞、反饋的程序性和時效性，并嚴格執行監測信息的客觀獨立的基本要求，實現第一手監測數據即時上傳信息平臺的功能，并對監測數據、巡視信息、預警信息實行全方位、多角度的跟蹤處理，確保工后狀態監測的實施質量與效率先進、技術與執行到位，充分發揮工后狀態監測有序、規范的管理，為北京地鐵建設的安全風險管理提供安全保障。

8.充分重視現場監測和巡視監測的有機結合

監測過程中，充分重視巡視監測的重要性，項目部將配備具有豐富的工程勘察、巖土、結構等經驗的專業人員開展現場巡視監測工作，建立完整的巡視監測工作記錄，及時識別工程在施工工后出現的各種異常現象，并能結合監測數據信及時分析和判斷異常現象的形成原因、可能的發展情況，全面掌控工程自身及其周邊的安全風險現象。

對于線路范圍內存在的上述不良地質區段及可能遇到的其他區段，在正式開展工后狀態監測之前仔細分析沿線的工程地質條件和水文地質條件，評估可能發生的主要地質工程問題，在施工工后關鍵時期和區段內加強綜合變形監測和現場巡視工作，根據沿線影響區段的建（構）筑物、地面等變形情況綜合分析，必要時對地面開展以探地雷達方法為主的不良地質探測工作。

9.加強安全風險綜合咨詢和分析評估

有效的安全風險監測工作必須充分了解建設場地的工程地質條件對工程圍護結構的影響，我公司充分認識勘察、設計、工后狀態監測多專業的融合和相輔相成，能夠較為深入的認識工程結構設計的本質及其在施工工后結構受力、變形，在深入分析的基礎上，預測工程工后可能發生的風險情況，據此制定針對性監測實施方案，掌控風險關鍵，加強風險監測和趨勢研判，真正做到風險管理工作前移，制定充分的風險控制措施。

通過同類及類似工程經驗，我公司在承擔的監測工作中建立了一套針對性較強的監測及巡視手段，將監測數據與工程施工工后情況結合分析，將監測、巡視結果及時反饋至相關單位，視工程具體情況適時加密現場監測和巡視頻率，為工后和安全風險決策提供參考依據，切實起到最大限度規避風險的作用。

10.加強與參建各方的聯系機制

協助建設單位建立參見各方的風險監控管理工作組織機構，在施工工后，針對安全風險監控管理體系運行中的各項工作，根據建設單位的要求進行組織管理，指派專人與參建各方建立長期固定的溝通機制，負責跟蹤、完善工后狀態監測管理與咨詢模式下的風險準確預判、隱患及時消除、問題有效處置和事務有序處理，切實實現安全風險管理工作與過程控制的動態調整和完善。