大家城軌交通工程在運營期間,主體結構普遍存在變形的問題,有必要對（duì）主體結構變形進行（háng）監測,動態掌握結構變形情況。選擇代表性部位進行沉降（jiàng）、水平位移、收斂（liǎn）等變形監（jiān）測,對變形較大（dà）的地段及時采取適當的補救措施,確保運（yùn）營安全,對保障安全運營是非常必要的,相關部門應引起足（zú）夠的重視。 目前國內已經有很多條（tiáo）城市（shì）軌道交通線路(簡稱“城軌”或“地鐵”)建成運營,通過對天津、上海、北京等（děng）城市的一些已運營的線路（lù）調查研究發現, 在建設過程和運營期間,其隧道、高（gāo）架橋、U型結構、路基擋牆等主體結構均有變形發生,從（cóng）而引起線路沉降、軌道變形,嚴重時則（zé）影響城軌的（de）運營安全。為了及時掌握地鐵主體結構的（de）變形情況,及時消除安全隱患,在運營期（qī）間,對主體結（jié）構采取適宜的變形監測是非常必要的,根據變形監測情況（kuàng）,及時提出整治方案,以保障城軌的運營安全。 1 地鐵的主體結（jié）構（gòu）監測的必（bì）要性 1. 1 地鐵結構隨（suí）地（dì）層的隆沉引起變化 城軌建設（shè）過程中主體結構的變化主要隨地（dì）層隆沉而變化。比如天津市地（dì）處衝積平原地區,局部有軟（ruǎn）土層（céng）和地震（zhèn）液化層,整體沉降量較大。天津（jīn）地鐵1號線工程新建地下段采用明挖或盾構法（fǎ）施工,存在圍護結（jié）構施工、因降（jiàng）水引起地下水位變（biàn）化及基坑開挖過程會產生基底土卸載,造成坑底隆沉;主體（tǐ）構築、覆土回填（tián）會重新給基底土（tǔ）施加荷載,造成地基的隆（lóng）沉;而主體結構竣工後地下水位的變化會（huì）對結構產生浮（fú）力,減少（shǎo）結（jié）構（gòu）沉降的趨勢,浮力（lì）過大時會造成結構上浮。 城軌（guǐ）工程（chéng）結構本身由於地基的變形及內部應力、外部荷載的變化而產生結構（gòu）變形和沉降。如結構變形和沉（chén）降超過允許值,將會對城軌的運營造成影響（xiǎng）, 甚至會造成運營中斷。對結構進（jìn）行監測,了解變形情（qíng）況,分析變形原因並采取有效措施,對於（yú）預防事故、保證（zhèng）城軌的正常運營是非常重要的。 施工期間除在基坑開挖、主（zhǔ）體結（jié）構構築過程中需（xū）對地麵進行監測外,還要對（duì）周邊建築物、地下水位變化進行監測,實踐證明這些監（jiān）測項目都（dōu）在發生不均勻的沉降變化（huà）。如天津市從1923年開始,隨著地下水的開發,地麵沉降一（yī）直在發展,初期（qī）年（nián）沉降僅幾個毫米。解（jiě）放後（hòu）隨著工農（nóng）業的（de）發展,地下水開采量逐（zhú）漸增加,地麵沉降越來越嚴重, 1959—2000年最大累計沉降值已達2. 85m。天津地鐵沿線途徑河北區小王莊京津橋（qiáo）累計（jì）沉降量2. 0～2. 5 m 的麵積已達37 km2。 綜上所述,地鐵在施工及運（yùn）營期間對主體結構（gòu）進行監測是十分必要的。 1. 2 不同的線路敷設形（xíng）式存在結構變形差（chà）異 城軌工程呈線狀分布,分布範圍較（jiào）長,整個工程範圍內由（yóu）於線路敷設形式不同有可能存在著不均勻沉降的問題。 一（yī）條城軌線一般包含地下（xià）線、高架線和地麵線等不同的線路敷（fū）設形式,如圖1所示。地下結構有采用盾構施工的圓形隧道、明挖施工的矩形結構及暗（àn）挖施（shī）工的馬蹄形結構,高架部分有連續梁、簡支（zhī）梁、鋼混結合梁等不同的結構形（xíng）式,地麵線路基部分有填土（tǔ）、挖方等情況,不同結構形式變形複雜,各分體結構存在差異變形,需要及時了解全線各部位特別是銜接處的變形情況。 1. 3 既有線與新建工程存在結構變形差異 個別地鐵項目存在（zài）既有線改造的情（qíng）況,隨著城市規模和經濟水平的快速發展,早期建設的地鐵已經不能滿足現代生活的需要,需要從規模和標準上進行（háng）改造。 1. 4 地鐵運營（yíng）會誘發結構變形 地鐵（tiě）運營（yíng）時反複的振動和曲線上未平衡的離心力等的作用都可能誘發區間隧道洞體的形變和隧道（dào）周圍土體性質的變化,因此也是地鐵（tiě）運營監測的重要（yào）原因。 1. 5 地鐵（tiě）周邊環境（jìng）的改變也會造成結構變形 地鐵所經過的沿線多是城市繁華地（dì）帶,一些高層商務樓宇正在或即將（jiāng）施工建設,這些（xiē）距地鐵較（jiào）近的（de）建（jiàn）築物在施工期間極易引（yǐn）起地鐵結構的變形。為此,在周圍工程開工前（qián）,對地（dì）鐵製定適宜的監測方案,伴隨周邊工程的建設,對地鐵進行變形全程監測（cè）也是十分必（bì）要的。 2 地鐵主體（tǐ）結構監測工（gōng）作重點 2. 1 通過監測隨時掌握地鐵結構變形全貌 通過監測可動態收集（jí）地鐵結構變形信（xìn）息,掌握結構變形情況,保障運營安全,確保工程的可靠度。地下結構（gòu）和（hé）高架（jià）橋結構形式不（bú）同引起的變形也不盡相（xiàng）同,通過（guò）監（jiān）測可驗證沉降變形理論的正確性和可靠性,了解結構（gòu）實際受力狀態,判斷結構（gòu）的安全承載能力和（hé）使用條件。通過監測係統收集各種技術數據（jù）,建立數據庫,以便更（gèng）好地隨時掌握結構變形全貌（mào）。可及時發（fā）現變形現狀及發展（zhǎn）趨（qū）勢,並采取處理措施預案。 2. 2 重視積累監（jiān）測資料,提供病害（hài）治理可靠依據 貴州水利工程質量檢測告訴大家隨著城市的不斷發展,地鐵等軌道（dào）交通建設規模必然不斷擴（kuò）大,並將成為（wéi）城市公共交通的重要（yào）支柱。城軌交通的安全運營已成為城市窗口形象,通過對地鐵主體結構監測,收集監測數據、記錄整治方案,係統地整理、積累資料,及（jí）時掌握現（xiàn）有建成地鐵工程（chéng）運營變形情況（kuàng）。通過對（duì）主體結構進行監（jiān）測,及時準確掌握現有建成地（dì）鐵工程的（de）運營變形情況,不斷總（zǒng）結相關經驗（yàn）教訓（xùn）,為病害治理提供可靠依據,也可供今後相關工（gōng）程設計、施工、運營維護時借鑒。 2. 3 重點監測位（wèi）置 根據理論（lùn）分析和以往的經（jīng）驗,一般對地鐵的以下主體部分進行重點監測,掌握（wò）重點位置的結構變形（xíng）情況: (1)車站與區間銜接處的差異沉降; (2)城軌交（jiāo）通穿越河（hé）流、不良地質（zhì）地段（duàn）的隧道區段的特殊沉降; (3)既有隧道（dào）與新建隧道銜接處的差異沉降; (4)區間聯絡（luò）通道附近銜接處的（de）差異沉降; (5)城軌（guǐ）交通沿線有高大建築或工程正在施工的地段對隧道的影響（xiǎng）; (6)本線與後建（jiàn）設的城（chéng）軌（guǐ）交通線路交叉點附近地（dì）段對（duì）本線隧道的影響; (7)高架橋（qiáo）地段的墩台沉降、梁體的撓曲變形; (8)隧道、高架橋與路基的過渡段的差異沉降; (9)城軌交（jiāo）通穿越國家既有鐵路對隧道的影響。 2. 4 地層沉降理論（lùn）的支持和分析 對於城軌交通建設時（shí）和運營後主（zhǔ）體結構（gòu）的地層沉降,一般采用現在通用的理論,如派（pài）克法、有限元法（fǎ）和派克修正公式對（duì）地表沉降量進行估（gū）算。 派克（kè）(Peck)法是假定地層（céng）損失（shī）在隧道長度上均勻（yún）分布,地麵沉降（jiàng）在垂直隧道（dào）方向上正態分（fèn）布。 對（duì）隧道上方地表沉降槽橫向（xiàng）分布的地麵沉降量提出估算公式（shì）。 計算結果應根據工程的具體地質情況和土質特征,一般要對估算公式進行修正,並通過監測得（dé）到驗證。 2. 5 對重要（yào）建築物（wù）的地（dì）基變形計算依托的理論依據 對於地鐵附屬的重要建築物和周圍緊鄰的高大建築物（wù）的建設對地鐵主（zhǔ）體結構的（de）影響,首先要掌握（wò）建築物荷載在地基土層中引起的應力變化,其次必須掌握地基土層的分布情況及其應（yīng）力-應（yīng）變關係特征,由此可預先計算出（chū）將發生的變形值。 對（duì）建築物而（ér）言,在（zài）一般情況下最主（zhǔ）要的是地基的豎（shù）向壓縮（suō）變形,表現為建（jiàn）築（zhù）物基礎的（de）沉降。因此,地基變形計算通常即指基礎沉降計（jì）算。 自地鐵開始施工之日起,對地鐵保（bǎo）護區範圍內的新（xīn）建建築物,就要進行監測,直至評（píng）定其已經穩定,或變形值和變（biàn）形速率在正常值範圍內。一方麵（miàn）要對建築物基坑（kēng）圍護結構的變形進行監測,同時對臨近建築物地段的地鐵結構重點加強監測。根（gēn）據工程情況和變形情況（kuàng）,采取適當的監測方案,必要時采取現場設置探頭和傳感器,用（yòng）光纜傳輸數（shù）據（jù）,遠程適時監測。 3 調查結果 根據調查已經建成運營的多條（tiáo）軌道交通線均有（yǒu）不（bú）同程度的結（jié）構變形。深圳（zhèn）、廣州、南京、上（shàng）海、天津等城（chéng）市的已經運（yùn）營（yíng）軌道交通線的調查發現,一些（xiē）線路的變形較嚴重,尤其上海已（yǐ）經運營的1、2、3號線均有較大變形,且一直在持續,其中上海1號線變（biàn）形較大的地段,隧道洞體下沉達27 mm,隧道斷麵變形達（dá）11 mm,而且變（biàn）形仍在持續發展,正在采取各種手段來保障運營（yíng）的安全。 天津地鐵1號線工程在西站過河段施工期間的最大沉降量就達到480 mm,侵（qīn）限很嚴（yán）重,線路（lù）調整無法解決（jué）根本問題,經過研究,最終將線路盡量調（diào）整到侵限均勻,軌道采取特殊設計（jì）,減薄道床厚度,解決了該難題,避免（miǎn）了（le）工程的拆除重（chóng）建。 目前（qián）國內一些城市的軌道交通（tōng）工程已（yǐ）陸續建成通車,有些城（chéng）市對工程的結構變形進行了（le）監測,有些（xiē）城市（shì）對此還尚未引起足夠的重視,尤其錯過（guò）了初期數據的采集時機,對以（yǐ）後的變形監測數據分析處理極（jí）為不利。 國家有關規範對此類重大工程也有明確規定,《建築變形（xíng）測（cè）量規程》(JGJ/T8—97)、《地下鐵道、軌道交通（tōng）工（gōng）程測量規範》(GB 50308—1999)等對此均有明確條文,規定（dìng）地鐵工程施工全過程和運營階段中,進行變（biàn）形測量是十分必（bì）要的,通過對監測數據的分析,經評定認為已經穩定的可以停止（zhǐ）觀測。 4 結論 建議地鐵及其它城軌等工（gōng）程項（xiàng）目,在施（shī）工期間及竣工運營後,把對主體結構的沉降、水平（píng）位移、收斂等變形監測工作提到議事（shì）日程,重（chóng）視資（zī）料的整（zhěng）理和積累。給出主體（tǐ）結構（gòu）的變形情況,以及主體結構變形（xíng）今後的發展趨勢（shì）,並提出（chū）整（zhěng）治方案。逐漸修正理論（lùn）依據,完善監（jiān）測方法,使地鐵監測成（chéng）為保（bǎo）障地鐵運營安全、維護城（chéng）市窗口形象的主要工作項目。