探究轨道交通建设远程监控管理系统(2)

3远程监控管理系统的应用

远程监控管理系统于2000年7月份在蓝村路站试运行，测试取得成功后，于2001年8月中旬，在明珠线二期(4号线)各个车站先后安装，开始实施远程监控管理。目前远程监控管理系统在轨道交通1号线北延伸(共和新路线)、轨道交通6号线、轨道交通8号线中得到了全面的推广应用。全部的车站和大部分区间隧道都安装了远程监控管理系统。该系统在使用过程中发现险情多起，确保了轨道交通建设工程的安全、质量和进度。更为重要的是，将绝大多数的安全隐患处理在了萌芽状态，凡是实施远程监控管理并安装了远程监控系统的工地，没有发生一起工程事故。取得了良好的经济效益和社会效益。

下边将几个典型的工程实例介绍一下。

3.1实例一，某车站基坑工程

该车站标准段基坑挖深为10m，围护结构采用地下连续墙。采用3道φ609钢支撑。

在标准段开挖到C04点所在位置之前，每天数据的变化范围和变化速率均在允许值范围内，其中测斜点C04、C05的最大变形值基本在2mm/天左右。2001年9月18日地下墙开始出现明显的“踢脚”现象，但最大变形量仍然不超过5mm/天。9月19日，测斜点C04、C05附近开挖到离基坑底1.8m时未出现明显异常，挖除最后的1.8m后，在9月20日测斜点C04、C05的测斜的变化速率突然明显增大呈加速趋势，最大变形速率分别为16.58mm/天、14.24mm/天。同时，在C04点附近的房屋沉降观测点F45的沉降从每天1～2mm左右增加到每天12mm，总沉降量已经达66mm，房屋出现开裂，坑底立柱上浮达133mm。测斜变化情况如图4所示。

因为总变形值超过警戒值，并且总变形速度呈明显加速趋势，如果继续施工必将出现工程事故。远程监控的专家部门9月18日开始密切关注该车站C04、C05附近的变形情况，9月20日及时地发现了险情，之后，立即将险情上报管理部门，管理部门当天即令现场停工处理。在停工期间地下墙的变形仍在以每天最大2mm的速度发展，情况如图5所示。专家部门在发生险情当天马上研究产生险情的原因，寻找解决方法。

因为该基坑变形具有如下几个特征：①突然发生较大变形;②坑底发生较大隆起，而坑底隆起的发生也具有突然性;③“踢脚”突然明显地加剧发展。所以，初步断定是因为承压水水头过大引起的可能性较大。另外，经计算，该车站的基坑抗隆起安全系数Ks只有1.73，也偏小，可能也是造成“踢脚”的另一个原因。

专家部门过研究决定：增加真空井点，降低坑底的承压水水头。先在出现问题测点附近的端头井三侧打设3个井点。自9月25日采取真空井点降水之后，地下墙的测斜变形逐渐停止(未进行挖土施工)。至 10月11日基坑的隆起下降了40mm，证明承压水头有明显下降，险情得到基本控制，所采取的措施达到了预期效果，10月11日恢复正常施工。自采取措施施工后，基坑变形日趋正常，保障了施工的正常进行及周边环境的安全。

3.2实例2，某轨道交通区间隧道的保护

上海某地下立交工程基坑位置骑跨于运营的轨道交通2号线上方，基坑底部距离轨道交通隧道的最近距离仅2.8m基坑开挖必然引起轨道交通隧道的上抬变形。根据上海市轨道交通保护条例规定，轨道交通结构设施绝对沉降值及水平位移量≤20mm。该工程采用了远程监控管理系统，其中隧道沉降监测采用了自动监测系统(图6)。

隧道主体结构沉降自动监测采用电容感应式静力水准仪，该仪器依据连通管原理的方法，测量每个测点容器内容器底面安装高程与液面的相对变化，再通过计算求得各点相对于基点的相对沉降量。自动监测频率为：在基坑施工期间每10min测一次;施工间歇期内每30min一次。专家组利用这些监测数据进行分析，为管理者提供决策依据，从而不断优化施工参数，最终达到保证了轨道交通2号线的正常运营，控制了工程质量、进度和成本。

4远程监控管理系统的完善

轨道交通建设远程监控管理系统在上海轨道交通建设的实践中取得了良好的效果，但是还需要从以下两方面来完善。

(1)组织制度上。现行的工程现场信息的采集和录入多采用人工操作，相比自动监测而言，信息的完整性和及时性存在一定问题。由于这些信息是专家分析和管理决策的基础，因此，必须从制度上保证传输的信息及时可靠。

(2)技术上。进一步加强计算机专家预警系统的研发。专家预警系统包括工程数据库、专家知识库、安全评估模式、专家建议库等。由于工程数据样本每天都在增加，因此预警系统的预测准确性也日益增大。另外，随着3G手机时代的到来，建立以无线通信技术为平台的远程监控管理系统，实现工程信息、专家知识的共享，也将极大地方便工程管理和提高管理水平。

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