本文結合廣州地鐵四號線大學城南—新造區(qū)間監(jiān)測工程實例，通過對隧道結構監(jiān)測的點位布設、監(jiān)測方法、監(jiān)測成果等方面的分析，指出隧道監(jiān)測對保證地鐵隧道結構安全具有十分重要的作用，并分析給出了地鐵隧道結構病害的形成因素及產生的影響。
1工程概述
廣州地鐵四號線大學城南至新造區(qū)間下行YDK21+560.9~YDK21 +772.3、上行ZDK21+575.9~ZDK21+878.4在2010年12月27日的常規(guī)監(jiān)測中發(fā)現隧道道床發(fā)生較大沉降。為了及時、準確地掌握該地段隧道結構的變形情況，保證隧道主體結構和列車運行安全，需對該地段進行周期性的加密監(jiān)測。
2監(jiān)測方法與技術要求
工程監(jiān)測人員在該地段上方發(fā)現有明顯的堆土經過現場的高程測量，測出實際覆土厚度最大為9.73m，超出了設計允許值，是引起本次隧道道床產生較大沉降的主要原因之一。針對該地段道床發(fā)生較大沉降的原因，對該地段進行了周期性的道床結構沉降監(jiān)測，具體監(jiān)測方法及技術要求如下：
沉降監(jiān)測采用運營期監(jiān)測的高程系統(tǒng)，以車站內的XX1764 、XX1769基準點為基準，每次監(jiān)測先對基準點檢校，然后將上、下行基準點與監(jiān)測點各組成一條閉合水準路線進行監(jiān)測。監(jiān)測點布設在道床中間，30m一個測點，在發(fā)生較大沉降的下行YDK21+560.9~YDK21+772.3、上行ZDK21+575.9~ZDK21+878.4兩地段每10m布設一個測點。詳見道床沉降監(jiān)測測點布置示意圖。
圖1道床沉降 監(jiān)測測點布置示意圖
沉降變形測量等級選定為《工程測量規(guī)范》的變形測量三等，按國家二等水準測量技術要求和觀測方法實施，閉合差限差
（n為測站數）。觀測記錄采用儀器自動記錄，按國家二等水準測量技術要求對各項限差進行設置。并盡量采取“三固定”法即固定路線、固定儀器、固定人員進行觀測以提高觀測精度。
3監(jiān)測成果分析
將該地段道床沉降監(jiān)測發(fā)生較大沉降的測點成果繪制成“累計變化量時間曲線圖”，從圖2中可以看出：
（1）2010年10月9日-2010年12月27日期間該地段部分測點產生較大的下沉，2010年12月27日~2011年2月27日的7次監(jiān)測中繼續(xù)呈現下沉趨勢。
（2）2011年2月27日之后的監(jiān)測沉降變化量較小，沉降趨于穩(wěn)定。
圖2 累計變化量—時間曲線圖
（3）經實地踏勘和分析，導致2010年10月9日~2010年12月27日期間部分測點產生較大下沉的原因：①地面荷載；②隧道基底工程地質及水文地質情況等。其中地面荷載為本次道床發(fā)生較大下沉的主要原因。2010年12月27日對堆積在該地段隧道上方的覆土進行卸土后，該地段測點有一定的上升趨勢，之后沉降趨于穩(wěn)定。
4地鐵隧道結構病害的形成因素及產生的影響
我國城市的地鐵建設正步入高速發(fā)展的階段，而在地鐵隧道沿線附近或上方進行非地鐵施工的建設項目也越來越多，這些項目存在卸載、加載、抽水、降水或振動等施工程序或因素，它們或多或少對地鐵隧道結構產生一定的影響，如結構變形、傾斜、位移、隆起或沉降等等。具體影響有以下幾種：
（1）可能導致隧道結構局部發(fā)生橫向或縱向位移；
（2）可能導致隧道結構局部發(fā)生不均勻豎向變形。
如果隧道變形位移達到一定量值以后，對不同工法構成的隧道結構產生不同的影響：
（1）對于暗挖法施工的地鐵隧道結構會產生沿隧道結構縱向或橫向的裂縫，隧道結構的防水性能和耐久性隨之降低；
（2）對于盾構法施工的地鐵隧道結構，其縱縫接頭和環(huán)縫接頭將增大張開量，隧道結構的防水性能和耐久性將降低，特別是當縱縫接頭和環(huán)縫接頭張開量達到5 mm以上時，隧道結構將遭到無可挽回的損壞。如果隧道結構發(fā)生以上所述的性能降低或損壞，快速地鐵列車的運營將受到制約甚至會發(fā)生安全事故。
5隧道監(jiān)測對地鐵隧道結構安全的重要性
從本次工程實例上來看，正是由于地鐵公司對道結構進行了長期的監(jiān)測才避免了安全事故的發(fā)生。地鐵隧道由于地質條件復雜、地下水位的變化、周圍環(huán)境的變化（如高樓大廈建設及其重量對地基沉降影響等）、列車的震動等，以及設計、施工存在的缺陷等各種因素的綜合影響，使得在日常的檢修維護過程中，不時發(fā)現隧道結構、整體道床等存在一些病害。這些病害的存在，有些已經對結構和行車安全形成威脅。因而，運營單位加強隧道監(jiān)測對隧道結構安全有著多方面的意義。
（1）實時監(jiān)測。運營單位根據運營安全的具體要求，建立自動化隧道監(jiān)控模式，可實時監(jiān)測地鐵隧道結構的變化情況，對其中存在的問題采取有效的方案處理。在監(jiān)測過程中，現場人員可及時掌握隧道結構病害發(fā)生的情況，通過分析病書的具體成因制定針對性的安全管理方案。
（2）防范病害。防范各種病害也是隧道監(jiān)測系統(tǒng)的重要功能之一 ，不僅對隧道結構發(fā)揮了良好的監(jiān)測作用，對隧道周圍地質病害也有監(jiān)測防范的作用。針對地鐵隧道結構潛在的安全隱患，及時設計科學的監(jiān)測方案，有助于提高監(jiān)測的準確性，從而起到防范病害，保證地鐵隧道結構安全的作用。
6結論
總之，導致地鐵隧道結構病害形成的因素是多方面的，若不及時處理會嚴重影響到地鐵運營安全。制定一套全面的監(jiān)測方案對地鐵隧道結構進行長期的監(jiān)測是至關重要的，它能從多個角度避免隧道結構病害的發(fā)生，及時處理有損隧道使用性能的病害問題，營造更加安全可靠的交通運輸環(huán)境。
