地鐵隧道內(nèi)靜力水準(zhǔn)觀測的精度分析

1、第1頁共11頁地鐵隧道內(nèi)靜力水準(zhǔn)觀測的精度分析地鐵隧道內(nèi)靜力水準(zhǔn)觀測的精度分析付和寬（上海巖土工程勘察設(shè)計研究院有限公司，上海，200438）摘要：在軌道交通保護區(qū)內(nèi)的重大、危險項目的施工過程中，需要實時了解地鐵結(jié)構(gòu)變形情況。靜力水準(zhǔn)測量是地鐵隧道結(jié)構(gòu)自動化垂直位移測量的重要手段。目前，國內(nèi)對靜力水準(zhǔn)在地鐵隧道內(nèi)觀測精度方面的研究較少。本文通過對布設(shè)在地鐵隧道內(nèi)部的靜力水準(zhǔn)儀進行遙控測量，對采集的觀測數(shù)據(jù)進行整理分析，研究地鐵隧道內(nèi)靜力

2、水準(zhǔn)的觀測精度以及地鐵列車運營導(dǎo)致容器內(nèi)液面震動對觀測精度的影響。為類似自動化觀測精度分析、觀測數(shù)據(jù)取舍以及變形觀測數(shù)據(jù)可靠性分析提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：靜力水準(zhǔn)、觀測精度、中誤差、地鐵隧道1引言引言軌道交通的重要作用毋庸置疑，上海市運營的軌道交通總長達到了420公里，一旦軌道交通出現(xiàn)問題會帶來一系列的社會問題。隨著城市的發(fā)展，軌道交通沿線附近的開發(fā)、建設(shè)工程越來越多，如何減少周邊施工對軌道交通結(jié)構(gòu)的影響，一直是工程界研究的重要課題

3、。上海申通地鐵公司也成立了專門的監(jiān)護部門，負(fù)責(zé)軌道交通結(jié)構(gòu)的監(jiān)測、保護。一般，在軌道交通保護區(qū)內(nèi)施工，都會有專門的單位負(fù)責(zé)施工過程中地鐵結(jié)構(gòu)的監(jiān)測。申通地鐵公司也對軌道交通結(jié)構(gòu)的監(jiān)測提出了極高要求。軌道交通測量人工時間窗口極短，一般每周兩天，每天三個小時。監(jiān)護人員只有在這個時間段內(nèi)才能進入地鐵施工。在一些特殊的、危險的情況下，需要實時了解地鐵結(jié)構(gòu)狀態(tài)，這時大多采用自動化監(jiān)測。靜力水準(zhǔn)測量是地鐵結(jié)構(gòu)自動化垂直位移監(jiān)測的重要手段之一。但是由

4、于在地鐵運營時間段，列車以一定的時間間隔在隧道內(nèi)運行，對位于地鐵隧道內(nèi)部的靜力水準(zhǔn)儀的測量精度會產(chǎn)生較大影響。地鐵列車在隧道內(nèi)以一定速度通過靜力水準(zhǔn)監(jiān)測點時，對監(jiān)測點的影響主要有以下三種情況，a)儀器內(nèi)部空氣壓強的變化由于列車運行使得隧道內(nèi)部空氣流動，導(dǎo)致靜力水準(zhǔn)容器內(nèi)空氣壓強有降低的趨勢，最終使得液面產(chǎn)生上升的趨勢。b)列車震動影響列車車廂位于監(jiān)測點附近時，使得監(jiān)測點下沉，導(dǎo)致靜力水準(zhǔn)容器內(nèi)液面上升；列車遠離監(jiān)測點后，監(jiān)測點上抬，導(dǎo)致

5、導(dǎo)致靜力水準(zhǔn)容器內(nèi)液面下降。列車瞬間通過會使容器液面產(chǎn)生上下震動。c)基準(zhǔn)點的影響列車經(jīng)過基準(zhǔn)點時，對基準(zhǔn)點造成以上A、B兩種影響，會傳遞給監(jiān)測點相反的作用。2項目概況項目概況第3頁共11頁154組觀測數(shù)據(jù)。對這些觀測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，分析列車運行對靜力水準(zhǔn)觀測的影響。3.1.1液面穩(wěn)定時間液面穩(wěn)定時間每臺儀器分別以觀測數(shù)據(jù)的平均值作為初始值，進行計算得到每一臺儀器液面波動的分鐘曲線圖如下，靜力水準(zhǔn)液面波動時間曲線1.51.00.50.00

6、.51.01.511:2211:2611:3011:3411:3811:4211:4611:5011:5411:5812:0212:0612:1012:1412:1812:2212:2612:3012:3412:3812:4212:4612:5012:5412:5813:0213:0613:1013:1413:1813:2213:2613:3013:3413:3813:4213:4613:5013:54時間變形量(mm)RJ00RJ01

7、RJ02RJ03RJ04RJ05RJ051RJ06RJ07RJ08RJ09RJ10RJ11RJ12RJ121RJ13RJ14RJ15RJ16RJ161RJ17RJ18RJ19RJ20RJ201RJ21RJ22RJ23RJ231RJ24RJ25RJ26圖1整個系統(tǒng)儀器液面波動時間曲線（時間單位為時：分）從圖1可以看出，每一條曲線的峰值在不同的時間點出現(xiàn)，即不同儀器的向上、向下波動缺少一致性，而且峰值的大小也不一致。每一臺儀器的采集時間不同

8、以及每一次經(jīng)過列車的載重、速度不同會導(dǎo)致上述現(xiàn)象。導(dǎo)致儀器不是在同一時刻采集的原因主要有：⑴目前電容式靜力水準(zhǔn)儀制作工藝及數(shù)據(jù)采集技術(shù)的限制，單臺靜力水準(zhǔn)儀最短測量間隔為3秒~4秒之間，平均3.7551秒；②一般情況下，當(dāng)測量命令發(fā)出后，同一個模塊控制的8臺儀器且按序測量，單模塊一次測量周期最短約為32秒；③液面瞬間震動的頻率較高，同一模塊的8臺儀器分別測量時，液面的狀態(tài)可能是處于最低~最高的任一位置。為了便于分析，將11：29至12：

9、29一個小時內(nèi)的液面狀態(tài)的時間曲線按照不同設(shè)計管路整理成圖，得到下列6幅液面波動曲線，1.00.80.60.40.20.00.20.40.611:2211:2311:2411:2511:2611:2711:2811:2911:3011:3111:3211:3311:3411:3511:3611:3711:3811:3911:4011:4111:4211:4311:4411:4511:4611:4711:4811:4911:5011:51