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【摘 要】地铁车站是城市地铁的重要组成部分，现代地铁车站已演变为大型综合性多功能建筑物，其结构复杂，修建难度大，因此，很有必要对地下车站施工过程进行监控。以新建铁路珠海市区至珠海机场城际轨道交通工程拱北至横琴段横琴车站为背景，介绍了车站主体结构和围护结构，建立了详细的施工监控方案，对监控方法进行了反复论证，在此基础上，建立了施工监控预警体系，确保项目建设顺利完工，各项指标均达到要求，得到了业主的充分认可，也为类似工程提供了参考。
【关键词】车站；结构；监控；方案；预警
随着我国城市化进程的快速发展，随之而来的是日益增加的人口和车辆，现代城市交通拥挤问题日趋严重，城市内可利用的土地资源越来越少，各个城市越来越注重对地下空间的开发利用。作为地下空间和地下设施的各类建筑物基础、地下室、地下铁路、地下车站、地下仓库等地下工程大量出现，而这些地下工程的建设，多采用施工简单、造价低廉的明挖法，从而产生大量的基坑工程。对基坑工程而言，最为主要的是两类問题：一类是自身的稳定性，主要包括围护结构的位移、应力，基坑周边土体的位移、应力以及坑内土体回弹等；另一类是基坑开挖对环境的影响，主要包括周边建筑物沉降、倾斜等。
因此，科学建立施工监控体系对施工过程进行实时监测必不可少，通过采集数据、对比分析数据的变化趋势较好地为施工提供准确的数据支撑，当出现险情预兆时，可作出预警，及时采取应对措施，保证施工和环境的安全；当安全储备过大时，可及时修改围护措施，使得设计与施工顺利进行。
本文以实际工程为背景，主要介绍地下车站车站施工过程监控系统的建立、信息反馈与预测预报，有效保证了施工过程的安全。
1 .工程概况
新建铁路珠海市区至珠海机场城际轨道交通工程拱北至横琴段横琴车站中心里程DK12+ 770.00，起点里程DK12+403.485，终点里程为DK13+157.214。车站全长753.529m，由于车站沿线结构长度大，应功能性要求出入口设置多，宽度处在约25.2～46.8m间，为地下站。车站前接横琴隧道金横区间，后接横琴隧道横长区间，车站北侧为横琴，南侧为现有道路，西侧为银鑫花园，东侧为澳门大学。其中，北侧毗邻待建澳门轻轨横琴站及相关地下空间开发工程。
1.1 车站主体结构设计
车站主体侧墙与围护结构形成复合墙结构，主体结构梁板、框架梁、柱等受力结构采用钢筋砼，顶板厚度900mm，中板厚500mm，底板厚1200mm，负二层侧墙厚度1000mm、负一层侧墙厚度900mm。
1.2 车站围护结构设计
车站为地下二层明挖车站，沿线宽度约在25.2m～46.8m之间，跨度采用以三跨、五跨为主结合局部端头双跨的形式，为复合式站台。明挖基坑围护结构采用1.0m厚地下连续墙和1.2m 厚地下连续墙加内支撑的支护形式，车站主体结构基坑标准段开挖深度约20.2m，端头基坑开挖深度约22m，连续墙深度37～43m。其中，端头井共设置4道钢筋砼支撑，3-28#轴、62-82#轴段设置5道围囹支撑（第一、四道支撑为钢筋砼支撑，其余为钢管支撑），28-62#轴段设置5道围囹支撑，另在施工过程中设置一道换撑。基底采用高压旋喷桩、三轴水泥搅拌桩结合的形式进行加固，加固形式、范围及深度呈多样化，采用抽条结合裙边的形式进行加固，桩体深入坑底边界线下3～10.5m不等。地下连续墙采用单轴、高压旋喷桩、三轴水泥搅拌桩结合的形式护壁，左右线、坑内外搅拌桩深度不一，具体深度在16～30.8m之间。为了满足盾构始发条件，在17轴和69轴附近设置三排高压旋喷桩作为止水帷幕。考虑到施工区域内原有道路路面下存在一定的片石分部及CFG桩加固，当搅拌桩因现场原因难以施工时，改用高压旋喷桩施工，遭遇CFG桩时，应先进行引孔再施作高压旋喷桩；同时在地连墙槽段及基坑内对原有CFG桩进行破除处理，加固深度及数量不变。
2 .施工监控方案
横琴车站主体及附属结构施工中采用科学先进、准确可靠的监测手段及时反馈信息指导施工，是确保周围构筑物及施工安全的关键。
2.1 监控的必要性和目的
为了对施工过程动态控制，掌握地层与围护结构体系的状态及施工对周围既有建筑物的影响，必须进行现场监控量测。通过对量测数据的整理和分析，及时确定相应的施工措施，确保施工过程和既有建筑的安全。
（1） 有利于确保结构安全。通过对工程进行监控量测，及时取得第一手施工资料，对数据进行分析，发现异常情况及时采取相应措施，避免不必要的事故发生。
（2） 有利于保证周边环境安全。开展施工监测，建立分级预警机制，通过掌握地层、基坑及周边建筑物的受力特征、变形规律，动态预估发展趋势，确保施工过程中周边建筑物的安全。
（3） 有利于工程风险管理。根据监测数据计算分析结构、周边环境变化情况和发展趋势，可以对施工行为进行有效监测，及时反映工程隐患，调整施工参数，控制施工风险。
（4） 有利于实现信息化施工，提升工程管理水平。监控量测的信息化、动态化，工程管理单位可实时了解施工动态，排查可能的施工风险，有利于现场施工管理。
2.2 监控方案
2.2.1 测点布置。
根据设计和有关规范要求，考虑到本工程的特点、规模及施工安排，监测项目和测点布置的总原则：满足全局，照顾特殊。
按监测方案在现场布设测点，当实际地形不允许时，可在靠近设计测点位置测点，以能达到监测目地为原则。
各类监测测点的布置在时间和空间上有机结合，力求同一监测部位能同时反映不同的物理变化量，以便找出其内在的联系和变化规律。
测点的埋设应提前一定的时间，并及早进行初始状态的量测。
测点在施工过程中一旦破坏，尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，以保证该测点观测数据的连续性。 2.2.2 监控的质量控制。
（1） 初期控制
在施工前，根据总的施工设计方案，通过现场勘察，确定测试仪器、布置位置、数量及深度。根据总的施工顺序和进度计划，初步确定测点布置顺序。
（2） 施工控制
在仪器安装埋设的全过程中，必须对仪器、传感器和设备等进行连续的检验，以确保质量的稳定性，并作好记录。
（3） 监测控制
监测阶段，作好数据采集记录和信息反馈，仪器的维护和标定。根据规定的采集频率，满足系统在时间上的连续性的要求，以仪器的精度和准确度为标准检验或判断数据的偏差是否正常。所有监测工作均应考虑和施工穿插进行。观测时间应尽量避开白天车流量大的时间。
（4）数据分析处理控制
全部采用计算机处理，自动图表处理数据。
2.2.3 监控方法。
（1） 地下连续墙墙身水平位移监测
深层侧向变形（测斜）采用测斜仪测量，适用于量测围护墙体在不同深度处的水平位移变化。
（2） 地下连续墙顶部水平位移监测
利用前视固定点形成的测量基线，用全站仪测量地表各测点与基线间距离的变化；如果视线受限制，则采用全站仪测水平角、水平距进行计算，从而了解围护体顶部水平位移的情况。
（3） 地下连续墙顶部沉降监测
在地下连续墙顶部的测点处埋入（或打入）顶部为光滑的凸球面的钢制测钉。测钉与混凝土提间不应有松动，利用高精度水准仪观测测点高程变化情况。
（4） 地下连续墙钢筋应力监测
在地下连续墙（包括冠梁、腰梁）钢筋中，布置钢筋应变计，测量钢筋应力的变化，分析计算地下连续墙的受力情况。
（5） 钢筋混凝土支撑、钢支撑内力监测
本工程基坑开挖过程中采用钢筋应力计或者混凝土应变计监测钢筋混凝土支撑内力，采用轴力来监测钢支撑轴力的变化，以确保支挡结构安全稳定及变形要求。轴力计布置在支撑的端头。
（6） 立柱隆沉監测
立柱为钢支撑临时立柱，在立柱顶部的测点处埋入（或打入）顶部为光滑的凸球面的钢制测钉，测钉与立柱间不应有松动，利用水准仪观测测点高程变化情况。
（7） 坑底隆起
在基坑底部的测点处埋入（或打入）顶部为光滑的凸球面的钢制测钉。测钉与基底土体间不应有松动，利用水准仪观测测点高程变化情况。
（8） 基坑外地下水位监测
地下水位监测宜采用钻孔内设置水位管的方法测试。
水位管埋设后，应采用水位计逐日连续观测水位，取至少3天稳定值作为初始值。地下水水位变化量为本次监测值与初始值之差。
（9） 土体分层位移监测
坑外土体分层位移可采用磁性分层沉降仪或深层沉降观测标来测定，适用于监测基坑外地面以下不同深度处土层的沉降或隆起。
2.2.4 监测周期。
施工期间对全过程进行观测。各项监测工作的监测周期根据施工进程确定，在开挖卸载急剧阶段，每天不少于2次，其余情况每3天1次，视监测结果逐渐延长监测周期至每周1次。当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密监测。当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。
2.2.5 建立施工监控预警体系。
（1） 变形控制管理值与预警标准
基坑工程监测预警值需符合基坑工程设计的限值、地下主体结构设计要求以及监测对象的控制要求，以监测项目的累计变化量和变化速率值两个值控制。
① 因围护墙施工、基坑开挖以及降水引起的基坑内外地层位移应按以下列条件控制：
A不导致基坑的失稳；
B不得影响地下结构的尺寸、形状和地下工程的正常施工；
C对周边已有建（构）筑物引起的变形不得超过相关技术规范的要求；
D不得影响周边道路、地下管线等正常使用；
需满足特殊环境的技术要求。
② 基坑及支护结构监测预警值
横琴站基坑按照一级基坑控制标准，施工监测预警值详见《监测方案断面图》。
（2） 建立报警体系
在建立起完善的控制指标体系的基础上，制定出合理的预警报警体系后，针对横琴站基坑制定五级预警体系，如表1所示。
3 .结语
为保证施工监测的精度，必须采取严格的措施。首先，树立良好的质量意识和服务意识，为业主提供满意的产品和服务。其次，组织精干队伍、高素质的人员和精良设备投入到施工监控中，保证所提交的人员、设备到位实施监测工作，按期完成监测任务，测量仪器设备到国家授权部门进行检定，每次作业之前对仪器设备进行常规检查，基准点的选择和起算数据的确定要合理、准确，每一次使用之前都要与控制基标进行联测，保证基准点稳定可靠。最后，监测成果严格实行计算、复核、审核制，确保成果的可靠，变形分析要科学，提高准确性，发现异常情况，及时通报业主。
通过技术角度强有力地支撑施工监控体系，无论是在工程质量，还是外观形象方面都得到提升，确保珠海市区至珠海机场城际轨道交通拱北至横琴段工程横琴车站项目建设顺利完工，各项指标均达到施工总承包管理要求，得到了业主的充分认可，也为类似工程提供了参考。
参考文献：
[1] 王高航，王凤建，朱继芒.城市轨道交通大断面暗挖车站测量控制[J].施工技术，2012，41（379）.
[2] 宋占锋.上海地铁曲阳路车站施工关键技术[D].天津：天津大学，2004.
[3] 刘斌.长春市火车站北广场深基坑施工监测及变形预测研究[D].长春：吉林大学，2011.
[4] 刘建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[5] 李晓旭.铁路地下车站大型深基坑支护设计与变形控制研究[D].成都：西南交通大学，2011.
[6] GB50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范[S].北京：中国计划出版社，2009.
【关键词】车站；结构；监控；方案；预警
随着我国城市化进程的快速发展，随之而来的是日益增加的人口和车辆，现代城市交通拥挤问题日趋严重，城市内可利用的土地资源越来越少，各个城市越来越注重对地下空间的开发利用。作为地下空间和地下设施的各类建筑物基础、地下室、地下铁路、地下车站、地下仓库等地下工程大量出现，而这些地下工程的建设，多采用施工简单、造价低廉的明挖法，从而产生大量的基坑工程。对基坑工程而言，最为主要的是两类問题：一类是自身的稳定性，主要包括围护结构的位移、应力，基坑周边土体的位移、应力以及坑内土体回弹等；另一类是基坑开挖对环境的影响，主要包括周边建筑物沉降、倾斜等。
因此，科学建立施工监控体系对施工过程进行实时监测必不可少，通过采集数据、对比分析数据的变化趋势较好地为施工提供准确的数据支撑，当出现险情预兆时，可作出预警，及时采取应对措施，保证施工和环境的安全；当安全储备过大时，可及时修改围护措施，使得设计与施工顺利进行。
本文以实际工程为背景，主要介绍地下车站车站施工过程监控系统的建立、信息反馈与预测预报，有效保证了施工过程的安全。
1 .工程概况
新建铁路珠海市区至珠海机场城际轨道交通工程拱北至横琴段横琴车站中心里程DK12+ 770.00，起点里程DK12+403.485，终点里程为DK13+157.214。车站全长753.529m，由于车站沿线结构长度大，应功能性要求出入口设置多，宽度处在约25.2～46.8m间，为地下站。车站前接横琴隧道金横区间，后接横琴隧道横长区间，车站北侧为横琴，南侧为现有道路，西侧为银鑫花园，东侧为澳门大学。其中，北侧毗邻待建澳门轻轨横琴站及相关地下空间开发工程。
1.1 车站主体结构设计
车站主体侧墙与围护结构形成复合墙结构，主体结构梁板、框架梁、柱等受力结构采用钢筋砼，顶板厚度900mm，中板厚500mm，底板厚1200mm，负二层侧墙厚度1000mm、负一层侧墙厚度900mm。
1.2 车站围护结构设计
车站为地下二层明挖车站，沿线宽度约在25.2m～46.8m之间，跨度采用以三跨、五跨为主结合局部端头双跨的形式，为复合式站台。明挖基坑围护结构采用1.0m厚地下连续墙和1.2m 厚地下连续墙加内支撑的支护形式，车站主体结构基坑标准段开挖深度约20.2m，端头基坑开挖深度约22m，连续墙深度37～43m。其中，端头井共设置4道钢筋砼支撑，3-28#轴、62-82#轴段设置5道围囹支撑（第一、四道支撑为钢筋砼支撑，其余为钢管支撑），28-62#轴段设置5道围囹支撑，另在施工过程中设置一道换撑。基底采用高压旋喷桩、三轴水泥搅拌桩结合的形式进行加固，加固形式、范围及深度呈多样化，采用抽条结合裙边的形式进行加固，桩体深入坑底边界线下3～10.5m不等。地下连续墙采用单轴、高压旋喷桩、三轴水泥搅拌桩结合的形式护壁，左右线、坑内外搅拌桩深度不一，具体深度在16～30.8m之间。为了满足盾构始发条件，在17轴和69轴附近设置三排高压旋喷桩作为止水帷幕。考虑到施工区域内原有道路路面下存在一定的片石分部及CFG桩加固，当搅拌桩因现场原因难以施工时，改用高压旋喷桩施工，遭遇CFG桩时，应先进行引孔再施作高压旋喷桩；同时在地连墙槽段及基坑内对原有CFG桩进行破除处理，加固深度及数量不变。
2 .施工监控方案
横琴车站主体及附属结构施工中采用科学先进、准确可靠的监测手段及时反馈信息指导施工，是确保周围构筑物及施工安全的关键。
2.1 监控的必要性和目的
为了对施工过程动态控制，掌握地层与围护结构体系的状态及施工对周围既有建筑物的影响，必须进行现场监控量测。通过对量测数据的整理和分析，及时确定相应的施工措施，确保施工过程和既有建筑的安全。
（1） 有利于确保结构安全。通过对工程进行监控量测，及时取得第一手施工资料，对数据进行分析，发现异常情况及时采取相应措施，避免不必要的事故发生。
（2） 有利于保证周边环境安全。开展施工监测，建立分级预警机制，通过掌握地层、基坑及周边建筑物的受力特征、变形规律，动态预估发展趋势，确保施工过程中周边建筑物的安全。
（3） 有利于工程风险管理。根据监测数据计算分析结构、周边环境变化情况和发展趋势，可以对施工行为进行有效监测，及时反映工程隐患，调整施工参数，控制施工风险。
（4） 有利于实现信息化施工，提升工程管理水平。监控量测的信息化、动态化，工程管理单位可实时了解施工动态，排查可能的施工风险，有利于现场施工管理。
2.2 监控方案
2.2.1 测点布置。
根据设计和有关规范要求，考虑到本工程的特点、规模及施工安排，监测项目和测点布置的总原则：满足全局，照顾特殊。
按监测方案在现场布设测点，当实际地形不允许时，可在靠近设计测点位置测点，以能达到监测目地为原则。
各类监测测点的布置在时间和空间上有机结合，力求同一监测部位能同时反映不同的物理变化量，以便找出其内在的联系和变化规律。
测点的埋设应提前一定的时间，并及早进行初始状态的量测。
测点在施工过程中一旦破坏，尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，以保证该测点观测数据的连续性。 2.2.2 监控的质量控制。
（1） 初期控制
在施工前，根据总的施工设计方案，通过现场勘察，确定测试仪器、布置位置、数量及深度。根据总的施工顺序和进度计划，初步确定测点布置顺序。
（2） 施工控制
在仪器安装埋设的全过程中，必须对仪器、传感器和设备等进行连续的检验，以确保质量的稳定性，并作好记录。
（3） 监测控制
监测阶段，作好数据采集记录和信息反馈，仪器的维护和标定。根据规定的采集频率，满足系统在时间上的连续性的要求，以仪器的精度和准确度为标准检验或判断数据的偏差是否正常。所有监测工作均应考虑和施工穿插进行。观测时间应尽量避开白天车流量大的时间。
（4）数据分析处理控制
全部采用计算机处理，自动图表处理数据。
2.2.3 监控方法。
（1） 地下连续墙墙身水平位移监测
深层侧向变形（测斜）采用测斜仪测量，适用于量测围护墙体在不同深度处的水平位移变化。
（2） 地下连续墙顶部水平位移监测
利用前视固定点形成的测量基线，用全站仪测量地表各测点与基线间距离的变化；如果视线受限制，则采用全站仪测水平角、水平距进行计算，从而了解围护体顶部水平位移的情况。
（3） 地下连续墙顶部沉降监测
在地下连续墙顶部的测点处埋入（或打入）顶部为光滑的凸球面的钢制测钉。测钉与混凝土提间不应有松动，利用高精度水准仪观测测点高程变化情况。
（4） 地下连续墙钢筋应力监测
在地下连续墙（包括冠梁、腰梁）钢筋中，布置钢筋应变计，测量钢筋应力的变化，分析计算地下连续墙的受力情况。
（5） 钢筋混凝土支撑、钢支撑内力监测
本工程基坑开挖过程中采用钢筋应力计或者混凝土应变计监测钢筋混凝土支撑内力，采用轴力来监测钢支撑轴力的变化，以确保支挡结构安全稳定及变形要求。轴力计布置在支撑的端头。
（6） 立柱隆沉監测
立柱为钢支撑临时立柱，在立柱顶部的测点处埋入（或打入）顶部为光滑的凸球面的钢制测钉，测钉与立柱间不应有松动，利用水准仪观测测点高程变化情况。
（7） 坑底隆起
在基坑底部的测点处埋入（或打入）顶部为光滑的凸球面的钢制测钉。测钉与基底土体间不应有松动，利用水准仪观测测点高程变化情况。
（8） 基坑外地下水位监测
地下水位监测宜采用钻孔内设置水位管的方法测试。
水位管埋设后，应采用水位计逐日连续观测水位，取至少3天稳定值作为初始值。地下水水位变化量为本次监测值与初始值之差。
（9） 土体分层位移监测
坑外土体分层位移可采用磁性分层沉降仪或深层沉降观测标来测定，适用于监测基坑外地面以下不同深度处土层的沉降或隆起。
2.2.4 监测周期。
施工期间对全过程进行观测。各项监测工作的监测周期根据施工进程确定，在开挖卸载急剧阶段，每天不少于2次，其余情况每3天1次，视监测结果逐渐延长监测周期至每周1次。当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密监测。当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。
2.2.5 建立施工监控预警体系。
（1） 变形控制管理值与预警标准
基坑工程监测预警值需符合基坑工程设计的限值、地下主体结构设计要求以及监测对象的控制要求，以监测项目的累计变化量和变化速率值两个值控制。
① 因围护墙施工、基坑开挖以及降水引起的基坑内外地层位移应按以下列条件控制：
A不导致基坑的失稳；
B不得影响地下结构的尺寸、形状和地下工程的正常施工；
C对周边已有建（构）筑物引起的变形不得超过相关技术规范的要求；
D不得影响周边道路、地下管线等正常使用；
需满足特殊环境的技术要求。
② 基坑及支护结构监测预警值
横琴站基坑按照一级基坑控制标准，施工监测预警值详见《监测方案断面图》。
（2） 建立报警体系
在建立起完善的控制指标体系的基础上，制定出合理的预警报警体系后，针对横琴站基坑制定五级预警体系，如表1所示。
3 .结语
为保证施工监测的精度，必须采取严格的措施。首先，树立良好的质量意识和服务意识，为业主提供满意的产品和服务。其次，组织精干队伍、高素质的人员和精良设备投入到施工监控中，保证所提交的人员、设备到位实施监测工作，按期完成监测任务，测量仪器设备到国家授权部门进行检定，每次作业之前对仪器设备进行常规检查，基准点的选择和起算数据的确定要合理、准确，每一次使用之前都要与控制基标进行联测，保证基准点稳定可靠。最后，监测成果严格实行计算、复核、审核制，确保成果的可靠，变形分析要科学，提高准确性，发现异常情况，及时通报业主。
通过技术角度强有力地支撑施工监控体系，无论是在工程质量，还是外观形象方面都得到提升，确保珠海市区至珠海机场城际轨道交通拱北至横琴段工程横琴车站项目建设顺利完工，各项指标均达到施工总承包管理要求，得到了业主的充分认可，也为类似工程提供了参考。
参考文献：
[1] 王高航，王凤建，朱继芒.城市轨道交通大断面暗挖车站测量控制[J].施工技术，2012，41（379）.
[2] 宋占锋.上海地铁曲阳路车站施工关键技术[D].天津：天津大学，2004.
[3] 刘斌.长春市火车站北广场深基坑施工监测及变形预测研究[D].长春：吉林大学，2011.
[4] 刘建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[5] 李晓旭.铁路地下车站大型深基坑支护设计与变形控制研究[D].成都：西南交通大学，2011.
[6] GB50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范[S].北京：中国计划出版社，2009.