多元回归分析法在地铁沉降监测中的应用
明挖地铁车站周边地表沉降监测及分析

明挖地铁车站周边地表沉降监测及分析【摘要】本文旨在探讨明挖地铁车站周边地表沉降监测及分析问题。
在将介绍研究背景和研究目的。
在正文中,将从地铁施工对地表沉降的影响、监测方法、监测数据分析、影响因素探讨以及地表沉降预测模型等方面展开讨论。
在将强调地表沉降监测对地铁施工的重要性,并提出改善地铁施工对周边地表沉降影响的建议。
通过对地铁周边地表沉降的监测和分析,可以更好地掌握地铁施工的影响,保障周边建筑物和地基的稳定性,从而提高地铁建设的安全性和可靠性。
本文旨在为地铁工程的施工和监测提供理论支持和技术参考。
【关键词】地铁车站、地表沉降、监测、分析、施工影响、监测方法、数据分析、影响因素、预测模型、重要性、建议、改善。
1. 引言1.1 研究背景本文旨在研究明挖地铁车站周边地表沉降监测及分析,以探讨地铁施工对周边地表沉降的影响及预测模型,为地铁施工提供科学依据和改善措施。
地铁作为城市重要的交通工具,建设过程中会对地下水文地质环境和周边建筑物产生一定影响,其中地表沉降是一个重要的影响因素。
地表沉降会导致地下管线受力不均匀、建筑物变形等问题,严重影响城市地下设施的安全稳定。
随着地铁建设规模的不断扩大和深部工程的推进,地表沉降监测成为了一项重要工作。
准确监测地表沉降情况,可以及时发现问题并采取措施加以控制和避免进一步损害。
对明挖地铁车站周边地表沉降进行监测及分析具有重要意义。
本研究将通过监测方法和数据分析,深入探讨地铁施工对地表沉降的影响机理及影响因素,建立地表沉降预测模型,为地铁施工提供参考。
通过本研究,可以为地铁施工安全稳定、周边地区环境维护和改善提供有效的科学依据。
1.2 研究目的研究目的是通过对地铁车站周边地表沉降进行监测及分析,探讨地铁施工对地表沉降的影响机制,并建立地表沉降预测模型,为地铁施工过程中的安全管理提供科学依据。
具体目的包括:1. 确定地铁施工对周边地表沉降的影响范围和程度,为相关部门做出合理决策提供数据支持;2. 探讨地铁施工对地表沉降的影响因素,为未来地铁建设提供指导;3. 建立可靠的地表沉降预测模型,提前预警可能出现的问题,保障地铁施工的顺利进行。
轨道交通工程沉降监测技术及应用

轨道交通工程沉降监测技术及应用摘要:轨道交通工程对于地基高度稳定性和变形要求高,因此应进行长期监测。
结合上海轨道交通17号线工程,详细阐述了沉降测量、收敛测量和测量线路布置的技术思路,介绍了沉降测量和收敛测量的测量方法和要求,并对测量结果进行了分析。
监测结果表明,各断面的沉降和直径收敛指标均能满足设计要求。
关键词:轨道工程;工程测量;沉降测量;收敛测量1工程概况上海市轨道交通17号线全线约36.7公里,其中高架段为19.88公里,地下隧道段为16.86公里,正线范围为东方绿洲站到虹桥火车站,东起虹桥火车站(本站与2号线同台换乘),沿崧泽大道南侧平行西行跨越G15沈海高速公路后接转沿盈港东路、盈港路西进青浦城区、淀山湖新城,进入朱家角地区后走向沿318国道南侧平行至东方绿舟,共计13个车站,包含朱家角停车场出入场线、徐泾车辆段出入场线及折返线。
轨道交通工程项目对地基稳定性要求高,在工程施工中要对工程的沉降与隧道收敛情况进行测量。
工程沉降与收敛测量范围为东方绿洲站到汇金路站,包含工作范围内的折返线、朱家角出入场线。
2监测方案2.1沉降点的布设沉降监测点按统一规范用不锈钢材料制成,放置在整体道床或轨道板上。
在道床上钻孔后,将观测点标记嵌入,用植筋胶进行密封观测点的顶盖略高于道床面。
分别对上游和下游线路编号,每个测量点用油漆4标出测量点的数量和里程。
浮置板区段监测点采用不锈钢材料按统一规格制作,布设于环片C型槽内,采用螺栓固定后AB胶封固或采用焊接方式设置。
2.2收敛点的布设收敛断面结合沉降点位置,与沉降点位置对应;区间隧道的第一环、最后一环、旁通道两侧应布设收敛断面。
每个收敛断面宜沿水平直径设置固定测线,不同拼装方式的盾构法隧道收敛断面测线有所区别。
本工程均为单圆通缝隧道,内径5.9米单圆通缝隧道两侧上方接缝中间位置向下量取0.872米的弦长即为水平直径的端点。
管径收敛变形监测点在垂直于隧道轴线方向的同一平面上,布置在管片中心位置,测点应用钢针刻划后用油漆画上明显的十字标记。
回归分析在软基处理监测中的应用

填 土期 间每 天测 1 , 次 间歇 期 问 3天观 测 1次 , 上
完预压 土后 5天 观测 1 。 次
2 4 沉 降观 测 的记 录计算 .
沉 降观测 按施 工 标 段 施 测 4个 三 等水 准 闭合 环 , 联测 各 沉 降观 测 点 。外 业 采 用 蔡 司 DNl ii 2精 密水 准 仪观 测 、 录 , 记 外业 数据 输 入微机 , 用《 形监 测数 据 使 变 处理 系 统 C V — 》 行 处 理 。输 出打 印 各 沉 降 点 的 G 2 6进
数 据可 以作 为地 基处 理变 形分 析 的依据 。
降观测 点按 三等 水准技 术要 求施 测 。
2 1 沉 降监 测 网的测量 .
沉 降观测 基 准点采用 钻 探深 埋基 准点 标 志 的方 法
布设 。在 远离施 工 场地 的堤 坝上 、 公路 上稳 定 的地 方 。 埋设 l 沉 降观测 基准 点 , 0个 编号 为 A AI 。使 用蔡 1~ O
2 沉 降 观 测概 述
为确保监 测 建 、 筑物 的安 全 , 降量测 定 的 中误 构 沉 差一般 为 允 许 变 形 值 的 1 1 / 0~12 工 程 地 基 处 /0 O本 理设计 预计 沉降 量为 一 0 8 0mm。根 据《 程测 量规 范》 工 第9 1 7 . . 条规定 , 工 程 属 于 四 等变 形 观 测 系列 , 用 本 采 蔡 司 DN l 密水 准仪 ( i i2精 标称 精度 :. m k ) 配 0 3r / i 及 a n 套 的数码 水 准尺 , 基准点 按 二等 水准 技术 要求 施 测 , 沉
高程 、 当天沉 降量 、 累计 沉 降量
3 沉 降 观 测 精 度 评 定
地铁施工中高层建筑沉降监测与精度分析

地铁施工中高层建筑沉降监测与精度分析提纲:一、地铁施工对周边高层建筑的影响二、高层建筑沉降监测方法及技术三、高层建筑沉降监测精度分析四、高层建筑沉降监测数据分析和处理五、高层建筑沉降监测在地铁施工中的应用一、地铁施工对周边高层建筑的影响在地铁施工中,地铁隧道挖掘和地铁站建设都会对周围建筑物造成较大的影响,其中最主要的影响就是地基沉降。
建筑物的基础是直接承担房屋荷载的部分,而地基沉降会使建筑物的基础遭受一定程度的损伤,进而危及建筑物的结构安全。
因此,地铁施工对周边高层建筑的影响是非常大的,建筑专家需要进行监测以保证建筑物安全。
二、高层建筑沉降监测方法及技术高层建筑沉降监测是为了判断地基是否变形,从而提前预警和处理强力沉降。
传统的沉降监测方法包括视觉观测、经验公式和三角测量等,但是这些方法准确度较低,不能实现长时间的、高精度的沉降监测。
现代高层建筑沉降监测方法包括测斜仪、全站仪、激光测距仪、GPS和遥感技术等。
测斜仪是常用的沉降监测仪器之一,采用倾斜传感器测量建筑物的倾斜角度,进而计算出沉降量。
全站仪测量能够将三维空间点位数据以高精度进行测量,因此也逐渐成为高层建筑沉降监测的重要技术之一。
激光测距仪和GPS等技术则可以借助激光的高精度和全球定位系统的定位精度进行高效的监测。
遥感技术则通过利用卫星图像、航空摄影及其他无人机、地面监测数据进行建筑物的非接触式测量,达到高效、安全监测的目的。
三、高层建筑沉降监测精度分析高层建筑沉降监测精度是衡量监测方法和仪器好坏的重要技术指标。
精度的高低直接关系到监测到的沉降数据的准确性。
高层建筑沉降监测精度受多个因素影响,例如仪器本身的精度、安装位置的选择、监测数据的采集和处理方法等等。
仪器本身的精度是非常关键的,因此需要选择高精度、精度稳定的仪器,同时在安装仪器时也需要遵循正规、标准的安装流程,以保证测量精度不受外界环境的影响。
四、高层建筑沉降监测数据分析和处理高层建筑沉降数据分析和处理是利用统计学和计算机技术对收集到的数据进行分析和处理。
浅谈地铁施工沉降监测分析与控制途径

浅谈地铁施工沉降监测分析与控制途径摘要:随着城市规模的不断扩大,城市人口的不断增多,交通网越来越复杂。
在进行地铁施工过程中,需要对地铁施工的沉降问题进行分析和控制,进而来保证施工的安全,更好的构建城市的交通网,推动城市的向前发展。
本文主要先分析地铁施工出现沉降的原因,然后针对问题提出相应的建议,以此来为地铁施工作出相应的建议。
关键词:地铁施工;沉降;监测;分析;控制;策略在经济不断发展过程中,对于城市地铁建设力度也在不断增大。
在这其中的地铁隧道工程必须要保证在岩土体内部完成,但是在施工过程中不管开挖隧道的深度多少,都一定会影响到地下地下岩土体,进而破坏土体结构,导致地表出现沉降、变形。
在这过程中,如果地表沉降达到某种程度,就可能会直接影响到地下管道的排布和使用,还会影响到地面建筑的安全。
所以,在地铁隧道开挖过程中,要结合城市的实际发展情况进行合理计划,根据相关的要求来适当调整沉降问题,保证在地铁施工过程中不会影响到地面建筑。
一、地图施工沉降的原因(一)受到开挖施工的影响在开始地铁施工开挖前,可能会存在一定的应力进而导致地层变形,出现收缩现象,这样就会引起地表下沉。
在开始时候后,对于分台阶的设计,会在上下台阶封闭前,所出现的拱顶引起沉降,进而导致地表出现下沉情况[1]。
还有就是在完成开挖初级阶段后,对于混凝土的网喷使用,一定会出现一些孔洞,针对这些孔洞在回填过程中,就会引起土体的下落,进而导致地层出现沉降问题。
在正常情况下,地铁施工本身就较为复杂,对于在这过程中所使用的暗挖法,主要需要分层来进行施工,在分层阶段就会对地层进行破坏,不断的扰动会导致地表出现沉降现象。
在这过程中最为明显的就是不同结构之间的交汇处,沉降问题较为严重。
不仅会在这过程中受到受力的影响,而且还存在很多其它的问题,进而产生较为严重的沉降。
(二)受到降水施工的影响为了能够保证在进行地铁施工过程中,没有存在任何水体,就需要对其进行降水施工。
回归分析在隧道工程施工监测信息中的应用

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为结 构 矩 阵 : 进行 的内力计算 ” 地下工程现场监控量 测主要 目的是及时准确地掌 1 x - ' g 2 t … xf n 握 围岩 的工作状态 . 判断围岩的稳 定性与支护结构的合理性 。尤其是 / 3 = 够 … 卢 为 待估参数 的单 列矩阵 ; 8 = ( 8 , s : , … e 为 随机误 在软弱 围岩地下工程施工过程中 . 监控量测 工作 十分关 键㈣ 。利用 回 差 的单列矩 阵 归分析方法 对现场监测数据 进行处理可 以预测围岩 的最 终位 移值和 通常对拟合模 型 的适用性作 假设检 验的原 假设 和被 择假设 位移变化速率 1 1 ] . 对判断隧道围岩的稳定 性具有重要意义 。 本文 以韩 Ⅳ 分别为 : 杖子隧道 为实例 , 利用指数 、 对数 和双 曲函数形式 , 进行隧道 拱顶 、 周 口0 徊= 0 , e  ̄ i . i . d . N ( o , o - Z 1 f ) ; 日 ≠0 ( 9 ) 边和地表沉 降监测数据的 回归对 比分析 . 得出三种常见 的函数 回归分 式中 , 卢中不含有常数项的元素 。 对于式f 7 ) 或式( 8 ) 的线性模型, 若 析优劣 , 对类似工程数据处理提供 借鉴参 考。 接受 H o ; 8 = 0 . 则可认为拟合模型中的每一项均不显著 。 即 不适用。否则 。 1 . 量 测 数 据 处 理 原 理 拒绝 风, 可以认为口≠0 , 即模型中至少有一项不为零 , 即该模型有效 。 1 . 1 单变量线性模型最小 二乘原理 2 . 算例分析 , 最 小二乘 法 ( D i s c r e t e L e a s t S q u a r e s A D p r o x i m a t i o n ) 是 1 9 世纪由 2 . 1 隧 道 工 程 实 例 L e g e n d r e和 G a u s s 所创立的统计处理方法 。无论在静态和动态、 线 陛和非 凌源至绥中高速公路韩杖子隧道为 V级围岩. 采用双侧壁导坑法 线l 生 等模型的拟合方面, 还是参数估计 、 最优化分析等数据处理领域 , 至 施工 . 先 开挖 隧道两侧导坑 . 并及时施作导坑 四周锚 网喷初期支护。 今一直应用最小二乘法解决各种实际问题 正洞 上部开挖要 比导坑滞后 1 5 ~ 2 0 米. 开挖完成后及 时施作初期支 若给定数据为 y k ) , k = l , 2 , …, n , 单变量线性模型即为 : 护, 使其封 闭成环 , 确保结构的稳定。 y k = l f O + J  ̄ l X k + e k , k = l , 2 , …, r l , ( 1 ) 韩杖子 隧道监控量测 , 主要进行了地表下沉 、 拱顶下沉及周边收 式中 , 慨 ) 为待估参数 ; e 为随机误差 。 敛情况 的观测 韩杖子隧道右线主要 由粉质岩粘土 、 全、 中风化熔结 岩体破碎 , 强度较低 , 存在低 速破碎带 . 且为浅埋段。 令 Q对 ) 的两个偏 导数为零条件 下 , 求解 。 , ) I 得 到以下法 凝灰 岩组成 。 2 . 2地表沉降 回归分析 方程 的解 : 针对 韩杖子 隧道施工过 程 中随时间 ( T ) 监 测的沉 降值 ( u ) , 运 用 , 斌 ∑ : : 。 k = ∑ : : Y ( 2 ) 下 列函数 : ①指 数 函数 U = a x e b m ; ② 双 曲函数 U = T / ( a + b T ) ; ③对数 函 反 ∑ ; : ∑ k 2 = E  ̄ 札 Y ( 3 ) 数 U= a + b / l o g ( 1 + c ] 进行 回归对 比分析。 T为时间, 单位天 , u为实测值 , 由以上两式可 以得 : u 为 回归值 。 单位是 m m。 表1 回归分析确定的地表下沉时态 曲线参数
轻轨连续箱梁沉降观测及控制技术(三篇)
轻轨连续箱梁沉降观测及控制技术引言:轻轨交通系统在城市快速交通领域有着广泛的应用。
为保证轻轨线路的安全运行,轨道与桥梁的沉降观测与控制是必不可少的技术手段。
本文将介绍轻轨连续箱梁沉降观测及控制技术的基本原理、方法和应用。
一、轻轨连续箱梁沉降观测技术1. 沉降观测目的轨道与桥梁的沉降观测是为了及时发现并监测轨道或桥梁沉降变形情况,从而保证轻轨线路的安全运行。
沉降观测可以帮助工程师判断桥梁结构的稳定性,并进行相应的维护和修复。
2. 沉降观测方法轨道与桥梁的沉降观测方法主要包括地面测量法和内部传感器法两种。
地面测量法是通过放置地面测量设备,如水准仪、测斜仪、全站仪等,在轨道或桥梁周围进行观测。
这种方法简单直观,但受限于测点布设和环境条件的影响较大。
内部传感器法是将传感器嵌入到轨道或桥梁结构内部,通过实时监测传感器的变形情况来进行沉降观测。
常用的传感器有压力传感器、位移传感器、变形传感器等。
这种方法能够得到更准确的沉降数据,但在施工时需要事先安装传感器,增加了工程成本。
3. 沉降观测数据分析通过进行沉降观测,可以获得一系列的沉降数据。
对于轨道与桥梁的沉降观测数据,可以进行数据处理和分析,包括数据清洗、数据筛选、数据拟合和数据对比等,以得出沉降变形的趋势和规律。
二、轻轨连续箱梁沉降控制技术1. 沉降控制目标轻轨连续箱梁的沉降控制旨在保证梁体结构的平稳沉降和沉降变形的控制范围,防止过度沉降引起轨道变形甚至桥梁破坏。
2. 沉降控制方法轻轨连续箱梁的沉降控制方法主要包括基础处理、沉降管控和变形监测三个方面。
基础处理是在轻轨连续箱梁建设前对基础地质条件进行处理,如注浆加固、土体加固和软弱地基处理等,以提高基础的承载力和稳定性。
沉降管控是通过在轻轨连续箱梁下方设置沉降管和沉降孔,控制梁体的沉降。
沉降管可以通过人工调节管内流体的压力来控制梁体的沉降速度和变形情况,达到控制沉降的目的。
变形监测是在轻轨连续箱梁建设过程中设置沉降监测系统,实时监测梁体的沉降变形情况。
轨道交通(地铁)专项监测技术总结及数据分析
轨道交通(地铁)专项监测技术总结及数据分析摘要:为保障地铁前期建设施工的顺利进行以及后期的安全运营,地铁监测工作将伴随着地铁建设及运营的全过程。
地铁结构(主要有车站、隧道)变形可发生在建设期、运营期,也可发生在外部施工作业期。
为满足施工和后期运营接管单位对沉降测量与管径收敛测量的要求,编制详细的测量方案,合理布设长期沉降观测点,并结合长期沉降观测点合理布设长期收敛测量标志,按照相关规定及规范采集数据并经严密平差计算,形成测量成果报告。
为轨道交通运营阶段长期线路结构监测采集线路初始数据,确定合适的技术标准和参照基准,为隧道安全提供基础数据。
关键词:专项监测、沉降、收敛、自动化监测、钢环1、引言随着我国经济的发展城市化率的不断提高,城市交通与城市发展的矛盾问题日益突出。
为提高城市空间的综合利用率,发展城市轨道交通成为缓解交通和城市用地这一矛盾的关键。
地铁隧道在多种因素影响下,会出现土体变形、沉降情况。
土体变形、沉降达到一定限度,不仅会影响地铁施工及后期的正常运行,还可能引发安全事故,造成人员伤亡,因此需要全程对其进行监测。
在地铁隧道建设期因地质、施工事故及地铁运营期外部施工等可能引起地铁隧道结构变形的情况要进行地铁专项监测。
2、项目背景某轨交线路某段上下行安全联络通道建设过程中出现大面积渗漏。
针对该区段情况采取了内衬钢环加固。
为保障建设施工及后期地铁的安全运营,对该区段进行专项监测工作。
3、项目概况3.1、监测区域简表表1.某轨道交通某号线某站1#联络通道区域简况3.2、监测范围及内容该项目监测范围为:上行线1545环~1400环(其中1460环~1481环为钢环片)、下行线1545环~1400环(其中1458环~1485环为钢环片)。
监测内容包含:静力水准自动化沉降监测、人工沉降监测及人工收敛监测3.3、监测频率静力水准自动化沉降监测采样频率为1次/2小时;人工沉降、收敛及裂隙监测频率为2次/周—1次/月。
非线性回归分析在某地铁隧道施工监控中的应用
非线性回归分析在某地铁隧道施工监控中的应用摘要:选择在建地铁隧道拱顶沉降的一组实测数据,进行非线性回归分析,通过对相关系数、标准差以和回归函数与实测值曲线的综合对比,选择适当的回归函数对拱顶沉降的趋势作分析预测,得出该断面拱顶沉降变形逐渐趋于稳定,可以根据施工安排施作二衬。
关键词:施工监控;非线性回归分析;地铁隧道中图分类号:u231+.3 文献标识码:a 文章编号:0 引言隧道施工的新奥法思想认为,隧道围岩有一定的自稳能力。
在中国,新奥法的思想有进一步的发展和创新,学者和工程师们运用喷锚支护的新方法,使围岩和初支一起协调变形,逐渐趋于稳定,再进行二衬施作 [1]。
目前的隧道大多采用新奥法原理设计和施工,为了充分掌握隧道围岩的变化情况,在隧道开挖施工过程中的监控量测工作是必不可少的。
《铁路隧道监控量测技术规程》(tb10121-2007)[2]详细规定了铁路隧道监控量测的各种要求,公路及其他隧道也参照执行。
但是,隧道施工监控量测原始数据具有一定的离散性,不易从中得出围岩变化趋势的详细信息。
而对实测数据进行回归分析,可以得到一个与实测数据趋势相近的函数,通过该函数可以充分掌握围岩变形的实际情况,指导安全施工[3]。
本文通过对某在建地铁隧道的监控量测数据进行回归分析,选择适当的回归函数,对隧道围岩的变形进行理论分析和预测,从理论上指导施工。
1 工程概况该地铁隧道穿越范围内有河流冲积平原及丘间谷地;地形起伏较大,地面高程在3.01~23.28m。
隧道结构形式为单线单洞断面,线路平面最大曲线半径为3000m,最小曲线半径为1200m,区间左右线线间距15.3m~28.5m。
隧道最大线路纵坡为25.0‰,最小纵坡为2.0‰,竖曲线半径为10000m或15000m,隧道拱顶埋深为10.1m~39.4m。
沿线建筑物密集,隧道下穿民房、商业用房、市政道路等永久性建筑物,交通较为便利。
隧道穿越范围内地下管线密集,种类繁多,据管线资料及现场勘探,场区内的主要地下管线有电缆、通讯线缆、给排水水管、煤气管等,埋深不等。
明挖地铁车站周边地表沉降监测及分析
明挖地铁车站周边地表沉降监测及分析【摘要】本文旨在研究明挖地铁车站周边地表沉降监测及分析。
首先介绍了研究背景、研究目的和研究意义。
随后详细介绍了监测方法和监测数据处理过程,对地表沉降进行了分析,并探讨了影响因素。
最后进行了安全风险评估。
监测结果表明地铁车站周边存在一定程度的地表沉降,需要引起重视。
建议加强监测与预警工作,降低安全风险。
通过本研究,可以为类似地铁车站周边地表沉降监测提供参考,并为城市规划和工程建设提供重要参考依据。
【关键词】挖地铁车站、地表沉降监测、监测方法、监测数据处理、沉降分析、影响因素分析、安全风险评估、监测成果总结、建议、展望、研究启示。
1. 引言1.1 研究背景地铁在城市交通系统中起着至关重要的作用,已成为现代都市生活的重要组成部分。
随着地铁网络的不断扩大和车站规模的逐步加大,地铁车站周边地表沉降问题也日益受到关注。
地铁的运行会对周边地表产生一定程度的振动和压实作用,进而导致地表沉降的发生。
地表沉降不仅会对周边建筑物和道路造成损坏,还可能影响地下管线的正常运行,甚至对地铁运行安全造成威胁。
目前,对地铁车站周边地表沉降进行监测及分析已经成为一项急需解决的问题。
通过及时监测地表沉降情况,可以有效预警潜在风险,及时采取措施进行修复和加固,确保地铁运行安全和周边建筑物的稳定性。
开展对地铁车站周边地表沉降的监测及分析研究具有重要的现实意义和实用价值。
本文旨在对明挖地铁车站周边地表沉降进行监测及分析,以期为地铁运行安全和周边环境保护提供科学依据和技术支持。
通过对监测方法、监测数据处理、沉降分析、影响因素分析和安全风险评估的研究,进一步探讨地铁车站周边地表沉降问题的成因和解决方案,为相关领域的研究提供借鉴和参考。
1.2 研究目的深入研究地铁车站周边地表沉降监测及分析是为了进一步了解地铁施工对周边地表造成的影响,并且为地铁运营期间的安全管理提供科学依据。
具体研究目的包括:1.探究地铁施工对周边地表沉降的影响规律,为工程施工提供技术支持和风险管控措施;2.分析地铁运营对周边地表沉降的影响,为地铁运营期间的安全管理提供科学依据;3.总结地铁车站周边地表沉降监测及分析的经验,为类似工程项目的沉降监测及分析提供参考。
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多元回归分析法在地铁沉降监测中的应用
发表时间:2019-08-01T10:48:07.877Z 来源:《基层建设》2019年第9期作者:董伟1 苏旭锋2
[导读] 摘要:近年来,随着我国经济的快速发展,地铁工程坚实的也十分迅速。
1西北综合勘察设计研究院陕西西安 7100032陕西生态环境规划设计院有限公司陕西西安 710075
摘要:近年来,随着我国经济的快速发展,地铁工程坚实的也十分迅速。
在地铁隧道工程施工过程中,由于施工条件的不可预见性和复杂性,常常造成隧道设计与实际情况不符,施工中安全事故频现。
在地铁运营阶段,高强度的车辆运行对隧道变形会产生巨大的影响。
另外,地铁隧道沿线周边如有施工、恶劣天气条件或严重的地质灾害等都对地铁隧道安全造成巨大的威胁。
为了保证施工安全及隧道投入运营后的安全,在施工过程中及地铁运营后对隧道沿线进行连续性变形监测与变形预测是十分必要的。
关键词:多元回归分析法;地铁沉降监测;应用
引言
随着经济实力的增强和城市规划规模的扩大,乌鲁木齐市进入了城市建设快速发展时期。
自2013年至今,乌鲁木齐市地铁试验段开工已有4a之久,地铁工程正处于一派繁荣的建设阶段,随着各地铁标段施工进程不断的精细化,变形监测已成为地铁工程中的重要环节。
城市地铁暗挖隧道工程具有很大的危险性,其风险级别远大于明挖工程,因此为全面提高地铁暗挖工程的质量,加强地铁暗挖前以及暗挖过程中的变形监测是极为重要的。
1乌鲁木齐市地铁某标段变形监测
1.1工程概况
乌鲁木齐市轨道交通线一期工程某区段包括一站两区间,即中桥站212m、南门站至中桥站区间591m和中桥站至碾子沟站区间954m,区段全长为1757.53m。
目前该地铁施工标段已挖好1#~3#竖井,围绕竖井展开的地表控制点、各类管线点、竖井圈梁点沉降变形监测都是为地铁横通隧道以及竖向隧道的暗挖施工做准备工作。
1.2工程地质条件
区段沿线地貌单元属于乌鲁木齐河阶地地貌单元,地形南高北低。
孔口地面高程为875.06~876.35m。
地层自上而下可分为若干个单元层,按不同岩性和工程性能各岩土层又可分为若干亚层,其分布情况以及工程地质特征描述为:1)第四系全新统填土层(Q4ml):第1~2层素填土,沿线地表普遍分布;揭露层厚为1.10~7.20m,灰褐色~灰色,稍湿、松散;以粉土、黄土、砾砂、圆砾以及卵石土为主要组成部分,多以就近采取填筑,一般由一种或多种成分组成,含少量砖瓦碎屑,具有大孔结构,结构疏松、土质不均匀,部分地段含砖瓦等杂填包裹体。
该层强度较低,不均匀程度高,自稳性差。
2)第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl):第2~4层黄土状粉土,主要分布于车站以西局部区域;揭露层厚为0.40~3.20m,黄褐色,稍湿、中密~密实;干强度和韧性低,孔隙较大,摇振反应慢~中等,局部夹薄层粉砂,个别钻孔见砾石,含量<5%。
根据初勘实验结果,该层土具轻微湿陷性。
2监测点埋设方式
乌鲁木齐市地铁标段施工区主要监测项目包括竖井圈梁沉降、横通道内拱顶沉降、净空收敛(竖井井壁和横通道内)、道路与地表沉降、地下管线沉降监测和地下水位监测。
根据目前施工进度情况,本文主要对地表控制点、各地下管线点和竖井圈梁点进行定期监测。
控制网由基准点和工作基点组成,根据该站地下管线的分布密度以及施工现场的具体情况分级埋设,整个工程的高程控制网由分段布设的独立网组成,均采用环路式布网。
地下管线的沉降、差异沉降和其他沉降监测均采用共同的水准基点,因此选址时要综合考虑各项观测项目的密度和风险工程等级等,根据现场具体条件合理布置,各监测点埋设如图1、2所示。
2.1综合预警的判定标准
综合预警判定需通过现场核查、会商和专家论证等步骤,按照表1的分级标准进行确定。
监测数据沉降控制标准以及频率要求如表2所示。
2.2地铁施工段地表和地下管线沉降监测
根据地表和地下管线控制点布网图,在地铁施工段外西侧设置一个地表控制点,作为地铁施工区内待测各点的引测固定控制点。
根据地铁施工测量规范要求,水准测量仪器为天宝DINI-03电子水准仪,水准等级为一、二等水准,测量模式为BBFF模式,监测周期为1次/3d,竖井圈梁点、地下管线点(以污水管线为代表)和地表点5期的监测沉降数据如表3所示。
各监测点沉降变化趋势如图3所示。
3Matlab回归模型的建立
Matlab是一个集数学运算、程序设计、图像管理和生成于一体的系统,本文将建立的数学模型应用于地铁变形监测的数据处理中。
多元线性回归预测是当预测对象y受到多个因素x1,x2,…,xm影响时,若这些因素与预测对象为近似的线性关系,则可建立多元线性回归模型。
其数学公式为:ybbxbxbx 01122nn 式中,y为预测对象,也称因变量;xi为各影响因素;b0,b1,…,bn为待定的回归系数;ε为随机误差,一般假设其服从标准正态分布,即ε~N(0,σ2)。
利用Matlab建立回归模型时,在Matlab编程界面使用regress命令实现多元线性回归。
调用该命令的简单格式为:b=regress(y,x),x为输入,y为输出;或[b,bint,r,rint,stats]=regress(y,x,alpha)以2#竖井人工暗挖横通道为例,横通道暗挖长度和监测时当日气温因素是影响监测点沉降位移的直接因素,本文利用Matlab研究这两个因素对地铁施工过程中地表沉降的影响,并绘制回归预测曲线。
以DB-1-1监测点数据为例,观测数据见表4。
利用Matlab软件对表4中的数据进行编程,得到的回归系数为:b0=0.1590;b1=0.0155;b2=-0.0956。
对所得的回归系数进行检验,由
Matlab的rcoplot(r,rint)残差分布程序绘制的残差分布图可知,第3个数据的残差值处于残差异常状态,属于异常残差值,分析回归模型时剔除即可,其余11个残差值均处于残差的rint置信区间内,且均呈正态分布,符合模型需求。
在检验完回归系数和残差值在模型中的可靠性后,还需对Stats中的4个值进行检验。
其检验结果为:①残差的各项值均未超过rint对应的置信区间,运行结果有效;②复相关系数R2的结果较接近1,说明模型显著性较好;③rint的置信区间均不超
过1,说明模型的有效性较好;④统计量值F较大,说明模型显著性较好;⑤估计误差方差δ2小于1,说明监测数据的可靠性较好;⑥模型中设定a=0.5,概率P<a,因此回归模型是有意义的。
结语
1)构建合理的数学预测模型,可以有效指导施工,及时地反映隧道变形的情况,起到积极的预警作用。
本项目结合自动化变形监测系统的连续观测数据,建立预测模型对隧道形变的连续变化进行预测,对地铁的安全运营具有重要的意义。
2)本文的基础变形分析模型采用多元线性回归模型,处理变形量与多个影响因子直接的关系;频谱分析是分析研究动态观测时间序列数据的一个重要途径,该方法是将时间域内的观测序列通过傅立叶变换转换到频率域内进行分析。
本文利用频谱分析方法去求解影响周期T主要是通过对隧道变形量作频谱分析。
3)在变形分析的基础上,预测模型还可以实现变形预测与辅助粗差剔除。
参考文献:
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