ΔL=L(sinθ1-sinθ0)

　　式中:L为梁的长度;θ1为现时倾角值;θ0为初始倾角值。

　　(2)既有线路结构或者车站结构上的变形缝、结构与道床裂缝,采用可接数据采集器的三向测缝计监测。测缝计是电感调频类智能数码位移传感器,传感器两端的万向结构适用于各种场合的位移测量。测缝计的外型是直径15mm、长170mm的圆柱体,量程达100mm,灵敏度为0.01mm。将测缝计安装在精制的支架上可实现三向变位的监测。

　　(3)轨距动态扩张采用智能数码位移计监测。位移计的原理与测缝计的原理相同,但它可以连接加长杆,实现较大距离的相对位移的监测。量程达100mm,精度为0.01mm。

　　2.2 监测数据采集与远程传送[6,7]

　　待设备布置调试好后,读取各监测项目的监测值,取3次监测数据的算术平均值作为初始监测值。然后根据监测方案,在计算机软件系统中设置监测频率,通过监测设备采集监测数据。

　　监测设备采集的监测数据通过电缆传输到数据采集器上,数据采集器汇总后通过通讯线路传输到主控计算机,主控计算机处理后通过公共网络传输到监测单位、运营公司和施工单位,实现数据的远程传送。

　　2.3 监测数据的后台分析处理与反馈

　　主控计算机接收到监测数据后,通过专业技术软件进行整理、计算、存盘,绘制各种表格及曲线图,当曲线趋于平缓时推算出最终值。各监测项目的原始数据也可以根据需要采用人工方式分析处理。

　　将计算机数据分析处理结果传输到监测、运营、施工单位,各单位根据现场情况和工程经验,判断地层支护结构的稳定性,决定是否需要调整设计参数、改变施工方法或采用辅助施工措施,从而完成信息的反馈。

　　整个监测的流程见图2。

　　3 数据处理

　　原始数据经过审核、消除错误和取舍之后,形成日变化数量和累计变化值,存入管理数据库。根据数据计算结果,绘出各监测项目观测值与施工工序、施工进度及开挖过程的关系曲线,并按规定格式提交报表[8,9]。

　　对监测数据进行回归分析,以预测该测点可能出现的最终位移值和既有线路的安全状况。变形与时间、变形与开挖进尺关系曲线按下列函数形式进行回归分析和图形处理。

　　u=Alg(1+T) (1)

　　u=Ae-B/T (2)

　　u=T/(A+BT) (3)

　　u=A(e-B/T-eB/T ) (4)

　　u=AT2+BT+C (5)

　　式中:u为累计变形值;T为量测时间或进尺;A,B和C分别为回归常数。

　　根据回归曲线的拟合程度,选择相关系数最大或方差最小的函数为该量测数据的回归拟合曲线。以所选择的回归拟合曲线趋势值、变化率与信息反馈基本判别准则进行比较,判断地层被扰动状态和洞室稳定状态。如果出现反常曲线,如图3所示,表明围岩和支护呈不稳定状态,应加强监视和保护措施,立即通知甲方、运营公司、施工单位及相关部门。必要时停止开挖并进行施工处理。

　　4 工程应用实例

　　地铁5号线的左线采用浅埋暗挖法下穿地铁2号线雍和宫车站。该浅埋暗挖段从雍和宫站出发,向北穿越环线地铁及护城河,终止于1号和2号盾构井。地铁5号线的顶板与地铁2号线的底板净距离约为36cm,浅埋暗挖法穿越长度为22.9m,采用上、下台阶法施工,断面尺寸为600cm×655cm,由北向南开挖。地铁5号线和2号线的穿越关系如图4所示。