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摘要：文中以福清市公安局阳下派出所业务用房为例，介绍了几种常见的安全监测技术，并从变形预测、数据分析以及安全预警等方面对安全监测技术的应用进行分析，为相关人员提供参考。
0引言
城市地下空间岩土工程有着一定的特殊性，其在施工过程中容易出现地面塌陷以及沉降问题，而对于管线等设施的铺设则容易产生管线断裂以及受力变形等现象，所以相关工作人员应当加强对其安全性的重视。基坑施工中面临突出的坍塌和变形的隐患，对于工程的正常进行以及工作人员的生命安全存在严重的影响。受地下空间结构变化的影响，周遭建筑物会在受力异常的状态下出现倾斜以及开裂等问题。此外，地下巷道也会产生一定的问题，甚至会导致结构变形。由此可见，若想进一步减少上述问题，降低施工风险，应当强化落实对城市地下空间工程的安全监测工作，这样才能为工作人员及时发现隐患和妥善处理相关问题创造良好的条件［1］。
1岩土工程安全监测技术手段分析
1.1工程概况
该项目为福清市公安局阳下派出所业务用房，其所在场地周边都是农田，场地整体呈现出较为开阔的特点，该工程所选用的基础形式为浅基坑，基础底板垫层底标高是15.55m，场地现有的标高处在18.00~19.30m之间，基坑开挖的深度基本上在2.45~3.75m范围之内。该工程在施工过程中使用的是放坡支护形式，安全等级是三级。工程在进行基坑开挖时，难免会造成周围土体应力状态的变化，与此同时，工程周边环境状态以及土体稳定也会产生一定的动态变化。针对本工程所开展的安全监测工作能够有效实现对于基坑稳定和变形情况的监测，对其支护结构以及围护结构的实际设计成效进行合理验证，进而为邻近管线、地表建筑物以及基坑整体的安全性提供保障。
1.2监测技术
1.2.1直接几何法
直接几何法是地下空间安全监测中较为常见的应用方法，对于精密沉降监测来说，电水平尺系统有着较高的应用价值，其在多个地下空间建设中得到了高效应用，而自动实时三维监测系统则可以实现对形变等问题的检测，通过对全站仪收敛变形系统的应用能够有效检测地下空间的形变以及变形。
1.2.2间接几何法
除了直接几何法以外，间接几何法也是应用较为广泛的一种安全监测技术，具体是应用固定式测斜仪进行测斜工作，然后在传感器以及数据自动采集系统的基础上监测地下连续墙水平位移。数字化摄影测量技术或者是巴塞特收敛仪都会使用这一方法。比如当前较常应用的GK-6150固定式测斜仪，主要是在基坑内部进行应用，传感器的合理应用可以精准完成对于倾斜角度变化的合理测量，进而在角度变化计算的基础上，实现对于水平位移量的精确计算。
1.2.3物理方法
物理方法的应用主要是通过雷达反射或者是地震发射对地质情况进行探测，当前主要是采用全站仪和水准仪实施对于支护结构顶的检测，测斜仪则应用在纵深方向倾斜监测方面，而应变计则可以检测其混凝土以及支护结构的应力。物探应用于对周围物质的检查方面。例如在全站仪检测支护结构顶方面，其能够根据基坑以及隧道整体下沉情况展开非接触量测工作，其本身有着多种优势，具体包括适应力强、方便简单以及不会对施工产生过大的干扰等等［2］。
2安全监测技术在城市地下空间岩土工程安全监测中的应用
2.1变形预测
相关工作人员可以使用有限元、边界元或者是半解析元的方法对地表沉降展开预测工作，而在进行有限元预测的过程中，还可以对现有的技术展开进一步的细化，从线性、塑性以及粘弹性的实际情况出发，划分成多种技术分支。上述计算的实施可以采用二维以及三维计算的方式，例如可以应用有限元方法完善地下空间建设的模型分析，在构建三维模型的基础上，明确其出现变形的可能性，在实际开展预测工作的过程中，其所得出的计算数据同实际测量数据能够基本保持一致。有限元计算模式的应用可以通过构建三维非线性模型，对变形情况进行预测，以便于更好地分析工程建设对于周遭岩土体所产生的影响。该模式的应用可以实现对于个体盾构施工的有效模拟，综合分析施工过程中所呈现出的岩土体变形以及地表土体位移等现象，进而总结沉降产生的规律，计算得出相关沉降数据以及分布曲线，其能够最大限度地接近真实数据。工作人员可以在应用该方法的基础上构建起地表沉降的非线性模型，使用DFP算法，完善相应的浮点编码遗传算法，通过优化算法便能够有效解决同类型的线性沉降问题，对辅助模型参数进行确定，并得到更加完整和准确的计算数据。除此以外，还可以使用回归分析的方法，在开展预测工作时，预测可靠性直接关系到数据质量以及数据量。若是一个基坑工程总共包含12个基坑，工作人员便可以利用测量数据展开神经网格训练，并在其中挑选4个数据实时计算，其具体数值应当能够维持在12%以内［3］。
2.2数据分析
在地下空间施工中，岩土体开挖是至关重要的环节，其本身有着高频率以及基础性的特点，采用这种开挖方式会增加其地表变形出现的可能性。技术人员需要在进行煤矿开采之初，深入研究地表移动盆地的问题，由于以往技术条件不足，所以其研究的范围较小，常常会应用在模型试验当中，对各种观测资料进行分析，并结合各项数据对地表沉降经验进行总结。近年来，我国现代化信息化水平不断提升，计算机技术发展在极大程度上为开展大规模数据计算提供了支持，相关研究人员可以在数值分析的基础上对地表形变展开研究，在数据分析、模型试验以及理论计算的过程中，能够精准地开展对于地表沉降的预测。合理应用实测数据，构建灰色模型，进而展开数据分析工作，以实现变形预测的目标，例如在预测变形的过程中，可以采用经验公式作为工具，具体来看，工作人员应当对在施工初期所采集的各种监测数据进行详细分析，并确定特定参数，依照相关规定明确相应的变形预计公式，此后便可以基于该公式达到辅助预测变形的效果。例如，在本文所述的地下工程中，结合实体信息进行计算，能够得出其支护结构基础沉降区间处在0.01619~0.01623m之间，为了能够确保计算的精确性，决定取值s=0.0161,本结构总共包括18根基桩，通过数据分析能够明确该基础单桩荷载为11389.24t，而其单桩抗压钢度值则大概在85189.6t/m左右，结合数值对支护本身所具有的稳定性进行合理判断。
2.3安全预警
安全预警技术需要有机整合多种先进技术手段，进而构建起相应的预警系统，研究人员需要综合考虑工程的具体情况以及监测需要，进而完成对于阈值的科学设定，结合实际情况来看，预警系统将会实时动态地对工程进行智能化的监测工作，一旦环境变化的数值超过了安全值，预警系统便会发出警报。与此同时，警报系统不仅能够进行现场报警，还可以采用发送邮件和手机短信等多种方式向指定终端进行信息的传送，使得有关人员能够第一时间采取处理措施，最大限度地控制事故负面影响的程度。现如今，我国地下空间工程数量处在持续增加的过程中，与此同时，其复杂程度较以往也有了极大程度的提升，这使其对信息化技术的精度有了更高的要求，在这一时代背景下，应当积极构建起更为高效全面的信息系统，切实发挥出信息化施工本身所具有的辅助性作用，降低原本施工难度，提升施工质量和效率，保障工程整体的安全推进。在开展信息化施工的过程中，相关研究人员需要围绕着监测预警技术对管理系统不断地采取完善措施，强化落实对于各种施工数据的检验以及监控工作，进而从根本上为设计的合理性提供保障，以便第一时间对设计和施工中存在的问题进行定位和优化调整。应当在信息系统的基础上，针对前期的假设数据以及拟定参数进行检验修订，以判断其科学性，这样便能够为安全施工提供有效的指导。在施工过程中，需要全面落实对于工程数据的监测工作，并注重考虑其变形问题，将其与设计方案中的数据进行比对分析，若是二者之间并不符合，应当立刻停工，并综合多方面影响因素对其原因进行分析，重新判断原有设计科学性，明确变形对于工程整体所造成的长期影响，此外，还要通过应用反分析法，完成对于岩土力学参数的核定。工作人员需要科学合理地开展岩土工程预测工作，对岩土体本身特点及其对于工程所造成的影响进行分析，并对施工设计进行改进，以保障后续施工的持续平稳实施。预警技术的应用可以基于数据分析，充分同计算机、网络以及通信等技术相结合，最终达到预警监测的效果。在使用预警系统对地下空间工程进行监测时，应当全面分析其施工难度以及具体的工程规模，进而高效地完成安全预警系统的构建工作。具体应当进行预警指标的设计，一旦其达到预警指标，便会报警。工作人员需要合理使用变形预测模型，并将工程数据输入到模型当中进行施工过程的模拟，此举能够使得工作人员及时明确施工中所存在的各种问题。合理应用工程模型能够科学预测基坑以及支护的变形数据，科学比对其变形速率，并了解施工之后有可能会出现的地表变形现象。该模型在支护机构等位移的预测方面有着较高的应用价值，应充分同图形绘制技术相结合，科学实现对于极限状态识别要求和标准的设定工作，为沉降警报以及位移警报创造良好的条件，最终达成预警管理的目标。在城市中往往会涉及到对于位移实测系统的设置，需要同其监测值相结合，进而实现对于地域性神经网络的构建，方便分析变形以及位移情况，进而达到预警的效果。技术人员广泛搜集了以往的施工资料，综合分析了基坑失稳现象的原因，并在此基础上绘制了基坑失稳的数据曲线，明确制定了技术指标和预警数值。当前，在地下工程施工监测中已经有了一定的安全系统，可以为信息管理以及数据监测工作的高效落实创造良好的条件。技术人员能够基于回归分析预测施工的地表变形现象，以保障预警系统在实际施工中的高质量应用。
3结语
综上所述，合理应用安全监测技术能够帮助工作人员实时动态把控岩土工程开展的情况，可以为其采取更高效的施工措施提供参考，对于城市地下空间开发成效的提升有着积极的促进作用。
参考文献
［1］董英，张茂省，李宁，等.城市地下空间开发利用的地质安全评价内容与方法［J］.水文地质工程地质，2020，47（5）：161-168.
［2］李利平，成帅，张延欢，等.地下工程安全建设面临的机遇与挑战［J］.山东科技大学学报：自然科学版，2020，39（4）：1-13.
［3］方涛.福州某大型城市广场地下空间岩土工程实例分析［J］.福建建材，2020（12）：62-64，78.
作者：刘文波 单位：中国建筑材料工业地质勘查中心浙江总队
