前海-南山深隧系统工程作为前海“水屏障”，是国内第一条大型综合排水深隧系统。工程最大风险源是沿主线分布的9座超深基坑（主隧竖井6座，预处理站3座），深度均超过40m，其中主线上的通风竖井基坑最深约47.2m。
这个隧道很深，很难挖，施工很危险，项目团队如何解决这些困难？
今天，我们将深入这个工程，了解项目团队如何运用工程监测这双“慧眼”，为项目施工保驾护航？
前海-南山排水深隧系统深基坑平面分布图
近年来，地下空间不断向深层发展，基坑的深度与广度均在不断刷新纪录，同时工程周边市政设施密集，施工难度和要求越来越高，基坑监测是保障工程顺利施工和周边环境安全的有效手段之一。为获取科学有效、准确、及时的数据，监测技术不断向精细化、自动化、智能化方向发展。
前海-南山深隧系统工程施工难度及变形风险控制难度极大，工程监测作为指导信息化施工的“眼睛”，必须第一时间提供精准的监测数据，这对监测工作提出了极高的要求。
项目介绍
前海深隧工程于2019年5月30日开工建设，总投资约24.1亿元，沿月亮湾大道西侧布设，起点为现状关口渠，终点为铲湾渠水廊道，跨南山区和前海深港合作区，主要建设内容包括主隧、支隧、进水接驳工程和预处理站、大型枢纽泵站及初雨水转输专管等。
该项目是国内第一条集旱季污水收集、雨季污染控制、防洪排涝三重功能于一体的大型综合排水深层隧道；建成后将把前海防潮标准提至200年一遇，防洪标准提至100年一遇，城市内涝防治标准提至50年一遇。
一
建立完善四维工程监测体系
为了全面掌握超深基坑工程的变形情况，前海-南山深隧系统采用了人工与自动化相结合的监测方式，设置了全面的监测项目，建立了四维工程监测体系。
人工监测项目主要包含：
⑴
围护顶水平位移监测；
⑵
围护顶竖向位移监测；
⑶
围岩收敛监测；
⑷
周边地面竖向位移监测；
⑸
周边建（构）筑物沉降、裂缝监测；
⑹
周边地下管线竖向位移监测；
⑺
基坑支护体系及周边环境日常巡查。
自动化监测项目主要包含：
⑴
地下水位自动化监测；
⑵
深层水平位移自动化监测；
⑶
支撑轴力自动化监测。
项目构建了包含10大项监测项目的完善监测体系，高效、全面反应基坑工程支护结构本体及周边环境变形情况。
围岩收敛监测和围护顶水平位移监测
周边地表及建筑物竖向位移监测
深层水平位移监测与隧道渗漏水巡视
二
超深基坑监测技术与装备
自动化监测实现了变形数据的自动采集、传输、预警等功能，实时精准的数据编织出一张天网，有效发现变形风险并及时处置。
01/ 超深地墙深层水平位移自动化监测
对于深隧超深基坑来说，基坑围护结构的变形大小直接关系到支护本体的安稳，针对该重要监测项目，采用了基于MEMS传感器的分布式自动化测斜采集系统，该系统具有如下优点：
1. 采用MEMS传感器使测试单元微型化，输出信号数字化。
2.传感器间采用总线布置，实现超深地墙1米间距1个传感器布置，实现了超深地墙深层水平位移高精度监测，达到0.1mm/m。
3.结合采集设备和传输设备，实现数据自动采集、发布。
分布式测斜系统构成示意图
根据围护结构深度，预先绑在地下连续墙或桩的钢筋笼内，在基坑开挖过程中，实时监测围护结构深层水平位移。
自动化测斜采集系统安装
02/ 支撑轴力自动化监测
工程监测中支撑轴力监测主要采用的是应力传感器，应力传感器主要为振弦式频率监测元件。轴力自动化测量系统可以准确测量传感器内部振弦的振动频率，自动化采集设备将采集的振动频率上传至云端后，通过云端服务器计算出支撑的受力变化情况。
支撑轴力自动化传感器安装与调试
深隧项目基坑开挖深度大，本项目主隧结合井等超深基坑内架设了多达9道钢筋混凝土环形支撑。支撑应力监测采用自动化采集系统后，极大地提高了监测效率，并规避了人工数据采集需进入每道支撑上的高坠风险，也确保了基坑支撑体系受力状态的实时性。
03 / 地下水位自动化监测
考虑到隧道曲面段与变坡段的特殊性，搪瓷钢板安装采用三维可调干挂系统，有利于调整曲面段和变坡段中转弯位、坡度落差位的自然过渡，从而简化安装和拆卸难度。
无线自动化水位计
在现场水位孔中放置压敏式水位监测元件，在水位孔的上部放置采集模块，水位变化产生的压力直接作用于压敏式传感器元件上，通过压力变化量来计算水位液面的变化。水位监测数据可通过内置的物联网发射模块，直接实时传输至监测云平台，云平台服务器再将液面高度计算后转换、存储为水位高程。
无线自动化水位现场安装
水位自动化监测成果曲线图
三
多数据融合的深基坑风险管控平台
前海-南山排水深隧系统工程具有工点多、线路长、风险大的特征，各个工点汇集到一起的变形监测数据量也异常庞大、繁杂，构建多数据融合的监测数据风险管控平台，则实现了对不同类型监测数据的共享、预警及分类管理，达到了信息化管控的目的。
监测状态总览（绿色代表无风险）
本项目中运用的“前海-南山排水深隧系统工程信息化管控平台”，以工程安全管理为出发点，对工程相关的地质勘察、设计、施工进度等资料，以及测点信息、监测仪器设备、监测数据、周边建筑物环境等有关资料进行全面集成管理。
信息化管控平台
深基坑风险管控平台架构及web、app端页面展示
平台针对工程建设中不同管理人员的定位角色，设置了业主、施工单位、监理单位、监测单位及其他参建方不同业务需求的模块系统，具体分为五大模块，分别是：系统管理后台、项目管理后台、数据处理系统、Web发布系统、App发布系统（移动端），同时赋予不同的权限功能，使监测数据运用起来更加便捷时效。
平台不同角色用户
通过信息化平台实现了对人工监测数据、自动化监测的综合管理，以及对施工监测单位和第三方监测单位双方监测数据的比对、管理，通过一个平台解决了同一个项目不同来源数据应用管理的难题。
实时自动化及人工监测数据查询
第三方监测及施工监测数据综合查询
通过信息化平台实现了对监测异常变形信息的及时预警、推送，方便各方通过平台及时掌握异常变形数据的发展趋势，起到了信息化指导施工的作用。
通讯员：基建事业部 牛宏荣 赵启嘉
编辑整理：胡洁贞
校审：姜媛媛 朱斌
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