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上海地鐵主體結構長期監測進行垂直位位移監測和區間隧道管徑收斂監測。

2. 1監測方法

垂直位移采用水準測量方法

隧道管徑收斂監測采用全站儀全斷面掃描法

2.2垂直位移

2.2.1高程系統與監測基準

垂直變形采用吳淞高程系（上海市城市高程系統）。

鑒于軌道交通線路軌道交通線路的網絡化和上海市存在不均勻地面沉降的原因，目前上海市所有的深、淺埋水準點均不宜作為沉降監測控制網的高程起算點，從已有的測量成果資料反映，近10年間地面80%同名深、淺埋水準點沉降量達10mm-99 mm，10%同名深、淺埋水準點沉降量達100mm-197 mm，因此監測控制網選用城市基巖標作為高程起算點

運營期地鐵以地鐵竣工日期為監測時間基準

2. 2.2長期沉降監測工作實施

2.2.2.1.監測控制網  

垂直變形高程控制網采用逐級控制方案：

城市基巖標→基巖標間地面一等線路→地面地下水準聯測→地鐵站臺基準點→地鐵站臺基準間通過地下區間隧道的二等水準線路→沉降監測點

地鐵一號線高程控制網如下圖所示

 圖1.4.1 地鐵一號線沉降監測高程控制網示意圖

2.2.2.2執行規范

執行《國家一、二等水準測量規范》，其主要技術要求見表1.5.1、1.5.2、1.5.3。

                                                       表1.5.1     單位：m

           測站觀測限差                              表1.5.2   單位：mm

往返高差不符值、環線及附合路線閉合差的限差        表1.5.3  單位：mm

注：表中R、F、K分別為檢測測段、環線或附合路線、測段、路線長度，以公里為單位

2.2.2.3.外業觀測

外業觀測應使用上表精度要求自動安平水準儀或電子水準儀及配套的銦瓦水準尺，水準儀及水準尺均應鑒定合格并在有效期內，性能良好。使用期間應按規范要求定期檢測儀器i角。

2.2.2.3.1地面線路

地面水準線路從軌道交通線一端附近的基巖標開測，按一等水準測量精度施測，并閉合到軌道交通線另一端附近的基巖標。

2.2.2.3.2地面地下水準聯測

為工作方便，將地鐵車站出入口附近的一等水準測量線路點與地鐵站臺基準點進行聯測，并與地上水準測量控制線路和隧道水準測量線路形成水準測量閉合環，施測精度按二等水準要求進行。

2.2.2.3.3隧道線路

地下水準測量按二等水準測量要求進行。為縮短觀測時間，提高觀測精度，測量采用2臺電子水準儀分別在上、下行線同時進行觀測，在進行路線測量同時按插入中間點的方式聯測道床上的監測點。

限于現場條件，除線路點外各沉降點觀測允許采用前后視不等距的方法觀測，但必須提高對儀器i角的要求。建議儀器i角調校至小于±5″。

隧道線路測量路線采取單程觀測，上下行線線路均起訖于兩端的地鐵車站站臺基準點，分別組成附合線路。上、下行線形成一個閉合環，整條地鐵隧道水準路線組成水準網。

地下水準測量在地鐵停止運營半小時后后進行，以減少地鐵運營震動影響。

2.2.2.4.監測頻率

   正常狀況下2次/年，局部差異沉降大的區段加密監測。

2.2.2.5.內業數據處理

2.2.2.5.1控制網平差計算

1. 外業觀測資料驗收與質量評定

平差計算前應先對外業觀測資料進行檢查與質量評定。

計算環線閉合差和附合線路閉合差，兩者均應小于規范的限差規定。

按環線閉合差計算每千米水準測量高差中數的全中誤差Mw

      h為測段高差，

k為A點到待求點E的測段數，

n為測線總測站數，

HE(A)為由A點起算的待求點E的高程。

由同名點的兩次高程差得到各監測點的沉降量。計算公式為：

BCi=Hi-Hi-1                                                                            (式2.3.4)

LJi=Hi-H0                                                                          (式2.3.5)

式中:BC為本次沉降量,LJ為累計沉降量,H0為首次高程,H為各次平差高程, i為第某次觀測。

根據各連續監測點的沉降量和里程計算隧道變形曲率半徑，繪制各種圖件

2.3隧道管徑收斂監測

2.3.1管徑收斂監測方法

長期監測的隧道管徑收斂監測沿用了隧道竣工資料編制時使用的全站儀全斷面自動掃描采集數據,擬合計算半徑方法進行。

必須指出，此方法計算得到的半徑值並非是實際值而與變形模型有關，存在一定的模型誤差，但對結構的長期監測而言是有相當的參考價值的。

2.3.2精度要求

有關規范未提出明確的隧道收斂變形允許值指標，現根據上海地鐵嚴格限制荷載作用下結構變形小于1‰D設計要求,取其1/2作為管徑收斂測量精度指標,按地鐵隧道內徑D=5500mm計算管徑測量的中誤差≤±3mm。

2.3.3橫斷面設置與外業觀測

隧道橫斷面應為隧道軸線的法線方向，實際工作中以管片環的前(后)端邊作為隧道橫斷面方向,右圖中m,n點位置設置兩個固定斷面方向標記，兩標記間的垂面上各測點組成隧道橫斷面。外業觀測時設儀器于兩斷面方向標記連線A點上,按設定的測點密度自動測定並記錄斷面方向上各點的三維坐標。按需人工增補測點。

 圖2.4.3：隧道斷面測量測量示意圖

2.3.3斷面數據處理

外業觀測得到的管片內管壁點坐標值經剔粗處理,利用這些數據可描繪出管片環形狀。

根據對管片環變形的認識與理解, 可對管片環形狀進行量化。目前采用橢圓方程按最小二乘原理進行擬合計算, 計算出該斷面的長短直徑（即豎向直徑和水平直徑）。

管徑收斂量根據前后期兩期斷面數據比較得到。