建设期间的变形监测：众所周知，对于繁华城市而言，大型建筑与高层建筑会相对较多，在地铁的施工阶段，会不可避免地影响到施工路段的表面建筑与沿线的地下管道。而且，在建设城市之初并没有过多考虑到道路面以下的结构与状态，所以会造成在地铁建设期间碰到不同于地面建设的各种地貌与状态[2]。在此期间，我们一般会采用图2-1的监测方式应对不同状态的地貌与地理结构。经过长时间的施工经验与大量数据分析表明，在地铁施工阶段，支护结构以及建筑物内部位移变化和应变发展规律以及洞壁各点间的相对位移变化是变形监测需要关注的重点。

图2-1 变形观测方法分类图

地铁运营期间的变形监测：相对于地铁建设期间的变形监测而言，地铁运营期间的变形监测的任务将会更加艰巨。由于地铁对城市建设与城市经济影响的重大作用，这就决定了地铁的运营将是一个长期且持续的过程，地铁作为城市建设与发展的重要手段，致使地铁一旦投入运营，它自身所担当的角色也就立刻在城市发展中得到体现，这一体现决定了其不管在任何原因下（除非非人力可为原因），都不可以随便中断。因此，地铁运营期间的变形监测是保证地铁有效安全运行的唯一方法，该方法不仅从时间上要与地铁的运营统一，同时需要在空间上与地铁运营线路的网络拓展规模同在。一般而言，地铁运营期间的形变监测主要关注于两个方面，一方面是实时观测，另一方面就是实时数据分析。正如前文所述，地铁的挖掘与贯通势必会引起地面沉降与差异沉降（只是沉降值和差异），而城市生活又会实时影响城市地下水水位的变化。这就导致，地铁的变形不仅受地形与地貌的影响，同时还受到地铁运营时间和城市发展的影响。所以地铁变形监测的时效性与长期性在此时需要得到最大性的关注。在很大程度上，某些地段的变形并不是在建设之初就能预期到的，是随着时间变化而变化的。那么此时，实时的地铁变形监测就正好填补了地铁建设之初的监测空白。除此之外，大量且及时的数据分析，也是地铁运营期间，变形监测的一大手段，通过对变形数据分析和处理不仅可以论证建设之初所使用的变形监测方法的正确性，还可以进一步了解此段道路的变形情况，并直接影响到后续该路段地铁的建设与规划。同时，通过大量的变形数据分析，也使得我们更全面地了解该路段的变形情况，为后续地铁的运营保驾护航。

总而言之，地铁建设的发展是城市发展的最终结果，那么城市地下结构的变化以及地下管道线路的变化问题是我们在城市与地铁发展过程中不可忽视的存在。特别是当这些变化速率达到规范约定的阈值时，我们能否及时采取正确妥当的措施去保护周边建筑物以及埋在地下的管道正是地铁变形监测存在的重要原因。

3  中国城市地铁发展现状

相对于1863年地铁的诞生而言，中国地铁建设起步较晚。直至1969年10月，作为中国第一条地铁的北京地铁第一期工程才基本建成。但是，中国地铁的发展速度无疑是迅猛的。截止2016年，这短短的47年间，已经有26座城市铺设了地下铁路交通。预计到2020年，这一数字将扩展到45以上。中国地铁不仅铺设范围广，里程也在不断增长，截止2016年，仅上海就有567公里的地下铁路，最短的青岛地铁全线也达到12公里之多。而这一数字还将在2020年得到进一步提升。如下表所示，从里程上看，中国地铁基本上符合一线、二线、三线城市按城市繁荣程度呈递减趋势。从开通时间上看，北京是第一条通线的地铁线路，天津是全国第二条开通的地铁线路，虽然上海开通的较晚，但是因上海的经济发展和人口因素，目前成为全国里程最长的城市。而从图3-1可看出，中国在2000年前通车地铁数仅占到全国的23%，这也和中国地铁发展概况相吻合[3]。90年代，国务院为了控制中国地铁的发展，当即叫停数个地铁项目，同时因为地铁建设的巨大投入，也导致中国地铁建设在这一阶段形成断层。从表3-1可看出，自2007年后，中国又掀起了一轮地铁热潮，并在未来的10年里得到迅猛发展，该发展与中国的经济形势是分不开的。地铁因其运量大、快速、正点、低能耗、少污染、乘坐舒适等特点将会越来越得到重视。