地鐵盾構(gòu)隧道軟土區(qū)間施工監(jiān)測(cè)與安全

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1、專業(yè)知識(shí)分享版摘　要：近年來(lái)，我國(guó)各大城市迎來(lái)了地鐵建設(shè)的高峰期。地鐵隧道施工不可避免地會(huì)對(duì)周圍土體產(chǎn)生擾動(dòng)或破壞，導(dǎo)致地表和周邊建筑沉降，而沉降控制的好壞直接關(guān)系到隧道結(jié)構(gòu)和周邊建筑的安全。為了解長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線體育公園站-長(zhǎng)沙大道站盾構(gòu)區(qū)間的沉降狀況，結(jié)合沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析盾構(gòu)施工區(qū)段的沉降狀況及規(guī)律。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，該盾構(gòu)區(qū)段施工未引起地表及周邊建筑產(chǎn)生較大沉降，各沉降監(jiān)測(cè)值均滿足規(guī)范要求，可為其他地鐵施工監(jiān)控分析提供參考。關(guān)鍵詞：地鐵；沉降；盾構(gòu)法；施工監(jiān)測(cè)1引言近年來(lái)，隨著城市交通量的急劇增長(zhǎng)，地面交通擁擠現(xiàn)象日益嚴(yán)重，合理開發(fā)利用地下空間已成為解決交通堵塞問(wèn)題的

2、有效途徑[1]。地鐵作為一種現(xiàn)代化的地下交通工具，具有安全可靠、準(zhǔn)時(shí)方便、污染少、耗能低以及運(yùn)輸速度快等優(yōu)點(diǎn)，有著廣闊的發(fā)展前景。目前，我國(guó)諸多城市已迎來(lái)地鐵建設(shè)的高峰期。在地鐵隧道施工方法中，盾構(gòu)法因具有智能、安全、快捷、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，而得到廣泛推廣和應(yīng)用。但盾構(gòu)法施工不可避免地會(huì)對(duì)周圍土體產(chǎn)生擾動(dòng)或破壞，引發(fā)不同程度的地層位移和變形[2]，最終導(dǎo)致隧道上方地表沉降，甚至地面坍塌事故的發(fā)生[3-5]。因此，對(duì)盾構(gòu)施工中的隧道進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)和控制顯得尤為重要。本文以長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線為例，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析盾構(gòu)施工區(qū)間的沉降狀況，研究地表沉降規(guī)律，以確保隧道主體結(jié)構(gòu)和周

3、邊環(huán)境的安全，并為長(zhǎng)沙地鐵的后續(xù)施工提供一定的指導(dǎo)。2工程簡(jiǎn)介2.1工程概況長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線體育公園站-長(zhǎng)沙大道站盾構(gòu)區(qū)間，起于長(zhǎng)沙大道站，南至體育公園站，區(qū)間沿道路兩側(cè)有地下管線密集分布，線間距為13~15m，線路平面最小曲線半徑為3000m，最大縱坡為2%，。該盾構(gòu)區(qū)間采用兩條平行的上下行隧道，隧道直徑為5.4m，拱頂埋深為9.6m~18.2m。起訖里程為ZDK15+847.500~ZDK16+734.950，左線隧道長(zhǎng)887.466m，右線隧道長(zhǎng)887.45m。采用盾構(gòu)機(jī)由體育公園站往長(zhǎng)沙大道站方向掘進(jìn)。2.2地質(zhì)及水文條件該盾構(gòu)區(qū)間地形由白堊系泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)砂礫

4、巖組成。丘頂圓狀，丘脊呈北東或北北東向壟狀延伸，或呈饅頭狀分布。人民東路站以東地勢(shì)相對(duì)平坦。沿線覆蓋層主要有第四系全新統(tǒng)沖洪積層，更新統(tǒng)殘坡積、沖洪積層；基巖有元古界板溪群馬底驛組泥質(zhì)板巖、元古界板溪群五強(qiáng)溪組砂質(zhì)板巖、元古界冷家溪群泥質(zhì)板巖。長(zhǎng)沙地區(qū)地下水受基巖構(gòu)造、地層巖性和地形、地貌、氣象及湘江河流等綜合因素的影響，水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。按地下水類型可分為孔隙水及裂隙水。地下水補(bǔ)、徑、排特點(diǎn)是：在水平方向上由南往北、高階地向低階地形成補(bǔ)給，在垂向上下伏巖土層接受上覆巖土層的滲透補(bǔ)給?？辈靾?chǎng)地地下水按賦存方式主要分為第四系松散層和全風(fēng)化帶中的孔隙潛水、強(qiáng)~中風(fēng)化基巖裂

5、隙水、局部分布賦存于人工填土、粘性土中的上層滯水?；鶐r裂隙水位埋深為3.73~17.11m?？辈靺^(qū)內(nèi)，地下水位變化主要受氣候及湘江水域的控制，每年4-9月份為雨季，大氣降水豐沛，是地下水的補(bǔ)給期，其水位會(huì)明顯上升，而10月~次年3月為地下水的消耗期，地下水位隨之下降，年變化幅度3.00~6.00m，同時(shí)在圭塘河附近地下水亦隨圭塘河水位漲落而起伏變化。使命：加速中國(guó)職業(yè)化進(jìn)程專業(yè)知識(shí)分享版3監(jiān)測(cè)內(nèi)容3.1地表沉降槽下沉監(jiān)測(cè)地表沉降槽監(jiān)測(cè)范圍為上下行隧道中心線兩側(cè)25.5m，盾構(gòu)施工段前后20m范圍內(nèi)。監(jiān)測(cè)斷面垂直隧道中心線，斷面間距50m，重要地段適當(dāng)加密；對(duì)于地下管線，

6、測(cè)試斷面則沿管線縱向布設(shè)。測(cè)點(diǎn)根據(jù)距隧道中心的距離呈梯度布置，間距4-6m。地表沉降槽布設(shè)測(cè)點(diǎn)橫向布置見圖1。采用高精度水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。3.2建筑物的沉降和傾斜監(jiān)測(cè)地鐵隧道多建在地質(zhì)條件復(fù)雜、交通繁忙、地下管線密集的鬧市中心，地鐵周圍城市建設(shè)也會(huì)使隧道結(jié)構(gòu)縱向沉降。如果沉降超過(guò)安全范圍，必然會(huì)使周邊建筑沉降、傾斜，甚至引發(fā)建筑物傾倒。因此需對(duì)地鐵周邊建筑進(jìn)行沉降和傾斜監(jiān)測(cè)。用沖擊鉆在建筑物的基礎(chǔ)或墻上鉆孔，然后放入長(zhǎng)直徑200~300mm，20~30mm的半圓頭彎曲鋼筋，四周用水泥砂漿填實(shí)。測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)高度應(yīng)方便觀測(cè)，對(duì)測(cè)點(diǎn)應(yīng)采取保護(hù)措施，避免在施工過(guò)程中受到破壞。建筑物

7、沉降和傾斜測(cè)點(diǎn)的布置如圖2所示。采用精密水準(zhǔn)儀、銦鋼尺等進(jìn)行測(cè)量。3.3拱底沉降和隧道收斂變形（含橢圓度）監(jiān)測(cè)在隧道拱底處布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行拱底沉降監(jiān)測(cè)。隧道內(nèi)每隔30m布置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。采用精密水準(zhǔn)儀、銦鋼尺等進(jìn)行測(cè)量。隧道收斂的主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容是盾構(gòu)隧道的成型環(huán)片的收斂情況。盾構(gòu)隧道內(nèi)每隔20環(huán)布置一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。當(dāng)掘進(jìn)面離該斷面距離小于150m時(shí)每天測(cè)量一次，當(dāng)掘進(jìn)面離該斷面距離大于150m時(shí)每周測(cè)量一次，變形穩(wěn)定后停止測(cè)量。采用收斂?jī)x、鋼卷尺直接量測(cè)。4監(jiān)測(cè)結(jié)果分析4.1地表沉降槽下沉量長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線體育公園站-長(zhǎng)沙大道站地鐵隧道全部開挖完