長沙地鐵盾構(gòu)隧道軟土區(qū)間施工監(jiān)測和安全研究

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1、長沙地鐵盾構(gòu)隧道軟土區(qū)間施工監(jiān)測和安全研究摘要：近年來，我國各大城市迎來了地鐵建設(shè)的髙峰期。地鐵隧道施工不可避免地會對周圍土體產(chǎn)生擾動或破壞，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。為了解長沙地鐵2號線體育公園站一長沙大道站盾構(gòu)區(qū)間的沉降狀況，結(jié)合沉降監(jiān)測數(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)測中圖分類號：U458.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號:1008-0422(2013)02-0101-0

2、21、引言近年來，隨著城市交通量的急劇增長，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題的有效途徑。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)時方便、污染少、耗能低以及運輸速度快等優(yōu)點，有著廣闊的發(fā)展前景。目前，我國諸多城市已迎來地鐵建設(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，而得到廣泛推廣和應(yīng)用。但盾構(gòu)法施工不可避免地會對周圍土體產(chǎn)生擾動或破壞，引發(fā)不同程度的地層位移和變形，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。因此，對盾構(gòu)施工中的隧道進行沉降監(jiān)測和控制顯得尤為重要。本文以長沙地鐵2號線為例，結(jié)合現(xiàn)

3、場監(jiān)測數(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)和周邊環(huán)境的安全，并為長沙地鐵的后續(xù)施工提供一定的指導(dǎo)。2、工程簡介2.1工程概況長沙地鐵2號線體育公園站一長沙大道站盾構(gòu)區(qū)間，起于長沙大道站，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)間釆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887.466m,右線隧道長887.45mo采用盾構(gòu)機由體育公園站往長沙大道站方向

4、掘進。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相對平坦。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、元古界板溪群五強溪組砂質(zhì)板巖、元古界冷家溪群泥質(zhì)板巖。長沙地區(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)條件較簡單。按地下水類型可分為孔隙水及裂隙水。地下水補、徑、排特點是：在水平方向上由南往北、高階地向低階地形成補給，在垂向上下伏巖土層接受上覆巖土層的滲透補給。勘察場地地下水按賦存方式主要

5、分為第四系松散層和全風(fēng)化帶中的孔隙潛水、強?中風(fēng)化基巖裂隙水、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.limo勘察區(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，是地下水的補給期，其水位會明顯上升，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,同時在圭塘河附近地下水亦隨圭塘河水位漲落而起伏變化。3、監(jiān)測內(nèi)容2.1地表沉降槽下沉監(jiān)測地表沉降槽監(jiān)測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)測斷面垂直隧道中心線，斷面間距50m,重要地段適當(dāng)加密；對于地

6、下管線，測試斷面則沿管線縱向布設(shè)。測點根據(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)測點橫向布置見圖1。采用高精度水準(zhǔn)儀進行監(jiān)測。3.2建筑物的沉降和傾斜監(jiān)測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)也會使隧道結(jié)構(gòu)縱向沉降。如果沉降超過安全范圍，必然會使周邊建筑沉降、傾斜,甚至引發(fā)建筑物傾倒。因此需對地鐵周邊建筑進行沉降和傾斜監(jiān)測。用沖擊鉆在建筑物的基礎(chǔ)或墻上鉆孔，然后放入長直徑200?300mm,20?30mm的半圓頭彎曲鋼筋，四周用水泥砂漿填實。測點的埋設(shè)高度應(yīng)方便觀測，對測點應(yīng)采取保護措施,避免在施工過程中受到破壞。建筑物沉降

7、和傾斜測點的布置如圖2所示。采用精密水準(zhǔn)儀、鈕鋼尺等進行測量。3.3拱底沉降和隧道收斂變形（含橢圓度）監(jiān)測在隧道拱底處布置監(jiān)測點，進行拱底沉降監(jiān)測。隧道內(nèi)每隔30m布置一個監(jiān)測點。采用精密水準(zhǔn)儀、鈕鋼尺等進行測量。隧道收斂的主要監(jiān)測內(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)布置一個監(jiān)測斷面。當(dāng)掘進面離該斷面距離小于150m時每天測量一次，當(dāng)掘進面離該斷面距離大于150m時每周測量一次，變形穩(wěn)定后停止測量。采用收斂儀、鋼卷尺直接量測。4、監(jiān)測結(jié)果分析2.1