城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)預(yù)警體系探討與實(shí)踐

□文/朱茂國(guó)

城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)預(yù)警體系探討與實(shí)踐

□文/朱茂國(guó)

城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)作為工程安全建設(shè)的"眼睛"，承擔(dān)著反映變形、預(yù)測(cè)趨勢(shì)、提早防范、降低損失、實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工的重要任務(wù)，監(jiān)測(cè)的重要性和實(shí)施監(jiān)測(cè)的必要性已成為業(yè)界共識(shí)；而監(jiān)測(cè)預(yù)警是監(jiān)測(cè)價(jià)值的集中體現(xiàn)，也是實(shí)現(xiàn)工程安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控的重要手段。文章就某市城市軌道交通工程規(guī)劃的監(jiān)測(cè)預(yù)警體系探討并在某車站監(jiān)測(cè)預(yù)警實(shí)踐過程檢驗(yàn)其應(yīng)用效果。

監(jiān)測(cè)；預(yù)警；軌道交通

某市城市軌道交通工程先行規(guī)劃5條線路，自2015年初軌道交通1號(hào)線啟動(dòng)建設(shè)，2016年又先后啟動(dòng)2號(hào)線和3號(hào)線招標(biāo)建設(shè)，既定目標(biāo)為2019年、2020年實(shí)現(xiàn)3條線路開通運(yùn)營(yíng)。短時(shí)期同時(shí)建設(shè)3條地鐵線路，既是對(duì)地鐵建設(shè)者質(zhì)量、安全責(zé)任意識(shí)的綜合考驗(yàn)，也是對(duì)地鐵管理者組織管理、協(xié)調(diào)水平的綜合考驗(yàn)，同時(shí)，也是監(jiān)測(cè)工作發(fā)揮超前性、預(yù)報(bào)性、指導(dǎo)性的關(guān)鍵階段。

加之，該地區(qū)地層主要為雜填土、特有的老城雜填土、粘土、粉質(zhì)粘土、砂巖、頁(yè)巖、灰?guī)r等，富水巖溶混合地層占比突出、線路地質(zhì)情況復(fù)雜，承壓水水頭高、涌水量大、巖溶發(fā)育，連續(xù)穿越上軟下硬、全粉砂、全硬巖、硬塑粘土、膨脹土、斷裂破碎帶、巖溶塌陷區(qū)等多種空間域組合地層，具有不確定性、高度非線性、隨時(shí)空域呈復(fù)雜變化性等特點(diǎn)，這又增大了施工難度，加劇了施工安全風(fēng)險(xiǎn)，無疑對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的敏感性、監(jiān)測(cè)信息反饋的及時(shí)性、監(jiān)測(cè)預(yù)警體系的科學(xué)性、合理性、嚴(yán)謹(jǐn)性和可操作性的最大實(shí)踐檢驗(yàn)。

1 監(jiān)測(cè)預(yù)警體系簡(jiǎn)介

目前，該市城市軌道交通監(jiān)測(cè)預(yù)警體系規(guī)劃模式為領(lǐng)導(dǎo)決策層（軌道公司應(yīng)急救援辦公室，以下簡(jiǎn)稱“軌道公司應(yīng)急辦”）、中間管理層（軌道公司工程部、安質(zhì)部）和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施層（勘察單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位、第三方監(jiān)測(cè)單位、風(fēng)險(xiǎn)管理咨詢單位）三級(jí)協(xié)調(diào)配合管理模式，施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警分監(jiān)測(cè)預(yù)警、巡視預(yù)警、綜合預(yù)警三類，其中監(jiān)測(cè)預(yù)警和巡視預(yù)警分黃色、橙色、紅色三個(gè)等級(jí)，綜合預(yù)警分藍(lán)色、黃色、橙色、紅色4個(gè)等級(jí)。

工程實(shí)施中依據(jù)不同預(yù)警類型及預(yù)警等級(jí)，實(shí)施分層次響應(yīng)、處置及消警管理，見圖1。

圖1 監(jiān)測(cè)預(yù)警體系流程

2 監(jiān)測(cè)預(yù)警體系應(yīng)用實(shí)踐

2.1 工程概況

某車站位于市區(qū)兩主干道路交叉口北側(cè)，東西向設(shè)置，標(biāo)準(zhǔn)地下2層島式車站，總長(zhǎng)248.8 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬為19.7 m，基坑深16.643～18.293 m；圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ1 000 mm@1 200 mm鉆孔灌注樁+φ800 mm@1 200 mm三重管高壓旋噴樁，旋噴樁深為冠梁頂下12.6 m；詳勘揭示地層從上至下依次為雜填土①1、素填土①2、淤泥質(zhì)素填土①3、粉質(zhì)粘土②4-2、粘土②3-3、砂質(zhì)粉土②5-2、粉質(zhì)粘土⑤4-3及粘土⑤3-4；2016年2月2日基坑開挖，2月21日所有坑外水位觀測(cè)孔全部報(bào)警，4月3日經(jīng)重新補(bǔ)勘披露地層從上至下依次為雜填土①1、素填土①2、淤泥質(zhì)素填土①3、粉質(zhì)粘土②4-2、粘土②3-3、砂質(zhì)粉土②5-2、粘土層富含砂姜石⑤4-3及粘土 ⑤3-4，即場(chǎng)地14 m以下存在承壓含水層，主要含水層位為17 m以下范圍內(nèi)砂姜富集層，分布在水平、垂直方向無規(guī)律且砂姜石(鈣質(zhì)結(jié)核)主要嵌入粘性土中，平均滲透系數(shù)2.45 m/d(2.84×10-3cm/s)，與原地勘資料顯示該層為不透水層差異較大。

2.2 監(jiān)測(cè)預(yù)警體系的實(shí)踐

先行開挖東段100 m，提供盾構(gòu)始發(fā)條件，自2016年2月2日基坑開挖至10月5日基坑封頂，歷時(shí)8月，以端頭井短邊中點(diǎn)處樁體測(cè)斜變形預(yù)警闡述監(jiān)測(cè)預(yù)警體系的應(yīng)用，見圖2。

圖2 樁體測(cè)斜變形曲線

該樁體測(cè)斜于2016年1月29日采集初始值，2月26日基坑挖深約11 m，第二道鋼斜撐架設(shè)存在局部滯后現(xiàn)象，對(duì)應(yīng)位置的測(cè)斜數(shù)據(jù)反映在深3～13 m范圍發(fā)生位移突變，速率急劇增長(zhǎng)，監(jiān)測(cè)預(yù)警為橙色報(bào)警且未發(fā)現(xiàn)巡視預(yù)警，初步判定綜合預(yù)警級(jí)別為橙色預(yù)警，監(jiān)測(cè)方立即按橙色預(yù)警管理流程發(fā)布警情，通過項(xiàng)目工程師當(dāng)天組織的“六方”預(yù)警專項(xiàng)分析會(huì)和制定的施工、監(jiān)測(cè)及管理措施，經(jīng)后續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)驗(yàn)證預(yù)警處理及時(shí)、變形總體受控，橙色預(yù)警于1月28日暫時(shí)解除。

6月24日—6月27日期間，基坑經(jīng)長(zhǎng)達(dá)1月停工加固周邊土體后加速基坑開挖，僅1周時(shí)間內(nèi)基坑從13 m開挖至18 m深，對(duì)應(yīng)位置的測(cè)斜由6月25日橙色預(yù)警升級(jí)為6月27日的紅色預(yù)警且27—29日連續(xù)3 d紅色預(yù)警。6月25日項(xiàng)目組織“六方”橙色預(yù)警專項(xiàng)分析會(huì)，議定事項(xiàng)：

1）啟動(dòng)監(jiān)測(cè)應(yīng)急預(yù)案，頻率調(diào)整為4 h一次；

2）施工加快支撐架設(shè)，滲漏部位進(jìn)行堵漏處理。

至6月27日，變形速率未收斂，從變形速率來看橙色預(yù)警已升級(jí)為紅色預(yù)警，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)基底少量涌水、側(cè)壁漏水現(xiàn)狀，初步判定預(yù)警級(jí)別為紅色綜合預(yù)警，6月28日應(yīng)急辦組織專家論證會(huì)，議定事項(xiàng)：

1）啟動(dòng)監(jiān)測(cè)應(yīng)急預(yù)案，頻率調(diào)整為2 h一次；

2）關(guān)注坑外深層、淺層水位孔監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，降水井和坑內(nèi)集水坑聯(lián)合抽排地下水；

3）施工組織人力、物力全力搶底，具體節(jié)點(diǎn)為6月28日晚墊層澆筑完成，6月30日鋼筋綁扎完成并于當(dāng)日晚澆筑底板；

4）參建各方管理人員24 h現(xiàn)場(chǎng)值班制，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隨時(shí)召開現(xiàn)場(chǎng)分析會(huì)議。

經(jīng)29日、30日連續(xù)2 d實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，變形在底板澆筑完成后位移趨勢(shì)明顯收斂，經(jīng)后續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證底板封閉后對(duì)變形抑制極為有利。

9月30日該部位頂板已澆筑完成，近1月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反映變形基本穩(wěn)定，遂按橙色預(yù)警進(jìn)行消警審批管理，同時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)平臺(tái)解除警情。

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐表明，該套監(jiān)測(cè)預(yù)警體系能根據(jù)預(yù)警類型和預(yù)警等級(jí)，實(shí)施分層次響應(yīng)、處置及消警管理，具有一定科學(xué)性、合理性和嚴(yán)謹(jǐn)性，三個(gè)管理層次各負(fù)其責(zé)、互相配合，確保施工全過程安全都處于受控狀態(tài)，地鐵工程實(shí)行監(jiān)測(cè)預(yù)警體系管理，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]GB50911—2013，城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[2]DGJ32/J 195—2015，江蘇省城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)規(guī)程[S].

[3]劉坤巖，馬雪梅，金 淮，等.地鐵明挖基坑工程常見安全問題及對(duì)策建議[J].礦產(chǎn)勘查，2009,12(9)：85-86.

U231.3

C

1008-3197（2016）06-74-03

10.3969/j.issn.1008-3197.2016.06.025

2016-10-09

朱茂國(guó)/男，1986年出生，工程師，碩士，中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司、天津市隧道設(shè)計(jì)及安全評(píng)估企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，從事城市地鐵測(cè)量、監(jiān)測(cè)及管理工作。