地鐵盾構(gòu)雙線隧道施工過(guò)程地表變形監(jiān)測(cè)分析

胡 翾

（長(zhǎng)江三峽勘測(cè)研究院有限公司（武漢），湖北 武漢 430074）

地鐵盾構(gòu)雙線隧道施工過(guò)程地表變形監(jiān)測(cè)分析

胡 翾

（長(zhǎng)江三峽勘測(cè)研究院有限公司（武漢），湖北 武漢 430074）

雙線盾構(gòu)隧道在城市地鐵建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。文章結(jié)合武漢地鐵雙線盾構(gòu)隧道工程實(shí)際，制定合理的地表變形監(jiān)測(cè)方案，從盾構(gòu)施工過(guò)程中地表橫向變形、縱向變形兩個(gè)方面入手，對(duì)地鐵雙線隧道施工變形特征進(jìn)行分析。

地鐵；盾構(gòu)；雙線隧道，地表變形

1 地鐵盾構(gòu)施工的變形監(jiān)測(cè)分析現(xiàn)狀

地鐵盾構(gòu)施工的變形監(jiān)測(cè)分析得到了廣泛技術(shù)工作人員的重視，如汪順喜結(jié)合天津地鐵6號(hào)線工程實(shí)際介紹了盾構(gòu)下穿鐵路的監(jiān)測(cè)方法及監(jiān)測(cè)結(jié)果[1]；孫建超，劉錦探討了盾構(gòu)施工過(guò)程地表沉降的影響因素及施工控制技術(shù)[2]。馮興仁等結(jié)合深圳地鐵7號(hào)線的雙連拱隧道工程，對(duì)其實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析及評(píng)估。

2 雙線盾構(gòu)隧道施工地表變形監(jiān)測(cè)方案

武漢地鐵宏圖大道區(qū)間雙線盾構(gòu)隧道工程，主要穿越土層有粘土、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、砂礫卵石等土層。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，設(shè)定地表隆陷監(jiān)測(cè)頻率：掘進(jìn)面距監(jiān)測(cè)斷面前后＜2Dm時(shí)，2次/天；掘進(jìn)面距監(jiān)測(cè)斷面前后＜5Dm時(shí)，1次/2天；掘進(jìn)面距監(jiān)測(cè)斷面前后＞5Dm時(shí)，1次/周；根據(jù)數(shù)據(jù)分析確定沉降基本穩(wěn)定后，1次/月。地表變形監(jiān)測(cè)采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行，按照國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求進(jìn)行作業(yè)。視線長(zhǎng)度不大于50m，閉合差小于±0.5mm。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)采用的儀器設(shè)備包括：全站儀（徠卡TC302）及精密水準(zhǔn)儀（天寶DIN03）。布設(shè)測(cè)點(diǎn)前用全站儀按設(shè)計(jì)的里程及坐標(biāo)確定隧道軸線上的測(cè)點(diǎn)位置?？v向地表測(cè)點(diǎn)沿盾構(gòu)推進(jìn)軸線設(shè)置，盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)段200m范圍內(nèi)，沿隧道軸向每10m布1個(gè)斷面，其余地段，每20m布1個(gè)斷面，盾構(gòu)施工穿越既有建筑物群應(yīng)適當(dāng)加密測(cè)點(diǎn)，每10m布1個(gè)斷面，每個(gè)斷面布設(shè)測(cè)點(diǎn)7個(gè)（單線）。變形控制標(biāo)準(zhǔn)值制定地表沉降允許位移控制值U0為30mm，位移最大速率控制值為3mm/d；地表隆起允許位移控制值U0為10mm，位移最大速率控制值為3mm/d。

3 雙線盾構(gòu)施工地表變形監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析

選取武漢地鐵宏圖大道區(qū)間的開始200m范圍段為研究對(duì)象，對(duì)左線盾構(gòu)掘進(jìn)至150m，右線盾構(gòu)掘進(jìn)至50m時(shí)的左線監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，即左線盾構(gòu)管片100環(huán)位置。根據(jù)監(jiān)測(cè)記錄調(diào)取當(dāng)天監(jiān)測(cè)日?qǐng)?bào)，監(jiān)測(cè)方案要求測(cè)取開挖面前40m，開挖面后50m的地表變形數(shù)據(jù)。

3.1 橫向變形規(guī)律分析

由于開挖面前方和附近地表變形量相對(duì)較小，測(cè)量誤差及其他因素干擾對(duì)數(shù)據(jù)的影響較大，不能很好地從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)它們的變形規(guī)律，而數(shù)值模擬試驗(yàn)不存在這些因素，可以用數(shù)值模擬方法去探索其規(guī)律。選取左線開挖面后方20m、40m處橫截面地表變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析（見圖1）（+表示隆起，-表示沉降）。

圖1 橫截面地表變形圖

盾構(gòu)開挖面經(jīng)過(guò)后地表變形橫向分布規(guī)律如下：①橫截面上最大沉降量均出現(xiàn)在隧道軸線上，且距隧道軸線越遠(yuǎn)，沉降量逐漸減小，形成一條沉降槽曲線；②沉降槽曲線以隧道軸線近似呈軸對(duì)稱分布，即高斯分布曲線，與peck公式預(yù)測(cè)的沉降槽曲線形狀相似；③地表沉降槽橫向影響寬度大約為距隧道軸線左右各20m范圍，施工監(jiān)測(cè)中橫斷面測(cè)點(diǎn)布置較為合理，大致能反映出地表變形橫向分布規(guī)律。

3.2 縱向變形規(guī)律分析

左線隧道軸線上方地表變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析（見圖2）。

圖2 隧道軸向地表變形圖

盾構(gòu)施工地表變形縱向分布規(guī)律如下：①沿隧道軸向地表變形曲線近似“S”形曲線。在開挖面前方2～3D（D為隧道直徑，即12～18m）范圍內(nèi)地表有輕微隆起現(xiàn)象，最大隆起量達(dá)1.589mm；盾構(gòu)開挖面后方地表變形主要表現(xiàn)為沉降，且距離開挖面越遠(yuǎn)，地表沉降值越大，在開挖面后方5～6D處趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定值在16mm左右；②隧道軸向地表變形曲線空間上可劃分三個(gè)階段，即盾構(gòu)開挖面前方的前期發(fā)展階段，開挖面后方5～6D范圍內(nèi)的劇烈增長(zhǎng)階段及之后的趨于穩(wěn)定階段。

4 結(jié)論

綜上所述，得出如下結(jié)論：①地表沉降槽橫向影響寬度大約為距隧道軸線左右各20m范圍，施工監(jiān)測(cè)中橫斷面測(cè)點(diǎn)布置較為合理，大致能反映出地表變形橫向分布規(guī)律；②隧道軸向地表變形曲線空間上可劃分三個(gè)階段，即盾構(gòu)開挖面前方的前期發(fā)展階段，開挖面后方5～6D范圍內(nèi)的劇烈增長(zhǎng)階段及之后的趨于穩(wěn)定階段。

[1]汪順喜.地鐵盾構(gòu)下穿鐵路監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析[J].城市道橋與防洪,2016,6(6):322-325.

[2]孫建超,劉錦.某地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道施工監(jiān)測(cè)技術(shù)[J].巖土工程技術(shù),2016,30(2):105-108.

U231+.3

A

2096-2789（2016）11-0103-01