城市復(fù)雜環(huán)境地鐵暗挖施工量測(cè)技術(shù)

周志學(xué)

(廣州市市政工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司，廣東廣州 510665)

1 工程條件分析

廣州地鐵11號(hào)線是廣州地鐵建設(shè)歷史上最難最復(fù)雜的一條環(huán)形地鐵線路，流花路站為廣州市軌道交通11號(hào)線第16個(gè)車(chē)站，車(chē)站全長(zhǎng)696.55 m，由主體結(jié)構(gòu)和配線組成，其中主體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)為271.5 m，配線長(zhǎng)425.05 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬為26.15 m，最淺埋深約為18.934 m。車(chē)站為地下兩層15 m雙柱島式站臺(tái)車(chē)站(有效站臺(tái)中心里程：YCK21+176.065)，總建筑面積41 674 m2(包括車(chē)站主體和車(chē)站附屬的建筑)。土石方總方量約為27×104m3。

主體及配線段均通過(guò)4個(gè)豎井及1段明挖段進(jìn)入主體施工。配線段暗挖隧道主要位于微風(fēng)化層，采用CD法和CRD法施工，主體暗挖隧道主要位于中、微風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層。車(chē)站主體主要采用洞樁法施工。流花路站結(jié)構(gòu)位置平面布置見(jiàn)圖1。

圖1 流花路站平面布置

流花路站周邊環(huán)境較為復(fù)雜：距離車(chē)站東北側(cè)17.3 m為東方賓館副樓為澳門(mén)街和東方賓館西樓；距離車(chē)站西北側(cè)27.9 m為流花展貿(mào)中心；西南距離南部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院最近處為18.3 m(圖2)，東南為已經(jīng)關(guān)閉的待拆遷的南海漁村。

圖2 南部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院現(xiàn)場(chǎng)

由于車(chē)站主體及配線均采用暗挖法施工，車(chē)站兩端均為盾構(gòu)接收，橫通道盾構(gòu)平移豎井吊出。礦山法隧道截面大，臨近建(構(gòu))筑物、地下管線，若隧道施工不當(dāng)容易造成建筑(構(gòu))物、管線破壞及地表沉降。特別是隧道開(kāi)挖斷面大，開(kāi)挖步驟多，力學(xué)轉(zhuǎn)換復(fù)雜容易產(chǎn)生大的地表沉降，工程自身為I級(jí)風(fēng)險(xiǎn)。

2 總體暗挖施工方案

總體開(kāi)挖主要包括流花路站、配線段及廣流區(qū)間段，其中流花路站(包括流花路站車(chē)站主體及配線段)包含4個(gè)臨時(shí)豎井、1個(gè)半蓋挖明挖段、4個(gè)橫通道、洞樁法施工的車(chē)站主體和礦山法施工的配線段。

4、5、6號(hào)豎井通過(guò)橫通道進(jìn)入車(chē)站主體，1、3號(hào)豎井進(jìn)行配線段的隧道暗挖施工。其中1、4、5號(hào)豎井及配線明挖段為南北雙向開(kāi)挖，6號(hào)井則只向車(chē)站方向進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)。在此，主要對(duì)洞樁法施工的流花路站進(jìn)行說(shuō)明，其各豎井暗挖分段施工如圖3所示。

圖3 流花路站各豎井暗挖分段施工

3 城市地鐵暗施工量測(cè)方案

參考工程測(cè)量方法和關(guān)于一級(jí)施工監(jiān)測(cè)對(duì)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目的規(guī)定[1-3]，結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)文件和施工圖紙資料，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)范圍橫向約140 m，縱向同車(chē)站范圍。確定監(jiān)測(cè)對(duì)象主要為監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)地表、建筑物、管線及暗挖支護(hù)體系，具體見(jiàn)表1。

表1 工程監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目

4 現(xiàn)場(chǎng)施工量測(cè)結(jié)果及分析

借鑒以往經(jīng)驗(yàn)和施工量測(cè)方法[4-7]，由于篇幅所限，在此僅對(duì)暗挖隧道初期支護(hù)拱頂沉降和選擇較為敏感的南部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院的建筑地表沉降進(jìn)行分析。

4.1 暗挖隧道拱頂沉降分析

由于暗挖隧道是一大系統(tǒng)工程，必須先開(kāi)挖小導(dǎo)洞再開(kāi)挖主體洞。為此，結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)度，對(duì)最為關(guān)鍵的主體結(jié)構(gòu)暗挖前期工程中的4號(hào)井～5號(hào)井區(qū)段1號(hào)和2號(hào)小導(dǎo)洞初期支護(hù)拱頂沉降進(jìn)行分析，拱頂沉降監(jiān)測(cè)成果見(jiàn)表2。

表2 初支拱頂沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果

備注：表中沉降值，正值表示上升，負(fù)值表示下降

從表2可知，兩個(gè)小導(dǎo)洞初期支護(hù)的最大沉降1.24 mm，遠(yuǎn)小于安全控制值，說(shuō)明拱頂沉降并不大，處于可控范圍。沉降速率最大值僅為0.17 mm/d，說(shuō)明沉降變化率較小，開(kāi)挖工序及支護(hù)措施合理且可靠的。

4.2 周邊建筑物沉降分析

周邊建筑物沉降測(cè)得結(jié)果列于表3。

建筑物累計(jì)值隨時(shí)間變化曲線如圖4所示。

表3 周邊建筑物沉降量測(cè)數(shù)據(jù)(部分)

注：表中沉降值，正值表示上升，負(fù)值表示下降

圖4 建筑物累計(jì)值隨時(shí)間變化曲線

從表3和圖4可知，周邊建筑物的最大沉降13.89 mm，,沉降速率最大值僅為0.10 mm/d，說(shuō)明沉降變化率不大。測(cè)得數(shù)據(jù)均在可控范圍內(nèi)且數(shù)據(jù)穩(wěn)定，暗挖施工過(guò)程圍巖穩(wěn)定、初期支護(hù)結(jié)構(gòu)安全，同時(shí)周邊環(huán)境正常，但仍應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)基坑周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)和巡視工作，特別是要注意做好監(jiān)測(cè)點(diǎn)保護(hù)措施，防止因監(jiān)測(cè)點(diǎn)破壞或受阻造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不連續(xù)。

5 結(jié)論

(1) 廣州地鐵11號(hào)線是廣州地鐵建設(shè)歷史上最難最復(fù)雜的一條環(huán)形地鐵線路，流花路站地質(zhì)條件、周邊環(huán)境較為復(fù)雜，特別是必須進(jìn)行暗挖施工，其安全監(jiān)測(cè)與工程量測(cè)是一大關(guān)鍵重點(diǎn)。

(2)施工量測(cè)數(shù)據(jù)表明，按照4、5、6號(hào)豎井通過(guò)橫通道進(jìn)入車(chē)站主體，1、3號(hào)豎井進(jìn)行配線段的隧道暗挖施工確定的開(kāi)挖方案是可行的，可以保證工程施工。

(3) 確定的施工量測(cè)方案可以保證測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確，但鑒于工程各方面均較復(fù)雜，其仍然需在后續(xù)工程施工過(guò)程中做進(jìn)一步完善和修正。