地鐵盾構(gòu)區(qū)間施工過(guò)程中監(jiān)控量測(cè)的應(yīng)用分析

涂家康

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京102600）

0 引言

盾構(gòu)施工屬于暗挖施工手段，是全機(jī)械化施工技術(shù)。在施工過(guò)程中，會(huì)通過(guò)對(duì)盾構(gòu)機(jī)的應(yīng)用，完成土體推進(jìn)操作。通過(guò)對(duì)盾構(gòu)機(jī)外殼與管片的應(yīng)用，展開(kāi)施工區(qū)域支撐，防止出現(xiàn)隧道坍塌問(wèn)題，具有開(kāi)挖施工安全度高、施工掘進(jìn)速度快等方面的優(yōu)勢(shì)，在地鐵工程施工中應(yīng)用范圍較廣。為保證盾構(gòu)區(qū)域施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)施工偏離或地面沉降等問(wèn)題，在進(jìn)行盾構(gòu)施工時(shí)有必要展開(kāi)監(jiān)控量測(cè)操作。

1 工程概況

1.1 工程分析

本次工程為紹興地鐵1號(hào)線，高教園區(qū)站至群賢路站路段。施工區(qū)間位于站前大道正下方位置，沿線管線相對(duì)較多。為保證施工可以順利進(jìn)行，在展開(kāi)盾構(gòu)施工之前，需要對(duì)施工段管線資料展開(kāi)分析，并結(jié)合分析結(jié)果，對(duì)管線走向以及標(biāo)高等信息展開(kāi)詳細(xì)核查，需要在條件允許情況下，對(duì)管線展開(kāi)復(fù)測(cè)操作，特別要重點(diǎn)對(duì)埋深不定以及拖拉管走向不定情況展開(kāi)著重勘查。

施工區(qū)間縱斷采用V字坡模式，最小坡度和最大坡度分別為5o與25o，柜面高程為-8.318～16.699m。施工區(qū)間會(huì)設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道兼泵站，采用礦山法技術(shù)展開(kāi)施工，通道凈高為3.5m，凈寬為2.5m。由于考慮到整體區(qū)間結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度相對(duì)較長(zhǎng)，可能存在未知管線或建筑物，因此需要在施工之前展開(kāi)必要勘查，并要在施工中充分考慮到未知物對(duì)于施工的影響，應(yīng)做好盾構(gòu)施工監(jiān)控量測(cè)，確保整體工程可以順利完成。

1.2 監(jiān)控量測(cè)的目的與意義

開(kāi)展監(jiān)控量測(cè)能夠?qū)κ┕み^(guò)程中出現(xiàn)的地層擾動(dòng)以及地層擾動(dòng)區(qū)延伸等各項(xiàng)情況做出預(yù)測(cè)，會(huì)對(duì)可能引發(fā)的建筑物傾斜以及沉降等問(wèn)題做出分析，可以根據(jù)地表的監(jiān)測(cè)結(jié)果以及反饋信息，為工程的施工控制與施工規(guī)劃做出正確指導(dǎo)。同時(shí)還能夠?yàn)榫蜻M(jìn)過(guò)程中的技術(shù)調(diào)整提供可靠的數(shù)據(jù)支持，保證隧道部分的施工質(zhì)量與施工效果。實(shí)施工程施工監(jiān)控量測(cè)，能夠按照施工要求以及設(shè)計(jì)要求，確保地表允許隆陷值可以被控制在合理范圍之內(nèi)，能夠?qū)⒔ㄖ锏牟痪鶆虺两悼刂圃谝?guī)定數(shù)值之下，具有較為突出的意義和價(jià)值。

1.3 監(jiān)控量測(cè)方式方法

1.3.1 地表監(jiān)測(cè)。在進(jìn)行地表監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需要做好基點(diǎn)埋設(shè)以及測(cè)點(diǎn)埋設(shè)兩項(xiàng)工作。其中，在進(jìn)行基點(diǎn)埋設(shè)時(shí)，需要在便于觀測(cè)的地點(diǎn)，同時(shí)展開(kāi)多個(gè)基點(diǎn)的設(shè)置，通過(guò)對(duì)基點(diǎn)進(jìn)行相互調(diào)和的方式，對(duì)地表影響區(qū)域以及以外穩(wěn)定區(qū)域?qū)嵤┍O(jiān)測(cè)，整體基點(diǎn)埋設(shè)需要具有一定的穩(wěn)固性，應(yīng)和附近的水準(zhǔn)點(diǎn)形成聯(lián)測(cè)，以便獲得原始高程數(shù)值。

1.3.2 建筑物以及地下管線的監(jiān)測(cè)。需要在施工會(huì)影響到的建筑物附近設(shè)置測(cè)量點(diǎn)，通過(guò)在結(jié)構(gòu)物周?chē)A(chǔ)以及四角設(shè)置測(cè)點(diǎn)的方式，按照建筑物的重要程度以及具體情況確定具體的測(cè)量點(diǎn)數(shù)量，做好傾斜以及位移等一系列的監(jiān)測(cè)工作。而在進(jìn)行地下管線的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需要沿長(zhǎng)度方向，按照每5m一個(gè)點(diǎn)的距離展開(kāi)監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，應(yīng)嚴(yán)格按照地面建筑物監(jiān)測(cè)規(guī)定要求展開(kāi)操作，整體監(jiān)測(cè)方式和地面監(jiān)測(cè)基本相同。此外，在對(duì)建筑物變形量進(jìn)行監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需要對(duì)開(kāi)挖面附近的每天以及每周情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，明確沉降穩(wěn)定性以及數(shù)值變化幅度等各項(xiàng)情況。如果數(shù)值變化幅度較大，需要適當(dāng)增加觀測(cè)頻率[1]。

2 盾構(gòu)施工監(jiān)控量測(cè)

2.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

由于盾構(gòu)推進(jìn)會(huì)對(duì)隧道沿線地表形成不同程度影響，所以為保證盾構(gòu)施工可以對(duì)周?chē)h(huán)境形成有效保護(hù)，需要按照盾構(gòu)機(jī)特點(diǎn)以及地質(zhì)條件等內(nèi)容，對(duì)施工范圍內(nèi)地表沉降展開(kāi)研究與預(yù)先估算，且要對(duì)隧道周?chē)鼐€地下管線和地面房屋等，可能受到施工影響的情況做出判斷，制定出針對(duì)性處理方案，對(duì)施工全過(guò)程展開(kāi)系統(tǒng)性施工量測(cè)監(jiān)控，以便按照量測(cè)結(jié)果及時(shí)對(duì)施工操作以及盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)展開(kāi)調(diào)整，高質(zhì)量完成工程施工。

2.2 施工監(jiān)測(cè)工藝

在進(jìn)行具體量測(cè)過(guò)程中，會(huì)按照軸線，沿線展開(kāi)地面沉降測(cè)點(diǎn)布置工作。測(cè)量點(diǎn)之間的距離設(shè)置在4m左右，如果在設(shè)置過(guò)程中遇到重要建筑物或進(jìn)出洞，需要適當(dāng)減小測(cè)量點(diǎn)的距離，保證監(jiān)測(cè)密集程度。同時(shí)，需要每隔30m設(shè)置一處沉降槽觀測(cè)斷面，如果在設(shè)置時(shí)遇到管線群或重要建筑，需要增加沉降槽觀測(cè)斷面數(shù)量。若設(shè)置處地面較為堅(jiān)硬，需要通過(guò)對(duì)道釘或射釘?shù)倪\(yùn)用，完成量測(cè)標(biāo)志設(shè)置；而如果是軟土地面，則要運(yùn)用鋼筋樁完成標(biāo)志設(shè)置。當(dāng)盾構(gòu)穿越地面房屋建筑，一般需要將沉降點(diǎn)觀測(cè)位置設(shè)置在建筑墻處，布設(shè)的范圍需要能對(duì)整體建筑不均勻沉降情況進(jìn)行檢測(cè)。需要注意的是，測(cè)量位置需設(shè)置在房角位置，在立柱和承重墻處，且墻上測(cè)點(diǎn)之間距離需要保持10m左右距離[2]。

沉降監(jiān)測(cè)較為常用的技術(shù)，主要以跟蹤測(cè)量以及水準(zhǔn)測(cè)量?jī)煞N方式為主。在此將以水準(zhǔn)測(cè)量為例，對(duì)沉降測(cè)量操作展開(kāi)詳細(xì)闡述。本次工程所需埋設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)以普通水準(zhǔn)點(diǎn)為主，按照國(guó)家規(guī)范要求展開(kāi)設(shè)計(jì)與水準(zhǔn)點(diǎn)繪制。車(chē)站的每個(gè)站臺(tái)兩側(cè)都會(huì)展開(kāi)水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)，將站臺(tái)水準(zhǔn)點(diǎn)視為二等精密點(diǎn)展開(kāi)地面以及隧道沉降監(jiān)測(cè)，并按照監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定隧道沉降規(guī)律，隨沉降幅度、范圍以及變化速率等做出判斷，從而制定出針對(duì)性應(yīng)對(duì)措施，確保盾構(gòu)區(qū)間施工可以高質(zhì)量開(kāi)展。在進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中，將施工區(qū)域的基巖標(biāo)作為高程控制基準(zhǔn)網(wǎng)基準(zhǔn)，按照地鐵走向展開(kāi)地面路線控制網(wǎng)設(shè)置，按照每500m設(shè)置一處深標(biāo)的方式，和地鐵隧道線路監(jiān)測(cè)同步展開(kāi)。通過(guò)對(duì)電子水準(zhǔn)儀設(shè)備的運(yùn)用，按照閉合水準(zhǔn)線或附和水準(zhǔn)線的方式，根據(jù)一等水準(zhǔn)展開(kāi)監(jiān)測(cè)，對(duì)沿線水準(zhǔn)點(diǎn)、基巖標(biāo)以及深標(biāo)展開(kāi)測(cè)量，將基巖標(biāo)作為高程展開(kāi)計(jì)算，從而通過(guò)對(duì)精準(zhǔn)計(jì)算軟件的運(yùn)用，完成水準(zhǔn)點(diǎn)高程計(jì)算，確定沉降情況，以便后續(xù)采取針對(duì)性應(yīng)用舉措。為保證測(cè)量精準(zhǔn)度，應(yīng)運(yùn)用兩臺(tái)電子水準(zhǔn)儀，從視距差累計(jì)、距差等角度入手，根據(jù)二等水準(zhǔn)測(cè)量要求，展開(kāi)嚴(yán)格操作。

3 盾構(gòu)施工監(jiān)控量測(cè)質(zhì)量保證措施

3.1 注重前期勘查與數(shù)據(jù)收集

正如上文所述，本次工程施工整體環(huán)境相對(duì)較為復(fù)雜，存在未知管線以及未知建筑物的可能性，所以在正式展開(kāi)施工前，需要通過(guò)詳細(xì)、專(zhuān)業(yè)勘查的方式，明確施工地區(qū)地質(zhì)情況、地下水情況以及管線布置等各項(xiàng)數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的全面性收集與分析，做好施工判斷，確定具體的量測(cè)監(jiān)控操作方案與施工規(guī)劃，以便更加科學(xué)地展開(kāi)測(cè)量施工，避免出現(xiàn)量測(cè)與實(shí)際情況不符的狀況，保證量測(cè)監(jiān)控工作可以得到高質(zhì)量落實(shí)。

3.2 注重人員培訓(xùn)與操作規(guī)范

量測(cè)監(jiān)控操作對(duì)于結(jié)果精準(zhǔn)度有著極為嚴(yán)格的要求，為保證最終數(shù)據(jù)能夠具備良好的代表性與可靠性，需要保證人員操作的規(guī)范性，應(yīng)認(rèn)真按照各項(xiàng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)量測(cè)，以便獲得真實(shí)性數(shù)據(jù)。為達(dá)到這一點(diǎn)，施工團(tuán)隊(duì)需要加大對(duì)專(zhuān)業(yè)化量測(cè)人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)的重視程度，不僅要聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)量測(cè)人員，保證整體團(tuán)隊(duì)水平，同時(shí)還要定期組織人員接受專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，保證人員在操作過(guò)程中的錯(cuò)誤行為可以被及時(shí)糾正，能夠掌握最新、正確的量測(cè)方式，以便更好地為量測(cè)監(jiān)控工作開(kāi)展進(jìn)行服務(wù)。

3.3 注重變形監(jiān)測(cè)與分析工作

量測(cè)監(jiān)控需要在做好地表沉降監(jiān)測(cè)的同時(shí)，做好淺基礎(chǔ)房屋以及地面高層建筑物變形監(jiān)測(cè)操作，應(yīng)利用對(duì)地表隆陷監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集，為各項(xiàng)施工工作開(kāi)展提供指導(dǎo)。同時(shí)，需要對(duì)盾構(gòu)機(jī)施工操作展開(kāi)嚴(yán)格控制，應(yīng)做好環(huán)形間隙填充工作，保證管片襯砌可以對(duì)地層形成有效支撐，從而有效抑制塑性區(qū)擴(kuò)大以及圍巖松弛等問(wèn)題?？赏ㄟ^(guò)實(shí)施二次注漿以及同步注漿的方式，利用補(bǔ)償注漿手段，提高盾構(gòu)區(qū)間穩(wěn)定性與穩(wěn)固程度，以便從源頭起減小沉降等問(wèn)題影響程度。

3.4 掌握水準(zhǔn)測(cè)量注意事項(xiàng)

水準(zhǔn)測(cè)量具體注意事項(xiàng)如下所示：一是在正式展開(kāi)測(cè)量之前，需要對(duì)水準(zhǔn)儀準(zhǔn)備展開(kāi)校正與檢查，確定設(shè)備各項(xiàng)情況是否與標(biāo)準(zhǔn)要求相符合；二是保證測(cè)量地點(diǎn)的堅(jiān)實(shí)程度，確保腳架能夠處于穩(wěn)定狀態(tài)，且不得進(jìn)行碰觸；三是保證前后視線長(zhǎng)度相等，確保視線長(zhǎng)度可以被控制在10～100m范圍之內(nèi)；四是在進(jìn)行標(biāo)尺瞄準(zhǔn)過(guò)程中，需要保證能夠消除視差，應(yīng)保證在讀數(shù)前，氣泡能夠嚴(yán)格居中；五是需要保證水準(zhǔn)尺能夠處于豎直狀態(tài)，且尺墊需要保持在踩實(shí)狀態(tài)，要對(duì)標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行固定，并做好轉(zhuǎn)點(diǎn)固定處理，應(yīng)避免使用尺墊，以防造成誤差；六是需要保證記錄的工整程度，應(yīng)嚴(yán)格按照公式展開(kāi)計(jì)算，并要在完成計(jì)算后對(duì)結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，確保計(jì)算準(zhǔn)確無(wú)誤，且要保證讀數(shù)的準(zhǔn)確性，要根據(jù)限差要求展開(kāi)數(shù)據(jù)讀取，防止出現(xiàn)誤差超限的狀況，如果出現(xiàn)了超限問(wèn)題，需要重新進(jìn)行測(cè)量；七是在同一觀測(cè)站進(jìn)行觀測(cè)過(guò)程中，不應(yīng)出現(xiàn)反復(fù)調(diào)焦的狀況。

4 結(jié)語(yǔ)

施工團(tuán)隊(duì)需要明確認(rèn)識(shí)到量測(cè)監(jiān)控在盾構(gòu)施工中所起到的重要作用，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)該測(cè)量工作的重視程度。一方面做好工程具體情況勘查，明確各項(xiàng)基礎(chǔ)信息與數(shù)據(jù)，另一方面做好水準(zhǔn)測(cè)量以及其他測(cè)量手段的應(yīng)用方案規(guī)劃，應(yīng)保證測(cè)量工作開(kāi)展和工程施工需求的相符程度，確保量測(cè)工作開(kāi)展能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)施工沉降問(wèn)題的有效監(jiān)測(cè)，從而更好地輔助盾構(gòu)部分展開(kāi)施工，保證地鐵工程施工質(zhì)量，以便將盾構(gòu)施工優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。