武漢地鐵三號(hào)線四新大道站施工監(jiān)測(cè)控制

黃 維

(中鐵武漢大橋工程咨詢監(jiān)理有限公司，湖北武漢 430050)

0 引言

武漢地鐵3號(hào)線四新大道站為武漢市軌道交通3號(hào)線的第6個(gè)車站，車站位于四新大道與龍陽大道交匯處東北側(cè)，與規(guī)劃的軌道11號(hào)線形成“L”形島——側(cè)換乘車站。四新大道站沿龍陽大道南北向敷設(shè)，龍陽大道規(guī)劃道路紅線寬60 m。四新大道站結(jié)構(gòu)形式采用單柱雙跨二層矩形框架結(jié)構(gòu)，車站總長(zhǎng)度208 m，南端頭寬度為25.8 m，北端頭寬度為 25.8 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度為 21.9 m，車站頂部覆土3.26 m，車站總高12.86 m，采用明挖法施工。

本文根據(jù)地鐵施工監(jiān)測(cè)的一些常規(guī)方法及特點(diǎn)，結(jié)合四新大道站所處工況的施工環(huán)境，按照相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)四新大道站施工監(jiān)測(cè)的一些問題進(jìn)行了闡明和論述，通過我們對(duì)傳統(tǒng)施工監(jiān)測(cè)方法的改進(jìn)和摸索，尋求技術(shù)突破和革新，為以后的地鐵車站施工總結(jié)方法，積累寶貴施工經(jīng)驗(yàn)。

1 施工監(jiān)測(cè)的方法及內(nèi)容

1.1 監(jiān)測(cè)方法

利用全站儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)斜儀、鋼筋計(jì)、鋼尺、振弦式應(yīng)變計(jì)、水位計(jì)、收斂計(jì)等常規(guī)測(cè)量?jī)x器，采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)地鐵車站主體結(jié)構(gòu)各部位變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1.2 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

地鐵明挖車站施工監(jiān)測(cè)主要有以下內(nèi)容:1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)、外側(cè)土壓力、地下水量測(cè);2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的頂部水平位移、沉降、樁身側(cè)向位移量測(cè);3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋計(jì)的量測(cè);4)支撐軸力的量測(cè);5)基底回彈監(jiān)測(cè);6)地表沉降、裂縫的觀測(cè);7)周圍建筑物、管線觀測(cè)。

2 監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)的布設(shè)保護(hù)及監(jiān)測(cè)方法

2.1 監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)的建立

監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)點(diǎn)按一級(jí)網(wǎng)布設(shè)，按統(tǒng)一的精度觀測(cè)。

施工監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)平面控制網(wǎng)的等級(jí)及技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件及測(cè)量規(guī)范確定，高程控制網(wǎng)應(yīng)采用城市二等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求施測(cè)。

施工過程中應(yīng)定期對(duì)平面和高程控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)。

2.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

按照監(jiān)測(cè)方案在現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)測(cè)點(diǎn)，原則上以監(jiān)測(cè)方案中的要求布置。實(shí)際根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況可在靠近設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)位置設(shè)置測(cè)點(diǎn)，但以能達(dá)到監(jiān)測(cè)目的為原則;監(jiān)測(cè)點(diǎn)的類型、數(shù)量結(jié)合工程特點(diǎn)、施工特點(diǎn)、監(jiān)測(cè)費(fèi)用等因素綜合考慮;為驗(yàn)證設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)而設(shè)的測(cè)點(diǎn)布置在設(shè)計(jì)最不利位置和斷面;為指導(dǎo)施工而設(shè)的測(cè)點(diǎn)布置在相同工況下的最先施工部位，其目的是為了及時(shí)反饋信息，以修改設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工;地表變形測(cè)點(diǎn)的位置既要考慮反映對(duì)象的變形特征，又要便于采用儀器進(jìn)行觀測(cè)，還要有利于測(cè)點(diǎn)的保護(hù);各類監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)的布置在時(shí)間和空間上有機(jī)結(jié)合，力求同一監(jiān)測(cè)部位能同時(shí)反映不同的物理變化量，以便找出其內(nèi)在的聯(lián)系和變化規(guī)律;測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)應(yīng)提前一定的時(shí)間，并及早進(jìn)行初始狀態(tài)的量測(cè);測(cè)點(diǎn)在施工過程中一旦破壞，盡快在原來位置或盡量靠近原來位置補(bǔ)設(shè)測(cè)點(diǎn)，以保證該測(cè)點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性。

水平位移監(jiān)測(cè)與沉降測(cè)點(diǎn)共享，其埋設(shè)要求與沉降監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)原則相同。采取保護(hù)措施防止毀壞，在樁周用磚砌包圍保護(hù)，并提醒施工人員保護(hù)測(cè)點(diǎn)。

在基坑周圍及冠梁頂布置觀測(cè)墩，基坑周圍所布置的觀測(cè)墩采用精密測(cè)量測(cè)其坐標(biāo)并進(jìn)行嚴(yán)密平差，采用全站儀進(jìn)行高精度量測(cè)。

測(cè)量數(shù)據(jù)注意溫度、氣象等的修正，確保量測(cè)精度。其他有關(guān)技術(shù)措施可參照沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)措施執(zhí)行。

2.3 監(jiān)測(cè)方法

1)樁頂水平位移監(jiān)測(cè)方法。采用強(qiáng)制對(duì)中的方法對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，在其縱橫方向上設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)及控制點(diǎn)。每次觀測(cè)時(shí)，儀器必須嚴(yán)格對(duì)中，觀測(cè)點(diǎn)與沉降觀測(cè)點(diǎn)共享，但要刻出十字線，并對(duì)所使用的控制點(diǎn)進(jìn)行檢查，以防止其變化。

2)測(cè)斜管監(jiān)測(cè)方法。在四新大道站周邊的土體中埋設(shè)測(cè)斜管，埋設(shè)距離基坑邊不小于2 m，測(cè)斜管的長(zhǎng)度超過基坑開挖深度4 m。實(shí)際測(cè)量在施工開挖前3 d～5 d內(nèi)進(jìn)行2次～3次重復(fù)測(cè)量，判明測(cè)斜管處于穩(wěn)定狀態(tài)后，作為初始值，開始正式測(cè)量。在埋設(shè)測(cè)斜管時(shí)應(yīng)注意使測(cè)斜管內(nèi)的導(dǎo)槽平行于土體位移方向。假定測(cè)斜管底端位移為零，由下而上逐段量測(cè)各段水平偏差，直至管頂標(biāo)高為止。量測(cè)時(shí)將測(cè)斜儀探頭沿測(cè)斜管內(nèi)導(dǎo)槽滑入管底，開始讀數(shù)。徐徐提升每0.5 m讀數(shù)一次，直至管頂。提出測(cè)斜儀，平轉(zhuǎn)180°重復(fù)以上步驟。兩次量測(cè)的數(shù)值平均值即為平行于車站中線方向的土體位移變化值。同樣的方法沿垂直于車站線路方向的管內(nèi)導(dǎo)槽量測(cè)即可量測(cè)出相應(yīng)的位移變化值。

3)鉆孔樁變形。在結(jié)構(gòu)鋼筋籠上綁扎測(cè)斜管，管底與鋼筋籠底部平行或略高于鋼筋籠底部標(biāo)高，使其管頂略高于冠梁頂標(biāo)高。測(cè)量方法同土體側(cè)向變形測(cè)量方法。

4)支撐軸力監(jiān)測(cè)。在混凝土支撐及鋼支撐端部或中部布設(shè)應(yīng)變計(jì)。在混凝土支撐中，鋼筋應(yīng)變計(jì)綁扎在鋼筋籠上進(jìn)行預(yù)埋，布置時(shí)應(yīng)在同一截面上對(duì)稱分布并固定牢固。在鋼支撐布置焊接時(shí)其溫度不得高于90℃。量測(cè)線統(tǒng)一編號(hào)，并引至地面。在千斤頂對(duì)鋼支撐加載時(shí)，做好測(cè)試記錄。

5)地下水位監(jiān)測(cè)。根據(jù)所測(cè)地下水位的位置進(jìn)行鉆孔，孔成后下布滿梅花形孔的花管，在有孔的部位用濾網(wǎng)進(jìn)行包裹，防止粘土或石塊進(jìn)入管中，并在花管與鉆孔含水的四周用濾料進(jìn)行填充，剩余的空段用粘土填滿。

6)地表沉降監(jiān)測(cè)。在所設(shè)的測(cè)試斷面上沿監(jiān)測(cè)斷面方向每15 m設(shè)一個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)位埋設(shè)一根0.5 m長(zhǎng)φ12的光圓鋼筋，頂部略微隆起。埋設(shè)時(shí)在地面挖一直徑10 cm深0.7 m的柱狀孔。在孔中灌入砂漿插入鋼筋。砂漿只能與周圍土體土固結(jié)在一起，但不能與地面混凝土硬化層粘結(jié)。鋼筋頭低于混凝土地表面10 cm，上加小蓋保護(hù)，并在旁邊用紅色油漆標(biāo)注點(diǎn)號(hào)，點(diǎn)號(hào)需與平面布置圖中點(diǎn)號(hào)一一對(duì)應(yīng)(見圖1)。監(jiān)測(cè)方法:按二級(jí)變形測(cè)量精度等級(jí)用精密電子水準(zhǔn)儀，銦鋼尺進(jìn)行量測(cè)。與地面沉降共享高程監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)。地表沉降量測(cè)隨施工進(jìn)度進(jìn)行，根據(jù)開挖部位、工序情況及時(shí)監(jiān)測(cè)，并將各沉降測(cè)點(diǎn)沉降值繪制成沉降變化曲線圖、沉降變化速度、加速度曲線圖。

7)建筑物沉降監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)視建筑物規(guī)模、形狀在建筑物的四角、大轉(zhuǎn)角處沿外墻10 m～15 m或每隔2根～3根柱基上埋設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)時(shí)用φ14的鉆頭在底層屋角處鉆孔。灌注砂漿，插入φ12的螺紋鋼，螺紋鋼頂部磨成球狀(見圖2)。監(jiān)測(cè)方法:按二級(jí)變形測(cè)量精度等級(jí)用精密電子水準(zhǔn)儀，銦鋼尺進(jìn)行量測(cè)。與地面沉降共享高程監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)，監(jiān)測(cè)方法相同。

圖1 地表沉降測(cè)點(diǎn)剖面圖（單位：mm）

圖2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)圖（單位：mm）

8)地下管線監(jiān)測(cè)。施工場(chǎng)地在規(guī)劃通行的龍陽大道東側(cè)，對(duì)交通影響較大。周邊共埋設(shè)有14條管線，分別為:6條排水、1條燃?xì)狻?條電力、3條通訊，且各管線的直徑都比較大，離車站較近。通過從地面鉆孔埋入至管頂鋼筋的方式埋設(shè)測(cè)點(diǎn)。埋入管頂?shù)匿摻钆c管頂接觸的部分用砂漿粘合，并用PVC管將鋼筋套住，以使鋼筋在隨管線變形時(shí)不受相鄰?fù)翆拥挠绊憽１O(jiān)測(cè)方法:觀測(cè)方法同地表沉降觀測(cè)。高程控制網(wǎng)與地表沉降監(jiān)測(cè)共享，觀測(cè)方法及要求同前。施工對(duì)策:根據(jù)量測(cè)結(jié)果分析管線受力情況，當(dāng)監(jiān)測(cè)結(jié)果超出警戒值時(shí)，查明原因，采取注漿加固及加強(qiáng)支撐等措施確保管線安全。通過現(xiàn)場(chǎng)視察及監(jiān)測(cè)相結(jié)合，當(dāng)監(jiān)測(cè)結(jié)果超出警戒值較大范圍時(shí)，及時(shí)報(bào)告，并停止施工，會(huì)同有關(guān)單位共同制定相應(yīng)對(duì)策。

3 結(jié)語

在四新大道站施工中，按照監(jiān)測(cè)規(guī)范要求，定期定時(shí)開展各項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作，保證了車站主體工程的施工質(zhì)量和安全，基坑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，變形符合要求，地表建筑物和地下管線穩(wěn)定安全，周邊環(huán)境穩(wěn)定。通過監(jiān)控量測(cè)，論證了施工方法和施工手段的科學(xué)性和合理性，以便及時(shí)調(diào)整施工方法，保證施工安全;通過監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理，掌握基坑和圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的規(guī)律，修改或確認(rèn)設(shè)計(jì)及施工參數(shù)。綜上所述，通過施工監(jiān)測(cè)工作的有效控制，保證了后續(xù)施工的順利進(jìn)行。

［1］中鐵一局集團(tuán).武漢地鐵三號(hào)線四新大道站施工組織設(shè)計(jì)［Z］.2012.

［2］張坤宜.交通土木工程測(cè)量［M］.北京:人民交通出版社，1999.

［3］JGJ 8-2007，建筑變形測(cè)量規(guī)范［S］.

［4］GB 50308-2008，城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范［S］.