盾構區間地表沉降監測與結果分析

馬俊華MA Jun-hua；楊益軍YANG Yi-jun；李文鵬LI Wen-peng

（①昆明理工大學，昆明 650000；②昆明理工金圖科技有限公司，昆明 650000）

（①Kunming University of Science and Technology，Kunming 650000，China；②Kunming Science and Technology Jintu Information Technology Ltd，Kunming 650000，China）

0 引言

隨著城市建設的發展，為了解決交通堵塞、環境污染，軌道交通已成為我國各城市公共交通發展的首選。由于地下土體性質、荷載條件、施工環境的復雜性，單單根據地質勘察資料和室內土工試驗參數來確定設計和施工方案，往往含有許多不確定因素，對在施工過程中引發的土體性狀、環境、鄰近建筑物、地下設施變化的監測已成為工程建設必不可少的重要環節。指導軌道交通工程設計和施工需要理論、經驗和監測數據相結合。

1 工程概況

XX 盾構區間位于XX 境內,北起XX,南至XX，隧道區間全長1020.46m。工法采用盾構法。結構形式為圓形斷面盾構管片：內徑5.5m、厚度350mm；結構厚度0.5～1.0m，結構頂距地面高度-8～-14m。

2 監測內容與目的

為了確保盾構施工的安全，根據工程特點依據《城市軌道交通工程測量規范》（GB50308-2008）、《工程測量規范》（GB50026-2007）、《建筑變形測量規范》（JGJ 8-2007）《建筑基坑工程監測技術規范》（GB50497-2009）、《地鐵工程監控量測技術規程》（DB11/490-2007）以及設計要求確定本工程的監測內容，包括地表沉降、拱頂沉降、凈空收斂、土體側向位移、現場安全巡視等。地下工程開挖后，地層中的應力擾動區延伸至地表，圍巖力學形態的變化在很大程度上反映于地表沉降，且地表沉降可以反映隧道開挖過程中圍巖變形的全過程。尤其是對于城市地下工程，若在其附近地表有建筑物時就必須對地表沉降情況進行嚴格的監測和控制。

3 基準點、工作點、監測點埋設

基準點埋設：監測基準點埋設均在沉降影響范圍以外的穩定區域內視野開闊的地區；均埋設三個以上的基準點；基準點埋設牢固可靠，基準點和附近的水準點聯測取得原始高程并且不定期的進行聯測，保持精度的可靠性和穩定性。本次基準點采用地鐵高程控制網成果，不需要另行埋設。工作基點的埋設與布置：工作點的埋設與布置的原則與基準點相同，本工程布設4～6 個，作為每次監測工作的起始點，靠近地鐵施工現場，并定期（1 個月）與基準點進行聯測，保持精度的可靠性和穩定性。監測點埋設：根據本工程需要，在盾構中線上每5 米布設1 個沉降監測點，并在盾構始發段100m 范圍內，在每20m 設一斷面，其余地段30m 設一斷面（每個斷面不少于5 個監測點）。地表沉降監測點采用鉆孔的方法布設。用水鉆打穿地表硬殼層，監測點標打在原狀土里面，再用細沙回填實。監測點頂部應低于地面，加蓋保護，以免被車壓壞，影響監測數據準確性。并且監測點旁邊應設置明顯保護標志。主斷面監測點布置圖如圖1、地表沉降監測點如圖2。

4 地表沉降監測方案

地表沉降觀測采用精密水準測高。在實施過程中地表沉降監測采用閉合水準路線，閉合水準路線的閉合差不得大于其中n(偶數站)為測站數，視線長度≤50m，前后視距差≤2.0m，任一測站上前后視距差累積≤3.0m。監測過程中確保專人觀測、專人扶尺、同一儀器、同一路線。水準儀采用美國產Trimble DINI12 電子水準儀（標稱精度為0.3mm/km），2 米和3 米條形碼銦瓦水準標尺，測量時對電子水準儀進行各項限差的設置，水準外業記錄由儀器自動完成，當觀測超限時，儀器自動提示重測。在進行觀測點的首次觀測時，必須觀測三次，取其平均值為初始值。各監測點的高程通過各測點與工作點進行水準連測得到。

圖1 主斷面監測點布置

圖2 地表沉降監測點布置

5 地表沉降監測頻率與預報警控制

監測工作自盾構開始施工到地鐵線路試運營為止。監測工作緊隨盾構掘進的進展，視盾構掘進情況距開挖前后≤20m 保持每1 天2 次、距開挖前后≤50m 保持每2 天1 次、距開挖前后＞50m 保持每2 周1 次，根據數據分析確定沉降基本穩定后保持1 月1 次直至地鐵線路試運營為止，如遇特殊情況加密監測頻率。盾構施工時，及時了解施工的進度，并重點關注盾構區域和地質情況比較復雜的地區，及時做到第一時間掌握變化情況，做到根據數據配合施工進度。在監測項目超出設計值和監測預警報值（如地表累計沉降超過24mm，沉降速率大于3mm/d）時，迅速啟動預報警制度，及時分析原因，并采取必要的措施。

6 地表沉降監測結果分析

由于盾構路線較長，特選取具有代表性的第90 號斷面的左右線監測數據，繪制地表沉降曲線圖。地表沉降曲線表明：在盾構掘進的過程中監測點出現先升后降再穩定的現象。在第Ⅰ階段盾構還未通過，由于提前注漿的原因監測點出現1-2mm 的上浮；第Ⅱ階段由于右線盾構的通過使右線上方的監測點在短時間內出現明顯的下沉，并由于土體擾動造成左線上方監測點出現5mm 左右的下沉；第Ⅲ階段由于右線盾構已經通過而左線盾構還未到達，所以出現短暫的穩定期；第Ⅳ階段由于左線盾構通過使左線上方的監測點在短時間內出現明顯的下沉，并由于土體擾動造成右線上方監測點也出現5mm 左右的下沉；第Ⅴ階段由于左右盾構都已經通過監測點開始趨于穩定。90 號主斷面地表沉降曲線圖如圖3。

圖3 90 號主斷面地表沉降曲線圖

圖4 主斷面地表沉降曲線圖

圖4 是84、90 號主斷面（特征點）地表沉降曲線，我們可以從圖4 中清楚的看出，位于盾構中線上方的監測點DY84-04、DY90-04、DY90-07 在盾構通過時變形最大，而DY84-01、DY84-09、DY90-01、DY90-09 變形最小。其余監測點變形居中。因此我們可以得出：在盾構掘進的過程中位于盾構中線上方的監測點變形較大，當監測點離盾構中線的位置越遠則監測點變形越小。

7 結束語

因此在監測實施中應先制定詳細的監測方案，監測數據必須真實可靠保證原始數據的完整且不得更改或刪除，及時處理監測數據，計算有問題必須及時復測。并應根據盾構施工各個階段的特點，密切配合施工進度；在施工前采集相關數據，做到能準確反映其盾構掘進過程中，周圍環境所發生的變化，根據周邊的已有資料，對工地周邊進行布設相應的監測項目，并及時采取初始值。在施工期間，根據施工進度，配合施工方積極做好各項監測工作，如現場發生突發性事件，及時做好增設監測項目，主動加密監測頻率，必要時做到24 小時不間斷觀測，直至變形趨勢穩定。

[1]GB50308-2008,城市軌道交通工程測量規范[S].

[2]GB50026-2007,工程測量規范[S].

[3]JGJ 8-2007,建筑變形測量規范[S].

[4]GB50497-2009,建筑基坑工程監測技術規范[S].

[5]DB11/490-2007,地鐵工程監控量測技術規程[S].

[6]曾紹炳.地下連續墻施工變形監測結果分析[J].桂林工學院學報,2009,29(4).

[7]姚黔貴.城市深基坑變形監測的實施[J].貴州工業大學學報,2005,34(2):96-99.