云圖監(jiān)測系統(tǒng)在地鐵隧道內(nèi)壁后注漿施工中的應用

周 帆

(上海巖土工程勘察設計研究院有限公司，上海 200438)

?

云圖監(jiān)測系統(tǒng)在地鐵隧道內(nèi)壁后注漿施工中的應用

周 帆

(上海巖土工程勘察設計研究院有限公司，上海 200438)

根據(jù)南京地鐵2號線某區(qū)間盾構隧道壁后注漿加固云圖自動化監(jiān)測實例，介紹了自動化測距儀遠程監(jiān)測系統(tǒng)在隧道內(nèi)壁后注漿過程中進行單圓隧道直徑收斂監(jiān)測的應用，并通過全站儀人工收斂監(jiān)測數(shù)據(jù)對其進行檢校對比，結果表明，該云圖自動化監(jiān)測系統(tǒng)所獲數(shù)據(jù)具有較高精度，可及時判斷地鐵隧道結構的安全性，勝任隧道壁后注漿的監(jiān)測工作。

云圖監(jiān)測系統(tǒng)，壁后注漿，自動化，遠程監(jiān)測

1 工程概況

南京地鐵自2005年1號線建成通車，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，近年來南京地鐵線路總長258 km。鑒于南京地鐵隧道龐大的運營網(wǎng)、特殊的埋設環(huán)境和長江漫灘軟土的地質(zhì)條件，南京地鐵盾構隧道因自身錯縫拼裝的原因，運營期間容易發(fā)生管片滲漏、裂縫、道床沉降等，同時在地鐵隧道沿線深基坑土方開挖，基坑內(nèi)降水，引起地鐵隧道土體擾動，直接影響了運營期的地鐵隧道結構安全和運營安全，因此需通過在地鐵隧道內(nèi)壁后面進行雙液注漿加固，將地鐵隧道管片從橫鴨蛋型慢慢回縮，減小隧道管片收斂對地鐵結構的影響。

本文通過利用本公司自主研發(fā)的云圖自動化監(jiān)測系統(tǒng)，對隧道內(nèi)壁后注漿進行實時的收斂監(jiān)測。云圖監(jiān)測系統(tǒng)可以實時進行數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理分析，指導現(xiàn)場注漿的施工，并通過全站儀人工收斂監(jiān)測數(shù)據(jù)對其進行檢校對比。

2 云圖監(jiān)測系統(tǒng)介紹

2.1 云圖在線數(shù)據(jù)服務

本系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡傳輸、移動通訊、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析、自動預測預警等高新技術，綜合了監(jiān)測、管理、多媒體等多種信息的靈活、智能、高效的工程建設管理系統(tǒng)。基于安全管理系統(tǒng)采集上的數(shù)據(jù)，專業(yè)人員可以在平臺上針對數(shù)據(jù)進行各種自動化的專業(yè)分析，繪制各種專業(yè)曲線，歷史數(shù)據(jù)對比分析等。

整套系統(tǒng)由三大部分組成：數(shù)據(jù)處理層，安全預警層及領導管理層。通過安全管理系統(tǒng)的平臺，以滿足監(jiān)測信息系統(tǒng)的使用需求及安全管理的需要，輕松實現(xiàn)其工程的安全監(jiān)測，并接受上層領導的控制和管理，也能方便與其他自動化系統(tǒng)(如第三方安全管理平臺或其他三維立體系統(tǒng))的嵌入或結合，支持多種方式的查詢和檢索。

2.2 云圖自動化監(jiān)測

自動化測量，對于安裝了自動化設備的項目，可以實時采集現(xiàn)場自動化設備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全過程的實時跟蹤監(jiān)測。針對地鐵隧道壁后雙液注漿，我公司在隧道內(nèi)壁上安裝了自動化測距儀設備，對隧道管片收斂進行自動化的監(jiān)測，搭載云圖平臺，通過遠程自動化數(shù)據(jù)采集傳輸，將注漿期間隧道管片收斂的數(shù)據(jù)實時傳到云圖系統(tǒng)上，在云圖系統(tǒng)上自動生成報表和數(shù)據(jù)曲線圖，方便注漿施工方實時查看隧道收斂變化，指導隧道內(nèi)壁后注漿工作的進行。云圖自動化監(jiān)測成果圖如圖1所示。

3 隧道壁后注漿項目實例

3.1 壁后注漿項目概況

南京地鐵2號線附近某項目基坑面積約91 900 m2，周長約1 255.3 m，開挖深度為18.3 m。距離地鐵2號線6號出入口為15.0 m、距離2號線隧道區(qū)間約為56.1 m。此區(qū)間隧道結構前期已產(chǎn)生了較大的變形，近期受該基坑項目開挖的影響，對地鐵隧道結構又產(chǎn)生了不同程度的變形，根據(jù)前期隧道直徑收斂普查結果顯示，項目保護區(qū)內(nèi)隧道管片收斂大于7 cm共125環(huán)，其中最大收斂值達到9.6 cm。由于此地鐵區(qū)間隧道位于河西主干道江東路正下方，若進行隧外微擾動注漿施工，注漿區(qū)域?qū)⑸婕敖瓥|路主干道，需對路面進行封閉，并涉及大量市政管網(wǎng)線、綠化等，因此為確保地鐵隧道結構穩(wěn)定，保障運營安全，需要對此區(qū)間隧道進行隧道內(nèi)壁后注漿加固，使隧道管片收斂恢復到正常值范圍內(nèi)。

3.2 隧道內(nèi)壁后注漿施工工藝

在地鐵隧道內(nèi)壁環(huán)片的預留注漿孔上進行壁后注漿，將注漿管打至地鐵公司要求的深度，再進行壁后雙液注漿加固。其壁后注漿工藝如圖2所示。

3.3 云圖系統(tǒng)實時監(jiān)測

地鐵隧道管片收斂采用云圖系統(tǒng)中的自動化測距功能，在注漿過程中測量隧道結構水平直徑方向的長度測量值，實現(xiàn)對隧道結構直徑收斂變形的實時監(jiān)測。應地鐵公司要求，除了對注漿環(huán)的管片收斂進行監(jiān)測，還需對注漿環(huán)左右相鄰5環(huán)進行實時監(jiān)測。本次監(jiān)測范圍為上行線(右線)隧道監(jiān)測環(huán)號S002～S020，共19環(huán)；下行線(左線)隧道監(jiān)測環(huán)號X010～X037，共28環(huán)；上下行線共監(jiān)測47環(huán)(見圖3)。

3.4 云圖監(jiān)測效果與分析

本次隧道內(nèi)壁后注漿通過上海巖土工程勘察設計研究院有限公司自主研發(fā)的云圖自動化監(jiān)測系統(tǒng)，遠程采集隧道收斂數(shù)據(jù)，遠程控制自動化測距儀進行收斂實時測量，得出壁后注漿期間隧道管片收斂的變形值，生成變化曲線，有效的指導了壁后注漿施工。

上行線經(jīng)注漿施工44孔后，隧道環(huán)收斂出現(xiàn)不同程度的回縮，回縮量達4 mm～8 mm，環(huán)片最終收斂值在21 mm～76 mm范圍內(nèi)。本次隧道內(nèi)壁后注漿，通過預留的注漿孔對隧道壁后土體進行壓力注漿，對隧道管片形成了一個定向的推動力，有效的固結了隧道管片周圍土體，迫使隧道管片產(chǎn)生回縮，抵住外界基坑開挖帶來的土體擾動影響。

隧道內(nèi)壁后注漿云圖系統(tǒng)監(jiān)測成果如圖4所示。

注漿期間，為了驗證云圖系統(tǒng)監(jiān)測成果的可靠性和穩(wěn)定性，在壁后注漿的同時，我公司定期的利用人工全站儀監(jiān)測對云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測的成果進行校核，保證壁后注漿期間，監(jiān)測數(shù)據(jù)精確可靠。

人工監(jiān)測和云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測成果對比曲線圖見圖5。

根據(jù)圖5可知，云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測成果與人工全站儀監(jiān)測成果對比變化曲線基本一致，隧道內(nèi)壁后注漿期間，云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測能滿足注漿施工的要求，能實時、準確、高效率的反映隧道內(nèi)管片收斂真實的變化情況，避免了壁后注漿對隧道管片的進一步破壞。

4 結語

本文介紹了在隧道內(nèi)壁后注漿期間，應用云圖自動化系統(tǒng)實時監(jiān)測地鐵隧道管片收斂，及時的反映了壁后注漿對地鐵隧道管片結構的影響程度，云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測效果顯著，滿足注漿施工要求，可得出結論如下：

1)云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測能夠?qū)崟r提供注漿期間的收斂數(shù)據(jù)，彌補人工全站儀監(jiān)測的不足，不受作業(yè)時間的限制，在注漿期間能對隧道管片收斂進行安全監(jiān)測。

2)云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測具有高精度、高效率、快捷方便的優(yōu)點，其監(jiān)測成果能與人工全站儀監(jiān)測的成果吻合良好，成果可靠，為地鐵隧道結構變形提供了技術支持，宜在地鐵結構安全監(jiān)測中得到應用。

[1] 高 永.微擾動雙液注漿糾偏技術在南京地鐵盾構隧道病害治理中的應用[J].城市軌道交通,2015(6):109-112.

[2] 阮順良,胡士兵.基坑工程對鄰近地鐵隧道影響及控制措施研究[J].現(xiàn)代隧道技術,2012,49(1):100-104.

[3] 王如路.上海軟土地鐵隧道變形影響因素及變形特征分析[J].地下工程與隧道,2009(1):1.

[4] 唐繼民.自動化監(jiān)測技術在隧道受損修復工程中的應用[J].測繪通報,2014(12):86-88.

[5] 鄧指軍.雙液微擾動加固注漿試驗研究[J].地下空間與工程學報，2011(7)：1344.

[6] 萬戰(zhàn)勝,朱岱云,夏永旭.盾構隧道壁后注漿對地表沉降影響數(shù)值模擬研究[J].河北工業(yè)大學學報，2011,40(1)：110-113.

[7] 武勝林,鄧洪亮,陳凱江,等.隧道監(jiān)測數(shù)據(jù)信息化技術及應用研究[J].測繪通報,2013(8):25-27.

[8] 袁小會,韓月旺,鐘小春.盾構隧道壁后注漿壓力分布模型[J].西南交通大學學報，2011,46(1)：18-23.

[9] 王如路,劉建航.上海地鐵監(jiān)護實踐[J].地下工程與隧道,2007(1):27.

[10] 許舒榮.上海某地鐵旁通道融沉注漿效果分析[J].山西建筑，2010,36(4)：296-297.

Application of Yuntu monitoring system in post grouting reinforcement of inner wall subway tunnel

Zhou Fan

(ShanghaiGeotechnicalInvestigations&DesignInstituteCo.,Ltd,Shanghai200438,China)

Image automatic monitoring according to the example of grouting reinforcement of Nanjing metro shield tunnel line 2 wall, introduces the remote monitoring system of automatic range finder using single circle diameter of tunnel convergence monitoring in tunnel wall grouting process, and the total station artificial convergence monitoring data for the calibration and comparison. The results show that the image data from the automatic monitoring system with high precision, timely judgment of the subway tunnel structure safety monitoring work, grouting tunnel wall.

Yuntu monitoring system, wall grouting, automation, remote monitoring

1009-6825(2017)10-0199-02

2017-01-20

周 帆(1991- )，男，助理工程師

U457.3

A