高水位粉砂土地層中盾構施工監測控制指標研究

高夢怡

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海 200092）

1 概述

杭州某地鐵線路全長47km，共設24座車站。線路全部為地下線，大部分位于蕭山區。隧道結構底板埋深10～22m，管片采用標準環+左右轉彎環襯砌，管片內徑為5500mm、外徑為6200mm、厚度為350mm、環寬為1200mm，根據盾構區間安全等級及周邊環境等級將監測等級劃分為二級。勘察報告顯示，沿線地表下20m內除表層土外普遍為粉砂、砂質粉土層，壓縮沉降量大、固結穩定性較快。下部為淤泥質粉質黏土層，抗剪強度低、壓縮性較高、滲透性較小。地下潛水穩定水位高程在2～6m（地面高程在5～6m）。 文章選取4條盾構區間（包括上、下行線）隧道軸線地表沉降、隧道沉降及隧道收斂監測數據進行統計。統計項目包括盾構隧道軸線地表沉降、隧道沉降和隧道收斂的累計變化量和變化速率。

2 監測數據分析

2.1 軸線地表累計沉降

進出洞口位置在施工前已進行加固，為區別于原狀土區域故做單獨處理，總計1662點。隧道軸線地表累計沉降量統計如表1所示。

表1 隧道軸線地表累計沉降量統計表

由表1可知，隧道軸線地表平均累計沉降量集中在-40mm左右，加固區最大累計沉降量集中在-50mm左右，而原狀土區域最大累計沉降量分布區間較離散，為-70～-140mm。為分析上述4條盾構區間在原狀土區域軸線地表累計沉降分布情況，繪制累計沉降量頻次分布圖，如圖1所示。

根據頻次分布圖統計結果顯示，累計沉降量在-60～0mm區間的測點數量占91.9%。

2.2 軸線地表沉降變化速率

圖1 測點頻次-累計沉降量分布圖

按照盾構掘進掌子面前30環至盾尾后50環位置，共統計沉降速率監測數據14147點次，統計結果如表2所示。根據統計表結果顯示，地表沉降變化速率在-5～5mm/d區間的測點數量占90.7%。

表2 軸線地表沉降速率區間統計表

2.3 隧道累計沉降

統計4條盾構隧道沉降累計量監測數據共計897點，隧道沉降分布情況如圖2所示。

圖2 隧道累計沉降分布圖

從沉降分布圖中可以看出，隧道累計沉降量在-40～20mm區間的測點數量占90.1%。

2.4 隧道沉降速率

統計隧道沉降速率監測數據共計4706點次，統計情況如表3所示。

表3 隧道沉降速率區間統計表

根據統計表結果顯示，隧道沉降速率在-3～+3mm/d區間的測點數量占93.7%。

2.5 隧道累計收斂

將隧道收斂監測值與標準內徑5.5m比較，獲得累計收斂變化情況，共計監測897點，繪制收斂分布圖如圖3所示。

圖3 隧道累計收斂分布圖

從收斂分布圖中可以看出，隧道累計收斂量在0～30mm區間的測點數量占94.3%。

2.6 隧道收斂速率

統計隧道收斂速率監測數據共計4706點次，統計情況如表4所示。

表4 隧道收斂速率區間統計表

根據統計表結果顯示，隧道收斂速率在-3～+3mm/d區間的測點數量占90.2%。

3 建議控制指標

文章基于高水位粉砂土地層盾構隧道施工過程中地表沉降、隧道沉降和隧道收斂監測數據進行統計分析，對該類型地質條件下的控制指標提出以下建議，如表5所示。

表5 控制指標建議表

4 結束語

文章通過大量實測數據并結合國家規范相應控制指標進行統計分析，可得出地表沉降、隧道收斂累計變化量實測情況與規范指標要求偏差較大，實測滿足比例分別為62.6%和36.8%。考慮特殊水文地質條件下判定標準的合理性和可操作性，同時避免大量因監測報警而停工導致的損失，以及因設計指標過于保守而造成的建設成本上升等問題，建議對相應控制指標進行適當優化。