地鐵施工沉降監(jiān)測及控制

張俊麗

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 611730）

在當(dāng)前的交通建設(shè)背景下，地鐵作為其中的重要內(nèi)容，對(duì)地鐵隧道施工提出了一定的要求，為了保證施工質(zhì)量，應(yīng)對(duì)地鐵施工沉降進(jìn)行有效的監(jiān)測及控制，使監(jiān)測能夠發(fā)揮出有效的作用。通過對(duì)地鐵施工沉降監(jiān)測的情況了解，采取有效的措施進(jìn)行控制，可使施工的效果達(dá)到實(shí)際要求。因此，應(yīng)根據(jù)地鐵施工沉降監(jiān)測要求來落實(shí)各項(xiàng)工作，為地鐵施工的安全及質(zhì)量提供保障，進(jìn)而促進(jìn)地鐵建設(shè)的快速發(fā)展。

1 地鐵施工監(jiān)測實(shí)施的意義

在地鐵施工中，為了保證施工的安全性，需要加強(qiáng)施工監(jiān)測，通過監(jiān)測可為工程建設(shè)提供有效的保障。首先，經(jīng)過實(shí)施監(jiān)控可了解施工中地層的變化情況，及時(shí)對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行分析，把握工程施工的進(jìn)度，使施工能夠處于安全狀態(tài)之中，為施工參數(shù)的優(yōu)化帶來保障[1]。其次，可通過監(jiān)測來掌握施工過程對(duì)隧道周圍圍巖以及上方路面等方面的影響，可在施工中達(dá)到監(jiān)測預(yù)警值的時(shí)候，采取有效措施進(jìn)行處理，避免問題產(chǎn)生。同時(shí)，可使地面變形維持在合理的范圍之內(nèi)，避免對(duì)建筑產(chǎn)生影響。最后，通過對(duì)監(jiān)控的實(shí)施可獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析來為施工的進(jìn)行提供參考依據(jù)，使施工管理進(jìn)行的更加順利，同時(shí)可使設(shè)計(jì)及方案的合理性得到有效評(píng)價(jià)，為施工組織提供相應(yīng)的信息，及時(shí)對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可使施工獲得有效的保障。

2 監(jiān)測控制網(wǎng)的設(shè)置原則

基準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)設(shè)置在隧道或者變形體之外，保證其性能良好，可結(jié)合地鐵隧道的地形條件進(jìn)行分析，根據(jù)工程建設(shè)的要求合理設(shè)置基準(zhǔn)網(wǎng)，不應(yīng)全部設(shè)置在地鐵之外，當(dāng)監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)設(shè)置在地鐵隧道之外時(shí)，會(huì)使測量工作量增加，要想將地面基準(zhǔn)點(diǎn)引進(jìn)到地下，需要保證測量條件滿足要求，否則會(huì)在實(shí)際測量中影響最終的精確性。通過對(duì)監(jiān)測控制網(wǎng)的合理設(shè)置，可使監(jiān)測的進(jìn)行更加順利。另外，在隧道內(nèi)部也可設(shè)置基巖基準(zhǔn)點(diǎn)[2]。

3 地鐵施工監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

3.1 監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)內(nèi)容

3.1.1 布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)

可將地鐵車站作為中心來設(shè)置測區(qū)，在各個(gè)測區(qū)中設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量不應(yīng)小于3個(gè)，將其用于工作基點(diǎn)穩(wěn)定性測定之中，也可將其直接作為監(jiān)測點(diǎn)起點(diǎn)。在設(shè)置水準(zhǔn)基點(diǎn)的時(shí)候，可在變形區(qū)外的原狀土層或者基巖層中設(shè)置標(biāo)石，也可根據(jù)測量控制網(wǎng)中設(shè)置的控制點(diǎn)來設(shè)定，也可在一些穩(wěn)固性比較好的建筑物的墻上面設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)。當(dāng)條件不合理的時(shí)候，可在變形區(qū)之內(nèi)埋置深層金屬管水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)。同時(shí)，在設(shè)置水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)的時(shí)候，應(yīng)避免水源地以及交通干道區(qū)域，避免對(duì)其他區(qū)域造成影響。在設(shè)置了標(biāo)石之后，確保其達(dá)到穩(wěn)定性要求之后才可進(jìn)行觀測，穩(wěn)定期不應(yīng)小于15d[3]。

3.1.2 布設(shè)沉降變形點(diǎn)

施工過程中，沉降主要出現(xiàn)在建筑物、地表道路等位置，沉降監(jiān)測沉降點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)符合以下要求：結(jié)合建筑沉降的監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置，可將布設(shè)點(diǎn)設(shè)置在建筑物傾斜或者沉降的位置，比如建筑沉降縫兩側(cè)或者裂縫兩側(cè)，也可在建筑形體改變的位置。在設(shè)置標(biāo)志的時(shí)候，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的合理性，還需避開外在障礙物，確保不會(huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生影響。當(dāng)建筑外墻設(shè)定了厚度比較大的裝飾物，可在地下室中布設(shè)沉降觀測點(diǎn)，而當(dāng)不具備地下室條件的時(shí)候，可在相應(yīng)的室內(nèi)位置設(shè)置標(biāo)志。當(dāng)觀測點(diǎn)產(chǎn)生了破壞問題的時(shí)候，應(yīng)在原位置或者就近進(jìn)行補(bǔ)設(shè)，保證數(shù)據(jù)觀測操作的連續(xù)性。

3.1.3 設(shè)置道路沉降監(jiān)測點(diǎn)

在地面道路沉降監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)中，可沿著地鐵隧道中心線平均50m來設(shè)置，當(dāng)重要的主干道路寬度在40m之內(nèi)，并且在橫交道路存在的情況下，可進(jìn)行橫斷面測點(diǎn)設(shè)置，可設(shè)計(jì)5～7 個(gè)測點(diǎn)。同時(shí)，地鐵結(jié)構(gòu)邊緣30m之內(nèi)的線路兩側(cè)位置，應(yīng)設(shè)置數(shù)量恰當(dāng)?shù)某两涤^測點(diǎn)。當(dāng)在地鐵車站出入口邊緣30m范圍中包括一些建筑、道路的時(shí)候，也需要布設(shè)測點(diǎn)。

3.1.4 設(shè)置管線沉降點(diǎn)

在布設(shè)管線沉降監(jiān)測點(diǎn)的時(shí)候，一般可結(jié)合地下管線圖以及管道兩接頭之間的局部傾斜度的控制標(biāo)準(zhǔn)，來進(jìn)行測點(diǎn)的設(shè)置，還可分成污水、供水以及煤氣等類型的管道性質(zhì)。通常可沿著管道40m～50m范圍之內(nèi)來進(jìn)行設(shè)置，其中的重要管道可沿著30m進(jìn)行設(shè)置，經(jīng)過合理設(shè)置標(biāo)志及測點(diǎn)位置，可準(zhǔn)確地反映管道的沉降變化。在管線監(jiān)測點(diǎn)編號(hào)設(shè)置中，可使用管線類別代碼及序號(hào)的形式來進(jìn)行，例“Y”（雨水）、“D”（電訊）、“R”（燃?xì)猓┑龋赏ㄟ^對(duì)代碼及序號(hào)的查看來明確管道的類型。同時(shí)，對(duì)于埋深比較淺的管線，可將布點(diǎn)設(shè)置在管線上，還可設(shè)置觀測井方式。對(duì)埋深大的管線，可使用不銹鋼導(dǎo)管來進(jìn)行測定，使用PVC管來發(fā)揮出保護(hù)作用[4]。

3.2 裂縫與地下水位監(jiān)測

在地鐵施工監(jiān)測中，需要重視對(duì)裂縫及地下水位的重點(diǎn)監(jiān)測，對(duì)于裂縫監(jiān)測來說，可監(jiān)測比較大的裂縫，建立相應(yīng)的建筑物或者裂縫情況數(shù)據(jù)庫。在監(jiān)測裂縫的過程中，可采取定期測定的方式來測定建筑裂縫分布的位置，其中包括了裂縫寬度、長度以及走向等變化情況。在監(jiān)測裂縫的過程中，應(yīng)做好編號(hào)工作，在不同裂縫的兩側(cè)可設(shè)置2～3組用于觀測的標(biāo)志，可在裂縫寬度的最大處以及裂縫末端位置設(shè)置一組測點(diǎn)，為監(jiān)測的進(jìn)行提供相應(yīng)的條件，應(yīng)注意寬度測量精度的控制要求[5]。在監(jiān)測地下水位的時(shí)候，應(yīng)保證設(shè)置的測點(diǎn)能夠?qū)Φ罔F全線開挖過程中的地下水位變化實(shí)現(xiàn)全面的監(jiān)測，地鐵車站上測孔的設(shè)置位置應(yīng)在基坑外側(cè)接近建筑物的區(qū)域內(nèi)，布設(shè)組數(shù)可設(shè)置在3～4組。在區(qū)間地鐵隧道測控布設(shè)中，可沿著線路的兩側(cè)重要建筑來進(jìn)行布設(shè)，地下水位觀測過程中，需要合理設(shè)計(jì)地下水位觀測井及觀測設(shè)備應(yīng)用方案，確保監(jiān)測工作的順利開展。

4 地鐵施工沉降的控制措施

4.1 洞內(nèi)地層加固施工

施工洞內(nèi)施工的時(shí)候，塌陷作為一種常見的問題，由于挖方施工會(huì)產(chǎn)生較大沉降量，影響了施工作業(yè)空間。為了避免該問題的產(chǎn)生，可采用洞內(nèi)加固工藝來控制沉降問題，可借助混凝土漿料來開展施工，在發(fā)現(xiàn)了施工問題之后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，可合理調(diào)整漿料流動(dòng)性及強(qiáng)度，使用灌漿加壓處理的方式將漿料通過超前導(dǎo)管運(yùn)送到特定的位置上，可使基層土層得到加固，同時(shí)應(yīng)保證結(jié)構(gòu)壓實(shí)的效果，可使之后的施工順利進(jìn)行，避免產(chǎn)生沉降的問題。

4.2 采用背后回填注漿技術(shù)

背后回填注漿施工技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)局部結(jié)構(gòu)的加固，在隧道建設(shè)到一定階段的時(shí)候形成環(huán)路，在背部開展回填施工作業(yè)之后，可使地面沉降問題得到有效的控制，同時(shí)使承受的壓力維持在額定范圍之內(nèi)，使下沉值控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)。為了使施工中的地面沉降問題得到有效的控制，可在施工中進(jìn)行注漿加固操作，應(yīng)對(duì)隧道背部混凝土材料加固處理，避免施工對(duì)地鐵隧道施工產(chǎn)生影響，保證施工的質(zhì)量。在開展回填注漿施工的過程中，需要對(duì)時(shí)間進(jìn)行控制，保證注漿施工作業(yè)的密實(shí)度符合施工要求。在施工作業(yè)過程中，需要將導(dǎo)管插入到地下結(jié)構(gòu)中，可采用分段注漿施工技術(shù)來加強(qiáng)施工效果，確保注漿加固施工的效果符合要求。通過對(duì)該技術(shù)的合理應(yīng)用，可使施工沉降問題的預(yù)防控制發(fā)揮出更好的效果。背后回填施工技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 背后回填施工技術(shù)結(jié)構(gòu)

4.3 開挖施工控制

在開挖施工的時(shí)候，為了避免滲透或者下沉情況的影響，應(yīng)在施工中采用局部加固工藝進(jìn)行處理，為施工的進(jìn)行提供保障。應(yīng)對(duì)測量的精準(zhǔn)度進(jìn)行合理控制，可通過調(diào)控方案的設(shè)計(jì)來控制施工中的沉降問題。同時(shí)，在地鐵工程項(xiàng)目實(shí)施中，需要對(duì)沉降控制方案進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，有效將施工沉降值降低。挖方施工之前，應(yīng)將結(jié)構(gòu)加固支護(hù)處理工作做好，可根據(jù)預(yù)先設(shè)置的支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)來設(shè)計(jì)超前導(dǎo)管，可根據(jù)施工地段情況，明確導(dǎo)管的長度、數(shù)量，借助導(dǎo)管注漿的技術(shù)來提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過對(duì)沉降問題的有效控制，可為地鐵施工的進(jìn)行建立良好的基礎(chǔ)，保證施工的效果。

5 結(jié)語

在地鐵施工中，為了避免沉降問題帶來的影響，需要落實(shí)監(jiān)測及控制工作，根據(jù)施工情況及需求開展監(jiān)測工作，應(yīng)明確監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)內(nèi)容，做好裂縫與地下水位監(jiān)測。采取有效的方式對(duì)沉降進(jìn)行控制，可進(jìn)行洞內(nèi)地層加固施工，采用背后回填注漿技術(shù)，并且控制開挖施工，使施工能夠順利進(jìn)行，為地鐵施工的開展帶來幫助，進(jìn)而提升地鐵建設(shè)水平，加強(qiáng)施工質(zhì)量。