長(zhǎng)沙地鐵盾構(gòu)隧道軟土區(qū)間施工監(jiān)測(cè)和安全研究

1、長(zhǎng)沙地鐵盾構(gòu)隧道軟土區(qū)間施工監(jiān)測(cè)和安全研究摘要：近年來(lái)，我國(guó)各大城市迎來(lái)了地鐵建設(shè)的髙 峰期。地鐵隧道施工不可避免地會(huì)對(duì)周圍土體產(chǎn)生擾動(dòng)或破 壞，導(dǎo)致地表和周邊建筑沉降，而沉降控制的好壞直接關(guān)系 到隧道結(jié)構(gòu)和周邊建筑的安全。為了解長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線體育 公園站一長(zhǎng)沙大道站盾構(gòu)區(qū)間的沉降狀況，結(jié)合沉降監(jiān)測(cè)數(shù) 據(jù)，分析盾構(gòu)施工區(qū)段的沉降狀況及規(guī)律。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明， 該盾構(gòu)區(qū)段施工未引起地表及周邊建筑產(chǎn)生較大沉降，各沉 降監(jiān)測(cè)值均滿足規(guī)范要求，可為其他地鐵施工監(jiān)控分析提供 參考。關(guān)鍵詞：地鐵；沉降；盾構(gòu)法；施工監(jiān)測(cè)中圖分類號(hào)：u458. 1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：b文章編號(hào):1008-0422 (2013) 02-0

2、101-021、引言近年來(lái)，隨著城市交通量的急劇增長(zhǎng)，地面交通擁擠現(xiàn) 象日益嚴(yán)重，合理開(kāi)發(fā)利用地下空間已成為解決交通堵塞問(wèn) 題的有效途徑。地鐵作為一種現(xiàn)代化的地下交通工具，具有 安全可靠、準(zhǔn)時(shí)方便、污染少、耗能低以及運(yùn)輸速度快等優(yōu) 點(diǎn)，有著廣闊的發(fā)展前景。目前，我國(guó)諸多城市已迎來(lái)地鐵 建設(shè)的高峰期。在地鐵隧道施工方法中，盾構(gòu)法因具有智能、安全、快 捷、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，而得到廣泛推廣和應(yīng)用。但盾構(gòu)法施 工不可避免地會(huì)對(duì)周圍土體產(chǎn)生擾動(dòng)或破壞，引發(fā)不同程度 的地層位移和變形，最終導(dǎo)致隧道上方地表沉降，甚至地面 坍塌事故的發(fā)生。因此，對(duì)盾構(gòu)施工中的隧道進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè) 和控制顯得尤為重要。本文以長(zhǎng)沙地鐵

3、2號(hào)線為例，結(jié)合現(xiàn) 場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析盾構(gòu)施工區(qū)間的沉降狀況，研究地表沉降 規(guī)律，以確保隧道主體結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的安全，并為長(zhǎng)沙地 鐵的后續(xù)施工提供一定的指導(dǎo)。2、工程簡(jiǎn)介2. 1工程概況長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線體育公園站一長(zhǎng)沙大道站盾構(gòu)區(qū)間，起 于長(zhǎng)沙大道站，南至體育公園站，區(qū)間沿道路兩側(cè)有地下管 線密集分布，線間距為1315m,線路平面最小曲線半徑為 3000m,最大縱坡為2%,該盾構(gòu)區(qū)間釆用兩條平行的上下行 隧道，隧道直徑為5.4m,拱頂埋深為9. 6m18.2m。起訖里 程為 zdk1 5+847. 500zdk1 6+734. 950,左線隧道長(zhǎng) 887. 466 m,右線隧道長(zhǎng)887. 45 m

4、o采用盾構(gòu)機(jī)由體育公園站往長(zhǎng)沙 大道站方向掘進(jìn)。2. 2地質(zhì)及水文條件該盾構(gòu)區(qū)間地形由白堊系泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)砂礫巖組 成。丘頂圓狀，丘脊呈北東或北北東向壟狀延伸，或呈饅頭 狀分布。人民東路站以東地勢(shì)相對(duì)平坦。沿線覆蓋層主要有 第四系全新統(tǒng)沖洪積層，更新統(tǒng)殘坡積、沖洪積層；基巖有 元古界板溪群馬底驛組泥質(zhì)板巖、元古界板溪群五強(qiáng)溪組砂 質(zhì)板巖、元古界冷家溪群泥質(zhì)板巖。長(zhǎng)沙地區(qū)地下水受基巖構(gòu)造、地層巖性和地形、地貌、 氣象及湘江河流等綜合因素的影響，水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。 按地下水類型可分為孔隙水及裂隙水。地下水補(bǔ)、徑、排特 點(diǎn)是：在水平方向上由南往北、高階地向低階地形成補(bǔ)給， 在垂向上下伏巖土層接受

5、上覆巖土層的滲透補(bǔ)給?？辈靾?chǎng)地 地下水按賦存方式主要分為第四系松散層和全風(fēng)化帶中的 孔隙潛水、強(qiáng)中風(fēng)化基巖裂隙水、局部分布賦存于人工填 土、粘性土中的上層滯水?；鶐r裂隙水位埋深為3. 73- 17. limo勘察區(qū)內(nèi)，地下水位變化主要受氣候及湘江水域的 控制，每年49月份為雨季，大氣降水豐沛，是地下水的 補(bǔ)給期，其水位會(huì)明顯上升，而10月次年3月為地下水 的消耗期，地下水位隨之下降，年變化幅度3. 006.00m, 同時(shí)在圭塘河附近地下水亦隨圭塘河水位漲落而起伏變化。3、監(jiān)測(cè)內(nèi)容3. 1地表沉降槽下沉監(jiān)測(cè)地表沉降槽監(jiān)測(cè)范圍為上下行隧道中心線兩側(cè)25. 5 m, 盾構(gòu)施工段前后20 m范圍內(nèi)。監(jiān)

6、測(cè)斷面垂直隧道中心線， 斷面間距50 m,重要地段適當(dāng)加密；對(duì)于地下管線，測(cè)試斷 面則沿管線縱向布設(shè)。測(cè)點(diǎn)根據(jù)距隧道中心的距離呈梯度布 置，間距46 m。地表沉降槽布設(shè)測(cè)點(diǎn)橫向布置見(jiàn)圖1。采 用高精度水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。3.2建筑物的沉降和傾斜監(jiān)測(cè)地鐵隧道多建在地質(zhì)條件復(fù)雜、交通繁忙、地下管線密 集的鬧市中心，地鐵周圍城市建設(shè)也會(huì)使隧道結(jié)構(gòu)縱向沉 降。如果沉降超過(guò)安全范圍，必然會(huì)使周邊建筑沉降、傾斜, 甚至引發(fā)建筑物傾倒。因此需對(duì)地鐵周邊建筑進(jìn)行沉降和傾 斜監(jiān)測(cè)。用沖擊鉆在建筑物的基礎(chǔ)或墻上鉆孔，然后放入長(zhǎng)直徑200300mm, 2030mm的半圓頭彎曲鋼筋，四周用水泥砂漿 填實(shí)。測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)高度應(yīng)

7、方便觀測(cè)，對(duì)測(cè)點(diǎn)應(yīng)采取保護(hù)措施, 避免在施工過(guò)程中受到破壞。建筑物沉降和傾斜測(cè)點(diǎn)的布置 如圖2所示。采用精密水準(zhǔn)儀、鈕鋼尺等進(jìn)行測(cè)量。3.3拱底沉降和隧道收斂變形（含橢圓度）監(jiān)測(cè)在隧道拱底處布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行拱底沉降監(jiān)測(cè)。隧道內(nèi) 每隔30m布置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。采用精密水準(zhǔn)儀、鈕鋼尺等進(jìn)行 測(cè)量。隧道收斂的主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容是盾構(gòu)隧道的成型環(huán)片的收 斂情況。盾構(gòu)隧道內(nèi)每隔20環(huán)布置一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。當(dāng)掘進(jìn) 面離該斷面距離小于150m時(shí)每天測(cè)量一次，當(dāng)掘進(jìn)面離該 斷面距離大于150m時(shí)每周測(cè)量一次，變形穩(wěn)定后停止測(cè)量。采用收斂?jī)x、鋼卷尺直接量測(cè)。4、監(jiān)測(cè)結(jié)果分析4. 1地表沉降槽下沉量長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線體育公園站一長(zhǎng)

8、沙大道站地鐵隧道全部 開(kāi)挖完成后，上下行隧道中線處地表沉降見(jiàn)圖4o從圖中可 以看出，全線地表沉降或隆起值較小，最大沉降值為22mm, 最大隆起值為12mm,沉降或隆起值均在安全范圍內(nèi)，能夠滿 足規(guī)范要求。4.2建筑物的沉降和傾斜地鐵隧道周邊建筑傾斜量較小，能夠滿足規(guī)范要求。由 于周邊建筑較多，在此僅列出某建筑物沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。從圖 中可以看出，測(cè)點(diǎn)1最大沉降值為-5. 5 mm,測(cè)點(diǎn)2最大沉 降值為-10. 9mm,沉降量較小，處在安全范圍內(nèi)。4.3拱底沉降盾構(gòu)完成后全線隧道拱底沉降見(jiàn)圖5o從圖中可以看出, 左線沉降值最大為-7.2mm,最小值為0. 2ramo右線最大沉降 值為一 7.4mm,最小值為0.2mm?？梢钥闯?，上下行隧道拱 底沉降值均較小，可以滿足規(guī)范要求。4. 4隧道收斂變形從圖6可以看出，左線隧道收斂變形最大值為-6. 24mm, 最小值為0.43mm,右線隧道收斂變形最大值為-5. 2 mm,最 小值為0.44mm。收斂值較小，可以滿足要求。5、結(jié)論本文對(duì)長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線體育公園站一長(zhǎng)沙大道站盾構(gòu)區(qū) 間沉降情況作了研究，得出以下主要結(jié)