淺談廣州地鐵2號線鷺中區間隧道施工監測

淺談廣州地鐵2號線鷺中區間隧道施工監測

摘　要：介紹地鐵區間隧道施工監測的設計與施工管理等。
　　關鍵詞：地鐵；區間隧道；施工監測；施工管理
　　1、工程概況
　　廣州地鐵二號線首期工程始于海珠區琶洲，止于白云區江夏，線路全長23.21km.二號線鷺江站至中山大學站區間隧道，分為左、右兩支單線隧道，左線ZCK6 539.5～ZCK8 057.05，全長1523.055m，右線YCK6 539.05～YCK8 0.57.05，全長1517.55m.該區間隧道上覆地層為人工雜填土、沖積層、殘積層和風化巖層，覆蓋層厚度為9.4～19.5m.洞身大部分位于強風化的粉砂巖層，屬于Ⅱ、Ⅲ類圍巖。該區間隧道部分區段全斷面采用鉆爆法開挖，其它區段隧道的上半部分采用人工開挖，下半部分采用鉆爆法開挖。該區間沿新港中路由東向西至新港西路，為廣州市主要干道，車流量大。地面道路兩側高大建筑物林立，地下管網密布。暗挖施工中做到無坍塌及涌水、涌砂事故，并有效地控制地面沉降，沿線管網線路做到不斷裂、不滲漏，保證地面交通和各種活動的正常進行。因而在施工中如何加強圍巖量測、獲取支護結構的受力狀態和環境信息，以便及時調整施工參數，為安全施工服務，就顯得尤為突出和重要。
　　2、施工監測設計
　　2.1監測根據該工程的特征，在施工中對以下項目進行了監測：①圍巖及支護狀態的觀察描述；②地表沉降；③隧道拱頂沉降；④隧道收斂監測；⑤格柵受力狀況監測；⑥近地建筑物傾斜監測；⑦爆破振動監測；⑧孔隙水壓力監測；⑨支護土壓力監測；⑩土體垂直位移監測；土體水平位移監測。
　　2.2量測斷面與測點布置
　　2.2.1圍巖及支護狀態的觀察描述每開挖、支護循環作業，均需對掌子面工程地質、水文地質及支護厚度與質量進行觀察、記錄和描述。
　　2.2.2地表沉降各施工豎井井口周邊、施工橫通道和正線隧道每10m設置一個量測斷面。豎井井口地面沉降測點在矩形井四角及各邊中點各設一個。橫通道每一地表沉降量測斷面設7個測點，共26個量測斷面、182個測點。區間正線隧道每一地表沉降量測斷面設11個測點，共151個量測斷面、1661個測點。
　　2.2.3隧道拱頂沉降監測各施工橫通道和左右線正線隧道每隔10m設置一個監測斷面，并與地表沉降監測斷面重合。每一個監測斷面在隧道拱頂設置一個監測點，共177個量測斷面，177個監測點。
　　2.2.4隧道凈空收斂量測量測斷面布置同拱頂沉降量測，并與拱頂量測斷面重合。每一個量測斷面布置2對測線，分別布置在拱腳以上0.5m和墻中處，共177個量測斷面，708個收斂埋設點。
　　2.2.5格柵鋼架受力狀況監測分別在1#～3#施工橫通道和左、右線Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ類圍巖各選擇一個量測斷面，共9個量測斷面。對每一量測斷面，分別在拱頂、拱部300、600和900、墻腰和墻腳及仰拱各設一個測點，每一量測斷面設12個測點，共108個測點。
　　2.2.6孔隙水壓力監測量測斷面選擇與支護土體壓力監測相同，共9個量測斷面。對每一量測斷面，分別在拱頂、墻中和仰拱各設一個測點，每一量測斷面設4個測點，共36個測點。
　　2.2.7土體垂直位移監測土體垂直位移監測斷面選擇與支護土體壓力監測同斷面，共9個量測斷面。對每一個量測斷面均在坑道拱頂設置一個孔內多點位移計，孔內每隔1.0m設測點一個，共用110個孔內沉降磁環。
　　2.2.8土體水平位移監測土體水平位移監測斷面選則與土體垂直位移量測同斷面，共9個量測斷面。這樣，支護結構土壓力、孔隙水壓力、支護結構應力、土體垂直位移和水平位移監測點均設在同一斷面上。對每一個量測斷面分別在開挖輪廓外側0.5m處各設一個土體水平位移測孔，孔內每隔1.0m深設測點一個。
　　2.2.9近地建筑物傾斜監測根據實際地面建筑物，特別是高大建筑物、舊巷民宅等，距區間左右線隧道外緣25m以內時，每棟建筑物觀測點的數量≥6個，觀測標志點設在地墻（柱）或基礎上。
　　2.2.10爆破振動監測地面建筑物選擇和測點布置與近地建筑物傾斜監測相同。
　　2.3量測和頻率
　　2.3.1　圍巖及支護狀態的觀察描述采用地質羅盤、皮尺等儀器工具進行觀察描述，每開挖、支護循環觀察一次，直至模筑砼后結束。
　　2.3.2地面沉降采用蔡司（德國產）-004精密水準儀和銦鋼尺等精密水準測量方式。測點用16～20鋼筋頭長25～30cm，端頭磨圓。對已硬化地面用沖擊鉆鉆孔，水泥砂漿錨固，端頭露出地面0.5～0.8cm；對未硬化地面，用挖孔、水泥砂漿錨固，端頭露出地面0.8～2.0cm.監測頻率：在開挖面距量測端面前1倍洞徑與埋深之和開始量測；在開挖面通過量測斷面1倍洞徑與埋深之和范圍內，每開挖循環或1天1次，5倍洞徑范圍內每2天1次，5倍洞徑范圍外每周1次，直至變形穩定或全部施工完成。
　　2.3.3拱頂下沉和凈空收斂監測拱頂下沉采用蔡司-004精密水準儀和倒掛鋼尺形式的精密水準測量方式。帶測球的測桿預埋在隧道初期支護內。隧道凈空收斂量測采用JSS30/15A收斂計量測，帶測球的測桿預埋在隧道初期支護內。
　　監測頻率：測點斷面噴射砼支護后開始第一次量測；2倍洞徑范圍內每開挖循環或每天1次，5倍洞徑范圍內每2天1次，5倍洞徑范圍外每周1次，直至變形穩定或模筑砼后。

　　2.3.4鋼架受力、孔隙水壓和土體壓力監測鋼架應力量測，對型鋼鋼架采用在鋼架上、下翼緣粘貼電阻應變量測元件和YJ-5型電阻應變儀進行量測。對格柵鋼架采用焊接JXG-1型鋼弦式鋼筋計和SINC052型頻率儀進行量測。
　　孔隙水壓量測采用DKY-51型孔隙水壓力儀進行量測。土體壓力監測采用GDY-2型鋼弦式土壓盒和頻率儀進行監測。監測頻率：在各量測元件埋設后進行第一次量測，以后量測頻率同凈空收斂量測。上述各項監測可視變化情況，適當加密監測。
　　2.3.5土體垂直位移和水平位移監測土體垂直位移監測采用鉆孔直徑100mm，采用DW-3A型鋼弦式雙線圈連續激振型多點位移計和頻率接收儀監測地中垂直位移。
　　土體水平位移也稱地中水平位移監測，通過地面鉆孔，用BC-5型傾斜儀量測鉆孔各測點的傾斜度方式來量測。
　　因土中垂直位移和水平位移監測可從地面鉆孔監測，因而如同地面沉降監測一樣，在開挖面距量測斷面前1倍洞徑與埋深之和前開始量測。量測頻率同地表沉降監測。
　　2.3.6近地表建筑物傾斜監測和爆破震動監測建筑物傾斜監測通過在待測建筑物地墻（或柱）或基礎上設置標志點，通過精密水準儀、銦鋼尺等精密水準測量方式進行監測。近地表建筑物爆破震動監測通過在待測建筑物上粘貼CD-1型磁式速度（或加速度）傳感器和測震儀進行監測。
　　爆破震動監測，在開挖面距量測點5倍洞徑和埋深之和，到開挖面通過測點5倍洞徑和埋深之和后這段范圍，每開挖爆破時監測。
　　2.4地鐵區間隧道施工中的信息反饋基本判斷準則監控量測的控制標準：①地表下沉量不允許

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