浅谈广州地铁2号线鹭中区间隧道施工监测

浅谈广州地铁2号线鹭中区间隧道施工监测

摘　要：介绍地铁区间隧道施工监测的设计与施工管理等。
　　关键词：地铁；区间隧道；施工监测；施工管理
　　1、工程概况
　　广州地铁二号线首期工程始于海珠区琶洲，止于白云区江夏，线路全长23.21km.二号线鹭江站至中山大学站区间隧道，分为左、右两支单线隧道，左线ZCK6 539.5～ZCK8 057.05，全长1523.055m，右线YCK6 539.05～YCK8 0.57.05，全长1517.55m.该区间隧道上覆地层为人工杂填土、冲积层、残积层和风化岩层，覆盖层厚度为9.4～19.5m.洞身大部分位于强风化的粉砂岩层，属于Ⅱ、Ⅲ类围岩。该区间隧道部分区段全断面采用钻爆法开挖，其它区段隧道的上半部分采用人工开挖，下半部分采用钻爆法开挖。该区间沿新港中路由东向西至新港西路，为广州市主要干道，车流量大。地面道路两侧高大建筑物林立，地下管网密布。暗挖施工中做到无坍塌及涌水、涌砂事故，并有效地控制地面沉降，沿线管网线路做到不断裂、不渗漏，保证地面交通和各种活动的正常进行。因而在施工中如何加强围岩量测、获取支护结构的受力状态和环境信息，以便及时调整施工参数，为安全施工服务，就显得尤为突出和重要。
　　2、施工监测设计
　　2.1监测根据该工程的特征，在施工中对以下项目进行了监测：①围岩及支护状态的观察描述；②地表沉降；③隧道拱顶沉降；④隧道收敛监测；⑤格栅受力状况监测；⑥近地建筑物倾斜监测；⑦爆破振动监测；⑧孔隙水压力监测；⑨支护土压力监测；⑩土体垂直位移监测；土体水平位移监测。
　　2.2量测断面与测点布置
　　2.2.1围岩及支护状态的观察描述每开挖、支护循环作业，均需对掌子面工程地质、水文地质及支护厚度与质量进行观察、记录和描述。
　　2.2.2地表沉降各施工竖井井口周边、施工横通道和正线隧道每10m设置一个量测断面。竖井井口地面沉降测点在矩形井四角及各边中点各设一个。横通道每一地表沉降量测断面设7个测点，共26个量测断面、182个测点。区间正线隧道每一地表沉降量测断面设11个测点，共151个量测断面、1661个测点。
　　2.2.3隧道拱顶沉降监测各施工横通道和左右线正线隧道每隔10m设置一个监测断面，并与地表沉降监测断面重合。每一个监测断面在隧道拱顶设置一个监测点，共177个量测断面，177个监测点。
　　2.2.4隧道净空收敛量测量测断面布置同拱顶沉降量测，并与拱顶量测断面重合。每一个量测断面布置2对测线，分别布置在拱脚以上0.5m和墙中处，共177个量测断面，708个收敛埋设点。
　　2.2.5格栅钢架受力状况监测分别在1#～3#施工横通道和左、右线Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ类围岩各选择一个量测断面，共9个量测断面。对每一量测断面，分别在拱顶、拱部300、600和900、墙腰和墙脚及仰拱各设一个测点，每一量测断面设12个测点，共108个测点。
　　2.2.6孔隙水压力监测量测断面选择与支护土体压力监测相同，共9个量测断面。对每一量测断面，分别在拱顶、墙中和仰拱各设一个测点，每一量测断面设4个测点，共36个测点。
　　2.2.7土体垂直位移监测土体垂直位移监测断面选择与支护土体压力监测同断面，共9个量测断面。对每一个量测断面均在坑道拱顶设置一个孔内多点位移计，孔内每隔1.0m设测点一个，共用110个孔内沉降磁环。
　　2.2.8土体水平位移监测土体水平位移监测断面选则与土体垂直位移量测同断面，共9个量测断面。这样，支护结构土压力、孔隙水压力、支护结构应力、土体垂直位移和水平位移监测点均设在同一断面上。对每一个量测断面分别在开挖轮廓外侧0.5m处各设一个土体水平位移测孔，孔内每隔1.0m深设测点一个。
　　2.2.9近地建筑物倾斜监测根据实际地面建筑物，特别是高大建筑物、旧巷民宅等，距区间左右线隧道外缘25m以内时，每栋建筑物观测点的数量≥6个，观测标志点设在地墙（柱）或基础上。
　　2.2.10爆破振动监测地面建筑物选择和测点布置与近地建筑物倾斜监测相同。
　　2.3量测和频率
　　2.3.1　围岩及支护状态的观察描述采用地质罗盘、皮尺等仪器工具进行观察描述，每开挖、支护循环观察一次，直至模筑砼后结束。
　　2.3.2地面沉降采用蔡司（德国产）-004精密水准仪和铟钢尺等精密水准测量方式。测点用16～20钢筋头长25～30cm，端头磨圆。对已硬化地面用冲击钻钻孔，水泥砂浆锚固，端头露出地面0.5～0.8cm；对未硬化地面，用挖孔、水泥砂浆锚固，端头露出地面0.8～2.0cm.监测频率：在开挖面距量测端面前1倍洞径与埋深之和开始量测；在开挖面通过量测断面1倍洞径与埋深之和范围内，每开挖循环或1天1次，5倍洞径范围内每2天1次，5倍洞径范围外每周1次，直至变形稳定或全部施工完成。
　　2.3.3拱顶下沉和净空收敛监测拱顶下沉采用蔡司-004精密水准仪和倒挂钢尺形式的精密水准测量方式。带测球的测杆预埋在隧道初期支护内。隧道净空收敛量测采用JSS30/15A收敛计量测，带测球的测杆预埋在隧道初期支护内。
　　监测频率：测点断面喷射砼支护后开始第一次量测；2倍洞径范围内每开挖循环或每天1次，5倍洞径范围内每2天1次，5倍洞径范围外每周1次，直至变形稳定或模筑砼后。

　　2.3.4钢架受力、孔隙水压和土体压力监测钢架应力量测，对型钢钢架采用在钢架上、下翼缘粘贴电阻应变量测元件和YJ-5型电阻应变仪进行量测。对格栅钢架采用焊接JXG-1型钢弦式钢筋计和SINC052型频率仪进行量测。
　　孔隙水压量测采用DKY-51型孔隙水压力仪进行量测。土体压力监测采用GDY-2型钢弦式土压盒和频率仪进行监测。监测频率：在各量测元件埋设后进行第一次量测，以后量测频率同净空收敛量测。上述各项监测可视变化情况，适当加密监测。
　　2.3.5土体垂直位移和水平位移监测土体垂直位移监测采用钻孔直径100mm，采用DW-3A型钢弦式双线圈连续激振型多点位移计和频率接收仪监测地中垂直位移。
　　土体水平位移也称地中水平位移监测，通过地面钻孔，用BC-5型倾斜仪量测钻孔各测点的倾斜度方式来量测。
　　因土中垂直位移和水平位移监测可从地面钻孔监测，因而如同地面沉降监测一样，在开挖面距量测断面前1倍洞径与埋深之和前开始量测。量测频率同地表沉降监测。
　　2.3.6近地表建筑物倾斜监测和爆破震动监测建筑物倾斜监测通过在待测建筑物地墙（或柱）或基础上设置标志点，通过精密水准仪、铟钢尺等精密水准测量方式进行监测。近地表建筑物爆破震动监测通过在待测建筑物上粘贴CD-1型磁式速度（或加速度）传感器和测震仪进行监测。
　　爆破震动监测，在开挖面距量测点5倍洞径和埋深之和，到开挖面通过测点5倍洞径和埋深之和后这段范围，每开挖爆破时监测。
　　2.4地铁区间隧道施工中的信息反馈基本判断准则监控量测的控制标准：①地表下沉量不允许

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