地鐵盾構(gòu)隧道軟土區(qū)間施工監(jiān)測與安全
【編者按】近年來鞋伸,我國各大城市迎來了地鐵建設(shè)的高峰期亥曹。地鐵隧道施工不可避免地會對周圍土體產(chǎn)生擾動或破壞嘉抓,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)和周邊建筑的安全刘离。為了解長沙地鐵 2 號線體育公園站 - 長沙大道站盾構(gòu)區(qū)間的沉降狀況室叉,結(jié)合沉降監(jiān)測數(shù)據(jù),分析盾構(gòu)施工區(qū)段的沉降狀況及規(guī)律硫惕。監(jiān)測結(jié)果表明茧痕,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)測值均滿足規(guī)范要求察贵,可為其他地鐵施工監(jiān)控分析提供參考慢况。
1 引言
近年來,隨著城市交通量的急劇增長旋喊,地面交通擁擠現(xiàn)象日益嚴重阀秤,合理開發(fā)利用地下空間已成為解決交通堵塞問題的有效途徑[1]。地鐵作為一種現(xiàn)代化的地下交通工具哲陷,具有安全可靠鼠台、準時方便、污染少墙议、耗能低以及運輸速度快等優(yōu)點确缩,有著廣闊的發(fā)展前景。目前久挖,我國諸多城市已迎來地鐵建設(shè)的高峰期缎苞。
在地鐵隧道施工方法中犬捧,盾構(gòu)法因具有智能、安全售碳、快捷强重、適應(yīng)性廣等優(yōu)點,而得到廣泛推廣和應(yīng)用贸人。但盾構(gòu)法施工不可避免地會對周圍土體產(chǎn)生擾動或破壞间景,引發(fā)不同程度的地層位移和變形[2],最終導(dǎo)致隧道上方地表沉降灸姊,甚至地面坍塌事故的發(fā)生[3-5]。因此秉溉,對盾構(gòu)施工中的隧道進行沉降監(jiān)測和控制顯得尤為重要力惯。本文以長沙地鐵2號線為例,結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)召嘶,分析盾構(gòu)施工區(qū)間的沉降狀況父晶,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)境的安全弄跌,并為長沙地鐵的后續(xù)施工提供一定的指導(dǎo)甲喝。
2 工程簡介
2.1 工程概況
長沙地鐵 2 號線體育公園站 - 長沙大道站盾構(gòu)區(qū)間,起于長沙大道站铛只,南至體育公園站贵本,區(qū)間沿道路兩側(cè)有地下管線密集分布,線間距為 13~15m尸校,線路平面最小曲線半徑為 3000m穴愕,最大縱坡為 2%,替程。該盾構(gòu)區(qū)間采用兩條平行的上下行隧道渗蜀,隧道直徑為 5.4m,拱頂埋深為 9.6m~18.2m撕陈。起訖里程為ZDK15+847.500~ZDK16+734.950历喊,左線隧道長 887.466 m,右線隧道長 887.45 m生凯。采用盾構(gòu)機由體育公園站往長沙大道站方向掘進法竭。
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)砂礫巖組成啥葡。丘頂圓狀彭旬,丘脊呈北東或北北東向壟狀延伸,或呈饅頭狀分布容诬。人民東路站以東地勢相對平坦娩梨。沿線覆蓋層主要有第四系全新統(tǒng)沖洪積層沿腰,更新統(tǒng)殘坡積、沖洪積層狈定;基巖有元古界板溪群馬底驛組泥質(zhì)板巖颂龙、元古界板溪群五強溪組砂質(zhì)板巖、元古界冷家溪群泥質(zhì)板巖纽什。
長沙地區(qū)地下水受基巖構(gòu)造措嵌、地層巖性和地形、地貌芦缰、氣象及湘江河流等綜合因素的影響企巢,水文地質(zhì)條件較簡單。按地下水類型可分為孔隙水及裂隙水让蕾。地下水補浪规、徑、排特點是:在水平方向上由南往北探孝、高階地向低階地形成補給笋婿,在垂向上下伏巖土層接受上覆巖土層的滲透補給÷跆茫勘察場地地下水按賦存方式主要分為第四系松散層和全風(fēng)化帶中的孔隙潛水列啃、強~ 中風(fēng)化基巖裂隙水、局部分布賦存于人工填土屉馋、粘性土中的上層滯水∏郏基巖裂隙水位埋深為 3.73~17.11m酬裆。勘察區(qū)內(nèi)逃缔,地下水位變化主要受氣候及湘江水域的控制葱有,每年 4-9 月份為雨季,大氣降水豐沛泄廓,是地下水的補給期复做,其水位會明顯上升,而 10 月 ~ 次年 3 月為地下水的消耗期权浸,地下水位隨之下降旬渤,年變化幅度3.00~6.00m,同時在圭塘河附近地下水亦隨圭塘河水位漲落而起伏變化奄容。
3 監(jiān)測內(nèi)容
3.1 地表沉降槽下沉監(jiān)測
地表沉降槽監(jiān)測范圍為上下行隧道中心線兩側(cè) 25.5 m冰更,盾構(gòu)施工段前后 20 m 范圍內(nèi)。監(jiān)測斷面垂直隧道中心線昂勒,斷面間距 50 m蜀细,重要地段適當加密舟铜;對于地下管線,測試斷面則沿管線縱向布設(shè)奠衔。測點根據(jù)距隧道中心的距離呈梯度布置谆刨,間距 4-6 m。地表沉降槽布設(shè)測點橫向布置見圖 1归斤。采用高精度水準儀進行監(jiān)測痊夭。
3.2 建筑物的沉降和傾斜監(jiān)測
地鐵隧道多建在地質(zhì)條件復(fù)雜、交通繁忙脏里、地下管線密集的鬧市中心她我,地鐵周圍城市建設(shè)也會使隧道結(jié)構(gòu)縱向沉降。如果沉降超過安全范圍迫横,必然會使周邊建筑沉降番舆、傾斜,甚至引發(fā)建筑物傾倒籍喧。因此需對地鐵周邊建筑進行沉降和傾斜監(jiān)測水仑。
用沖擊鉆在建筑物的基礎(chǔ)或墻上鉆孔蒿缎,然后放入長直徑 200~300mm铃踪,20~30mm 的半圓頭彎曲鋼筋,四周用水泥砂漿填實菠告。測點的埋設(shè)高度應(yīng)方便觀測漏碰,對測點應(yīng)采取保護措施,避免在施工過程中受到破壞蚜冀。建筑物沉降和傾斜測點的布置如圖 2 所示肯铣。采用精密水準儀、銦鋼尺等進行測量逞扰。
3.3 拱底沉降和隧道收斂變形(含橢圓度)監(jiān)測
在隧道拱底處布置監(jiān)測點诉鸯,進行拱底沉降監(jiān)測。隧道內(nèi)每隔 30m 布置一個監(jiān)測點唾浙。采用精密水準儀躬挺、銦鋼尺等進行測量。隧道收斂的主要監(jiān)測內(nèi)容是盾構(gòu)隧道的成型環(huán)片的收斂情況蛮放。盾構(gòu)隧道內(nèi)每隔20環(huán)布置一個監(jiān)測斷面缩抡。當掘進面離該斷面距離小于 150m 時每天測量一次,當掘進面離該斷面距離大于 150m 時每周測量一次包颁,變形穩(wěn)定后停止測量瞻想。采用收斂儀、鋼卷尺直接量測娩嚼。
4 監(jiān)測結(jié)果分析
4.1 地表沉降槽下沉量
長沙地鐵 2 號線體育公園站 - 長沙大道站地鐵隧道全部開挖完成后蘑险,上下行隧道中線處地表沉降見圖 4滴肿。從圖中可以看出,全線地表沉降或隆起值較小漠其,最大沉降值為 22mm嘴高,最大隆起值為 12mm,沉降或隆起值均在安全范圍內(nèi)和屎,能夠滿足規(guī)范要求拴驮。
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)范要求柴信。由于周邊建筑較多守犯,在此僅列出某建筑物沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)。從圖中可以看出浸弦,測點1 最大沉降值為 -5.5 mm飘示,測點 2 最大沉降值為 -10.9mm,沉降量較小弹噩,處在安全范圍內(nèi)每竿。
4.3 拱底沉降
盾構(gòu)完成后全線隧道拱底沉降見圖 5。從圖中可以看出国赫,左線沉降值最大為 -7.2mm塞俗,最小值為0.2mm。右線最大沉降值為-7.4mm勉窟,最小值為 0.2mm皱埋。可以看出糊批,上下行隧道拱底沉降值均較小拧移,可以滿足規(guī)范要求。
4.4 隧道收斂變形
從圖 6 可以看出叛赚,左線隧道收斂變形最大值為 -6.24 mm澡绩,最小值為 0.43mm,右線隧道收斂變形最大值為 -5.2 mm俺附,最小值為 0.44mm肥卡。收斂值較小,可以滿足要求昙读。
5 結(jié)論
本文對長沙地鐵 2 號線體育公園站 - 長沙大道站盾構(gòu)區(qū)間沉降情況作了研究召调,得出以下主要結(jié)論:
5.1 監(jiān)測結(jié)果表明,沉降監(jiān)測方法合理蛮浑,監(jiān)測結(jié)果準確唠叛、可靠,且能夠真實反映隧道盾構(gòu)過程中的沉降狀況沮稚。
5.2 地表沉降艺沼、建筑物的沉降和傾斜册舞、拱底沉降、隧道收斂變形等變形量均較小障般,可以滿足規(guī)范對沉降的要求调鲸。
5.3 該地鐵隧道沉降監(jiān)測過程可為其他地鐵施工監(jiān)控分析提供參考。
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