常晓丽
中交一公局土木工程建筑研究院有限公司 北京 100024
摘要：地铁隧道项目实际建设中，为保持地下结构的稳定，会组织沉降监测。本文探讨此类监测工作一般需要完成的事项，并围绕工程实例，讨论纵向及横向沉降的问题。以期业内人士讨论。
关键词：隧道；盾构；沉降
引言：盾构法是在近些年的隧道项目中比较常见，此掘进方式对土体扰动程度相对偏小，行进速度快。但盾构机掘进期间易引发周边客观条件的变化，假设变形明显，便会阻碍正常施工。为此，实地布设监测网，实时获取沉降值及收敛值，继而及时执行保护措施。
一、地铁隧道项目沉降监测落实事项
地铁隧道项目的检测基准网需安排于建设隧道及变形体区域之外，确保布设点位下的地质条件稳定，不易被扰动。考虑项目所处区域的地形状况，鉴于项目造价及可执行性，基准网也不能完全处于地铁区域以外，假设布设点全部安排在隧道边界外，势必会增加监测的任务量，需把基准点放入地下空间。既提高测量环境的要求，还容易在引测隧道中，扰动工作条件，降低沉降监测结果的精度。
（一）建筑物沉降
其一，布设基准点与监测点，此项操作的落实原则有：基准点需和项目建造工地之间留有较远的距离，倘若工地周围是软土环境，基准点需布设于距离工地边缘倍隧道深度左右的位置；地表基点与作业点位置不能有明显的沉降问题；保证控制点均匀布设，互相校验中，至少要安排三个点位。而监测点设置中，按照构筑物墙体设置，间隔，若遇到拐角，需要适当增加监测点的数量；高层与落成时间跨度较大的建筑，需基于客观实况，完成点位设置；而在楼体土建框架轴线上需安排监测点。其二，监测方式及信息收集。此类项目所用的设备有电子水平仪以及和其搭配使用的水准尺。该仪器可进行数据保存，读数级别达到。误差范围一般在。观测倾斜沉降方面，能获取倾斜及弯曲度数据，关系公式如下所示：
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式中的是倾斜的角度。
（二）地表沉降
在盾构项目中，地表沉降是比较关键的监测事项，根本意图是盾构隧道实际建设参数，包括土压力与土方量等，评估并把控地面对项目带来的扰动程度，分析土体质量与岩石分布情况，制定处理对策，保障隧道结构稳定以及四周原有条件不被干扰。此外，确定盾构设施处于既定地层条件中，发生的变形情况，以提升盾构设施规划的合理性。第一步，完成测点埋设。技术员需要在隧道结构的轴线上方地表布置监测点，相邻点位的距离设置成，并在起始点与接收处额外加设点位。横向的监测点位一般在个左右。埋设方式能采取垂直打入钢筋的方式，以此为中心，布置隔离层，外部使用水泥加固，最终添加盖板。上述埋设方式，可简化结构，操作难度不大，极具实用性。第二步，进行实地观测及数据收集。使用精密的水准仪与水准保持，根据具体项目的监测任务频率以及间隔时间，完成校核及数据记录，注意应用期间不能轻易调整。在初次观测中，通常会连续测量三次，将均值作为记录数据，实践中也可为保证准确性，合理增加实际作业次数。隧道工程建设中，需定期对水准点以及仪器等进行校准核对，保持测量结果的准确性及连续性。在记录监测信息时，还需对当时气候、建设进度以及作业状态进行记录，确保基础分析资料全面完整。技术员借助采集到的数据信息，能得出被监测区的沉降把控操作可实现的大致标准值，给下一步的数据分析提供基础信息，并在实测信息大于可允许范畴，会立即进行报告。
（三）管片沉降
对路段的沉降及收敛进行测量，关键意图是为全过程控制隧道总体的变形程度。管片部分的监测点间距是，可在特殊位置合理缩小间隔，监测点区域土体要稳定，并有足够的空间方便操作，点位通常安排于管片上，和收敛点位设置在一个断面。具体来说，测点间隔是十环，断面则需处于始发区域、连接通道周围、裂缝处以及建设异常的曲线区域。另外，断面所处地段，可能存在偏移与其他地质条件不好的情况，适当额外添加监测断面。在隧道附近，若遇到管道及河流等情况，也需布置监测断面。对于管片沉降的监测处理，需在开挖工序完成后，及时开展实地观测，以地铁站中基准点为起始点，使用水准仪实施测量。下一次观测通常安排在早期支护工序之后[1]。
（四）净空收敛
掌握现场净空收敛，能相对清楚地了解支护情况和围岩状况。此项监测的点位布置需参考管片点位，需埋设在对应的断面上。按照隧道开挖情况，确定收敛点。需注意此点位为需成对布置。测量步骤为：把仪器的百分表读数设置成；钢尺挂钩放于两个点位上，随即收紧钢尺，插进销钉；旋转螺母，让观测窗中第二条线和面板对应第一条线叠合，记录数据；在测量结束后，应当打开螺母，下一步是取出钢尺。
二、地铁隧道项目沉降监测实例讨论
H地铁隧道项目是双线结构，实地覆土厚度在之间，地下水的深度约是，该项目选择土压平衡的复合盾构设备，隧道主体结构是钢筋砼管片衬砌，其中管片设计成错缝拼接，在缝隙位置应用橡胶止水条封堵。
（一）监测点部署
此项目期间，根据工程中心线的位置，布设点位，间距处于之间。并在隧道双线中，分别布置横断观测区，间隔是。同时，为了解地下水的状态，布置专门的观察孔。
（二）结果分析
H隧道项目覆土包括杂填土以及粉砂土、多种风化程度的岩石层等。主要针对不同方向上的地表沉降进行分析。
1.纵向沉降
经过实地沉降监测情况，能总结出：首先，地表沉降和建设现场地质情况有联系，H项目中，中风化的岩石层稳定性相对偏好，所以对此采取敞开式的挖掘方式。沉降监测结果的均值是，最大值是。而在强风化以及全风化的区域，采取土压平衡的处理方式，沉降幅度大多在之间，最大值在。其次，沉降和注浆填充率的联系。本项目中，中风化层的填充率不足的情况下，沉降幅度是左右，最大值是。在填充率是时，实际沉降值会有所缩小，约为。全风化以及强风化的区域，填充率不足时，沉降值大多是在之间，且最大值小于。若填充率达到，沉降值通常在左右。最后，沉降幅度和掘进土仓的压力有联系。从起始处，土仓压力从零不断提高，且在此期间，该压力和侧土压力无法形成平衡状态，而且土层损失程度也随之提高，造成沉降值增加，最大值是。建设期间，各岩层在深埋加大中，侧土压力在持续增加，土仓压力下降，不能达到力的平衡效果，沉降值能达到以上。在持续调节后，处于平衡状态，沉降值下降至。
2.横向沉降
通过实地沉降监测，得出的结论有：地质环境为影响掘进及地表沉降的关键点。地质环境较佳的区域，同等作业条件下，沉降幅度相对偏小。本项目的中风化区域，沉降最大限值仅有，沉降范围是基于工程中线，向两侧延伸的区域。而全风化与强风化区域的沉降值是，波及到的区域是中线两侧的。盾构掘进施工的扰动区是轴线两侧的范围，但沉降曲线并非对称分布，最大值是在隧道中心附近的轴线两侧左右，此处沉降槽占整体的七成。该范围内的全风化和中风化对应的沉降均值是和。而和轴线相距范围内，两种岩层沉降均值是和，相对较佳[2]。
结束语：总之，布设监测点时，应考虑地形、成本、建筑物等，若地形比较复杂，可采取结构。监测中，要严格根据监测点进行观测，记录比较全面的现场信息。并通过对采集的数据资料分析，给隧道掘进过程的安全性，提供预警保障。
参考文献：
[1]王杰,刘雅琴.地铁隧道盾构法施工引起的地表沉降监测结果探讨[J].绿色科技,2020,(18):204-205.
[2]王睿.探析地铁隧道盾构法施工引起的地表沉降[J].工程机械与维修,2020,(02):81-83.作者简介：姓名：常晓丽（1986.03--）；性别：女，民族：蒙古族，籍贯：吉林省白城市，学历：本科；现有职称：中级工程师；研究方向：地铁施工监测