地铁盾构法施工地面沉降监测与控制

发表时间:2021/7/21   来源:《工程管理前沿》2021年3月第9期   作者:杨永
[导读] 随着我国轨道交通业的发展,地铁施工项目越来越多。
        杨永
        中冀建堪集团有限公司,河北省石家庄市 050200
        摘要:随着我国轨道交通业的发展,地铁施工项目越来越多。经过长期的发展,地铁的施工建设方式也在不断进步,相较于传统的明挖法,盾构法的施工效率有了很大程度的提高,一方面提高了施工的安全性,另一方面也缩短了工程的施工周期,顺应了行业的发展趋势,也满足了建设的实际需求。本文结合地铁盾构法施工的实际,以地面沉降的监测与控制为切入点进行探析。
        关键词:地铁盾构法;地面沉降;监测;控制
        引言
        在地铁隧道施工的过程中,盾构法施工在挖掘隧道中的应用越来越普及,盾构法施工具有对地表产生的影响小、施工速度快、施工效率高等特点,但是在盾构机推进过程中会对周围环境产生变形影响,若变形过大或收敛变形会对施工进程作业造成不便,因此应建立施工监测网,掌握其沉降、收敛数据,及时采取相应措施,确保盾构施工区间安全开挖。近年来由于隧道施工而引起的地面塌陷事故常有发生,对生命和财产构成了巨大的威胁,因此掌握并监测施工过程中产生的形变,根据相应的监测频率和监测控制标准,及时预报是否有危险状况的发生,对安全施工有着重要的意义。
        1地铁盾构法施工的概述
        相较于传统的地铁施工技术,盾构法是施工技术长期发展的产物,能够满足施工的需求。对施工的原理和特点进行把握,能够为后期的探析工作提供帮助。
        盾构法在施工过程中的施工设备是盾构机,该设备可以细分为三个组成部分,包括注浆、支撑和挖掘系统,不同的系统能够满足不同的施工需求。每一个组成部分都会对工程的施工质量产生重要影响。因此要将这些构成作为质量控制中的重点。
        盾构机在施工过程中,能够保障建筑的稳定性,这需要归功于注浆和支撑系统。盾构法施工主要有以下几个特点:首先就是盾构法的施工成本比较低,对于降低整个工程的造价有很大的帮助;其次就是盾构法施工的负面影响比较小,适应性也比较强,能够顺应多种环境的施工;最后就是盾构法的精度比较高,对于保障工程的质量有较大帮助。
        2监测目的及内容
        地铁盾构施工中,盾构施工掘进,四周的土体就会出现很大变化,此时地面和建筑物就会出现变性,因为四周环境的影响就会导致工程事故发生。按照我国颁布的《城市轨道交通工程监测技术规范》要求,采取盾构施工要针对地面和建筑物采取实时的检测。如果地面或者是建筑物出现了沉降和倾斜,就要上报施工方和监理单位,需要采取针对性地措施处理,例如,对于施工参数调整,采取加固措施,或者是控制施工进度等方面,要按照监测信息作为一项施工的参考和指导,才能确保施工的质量和安全性。与此同时,进行盾构施工时,要利用现场监测将施工中动态数据全部做到采集,绘制出各种形态的曲线图,给现场施工提供预测和预报,另外,针对施工现场要及时地调整施工参数,同时在盾构施工中采用现代信息化施工,不仅确保施工的安全和稳定性,同时还能提高其施工效率。
        3地铁盾构法施工地面沉降监测与控制
        3.1基准点和监测点布设
        控制点的布设原则包括①基准点的选择要远离地铁隧道施工区域,周围软区域,应该在隧道深度2-3倍远处;②地上基点和工作点应该布设在紧密的不易沉降的地面;③控制点的分布应该合理,均匀的分布于所测区域,且互相校验不应少于3个点组成的三角形,监测点的布设原则为①所测建筑物的墙体10m-20m布设测点,在拐角处应多加测点;②高层建筑和年代不同的建筑应根据实际的状况合理点的分布测点;③在建筑物主体结构的轴线上布设。


        3.2推进加固措施
        在具体的施工工作开始前,往往需要进行相关的仿真实验,对试验的相关数据进行把握,能够为后期的施工提供导向,加固工作就是其中的重点,加固措施的具体类型比较多,预注浆工作是其中的代表。如果在施工过程中,桩基无法达到工程施工的需求,这时就可以采取一定的预注浆措施,从而提高桩基的承载能力,一方面能够提高工程施工的质量,另一方面也能保障施工的安全性。除此之外,如果桩基出现了隧道的入侵,可以进行一定的桩基托换工作。加固措施的选用需要施工人员结合工程需求发挥自身的能动性。伴随行业的发展和施工技术的进步,加固措施也在趋于多样化发展。
        3.3管片变形监测
        地铁盾构环形隧道是很多管片进行拼装组合而成的,其中有错缝拼装,螺栓连接等都会在盾构作用下完成拼装,其盾构法施工的关键是管片拼装的质量所决定的,不仅会影响到盾构施工隧道的安全,同时也会给隧道结构的使用功能带来影响,为此,针对管片的变形监测就是非常必要的。
        管片变形监测是在盾构施工中,对于成型的环片和沉降问题上采取监测,其中布置观测点布设过程中需要按照基本原则,也就是在隧道断面内要设置检测点,其中拱顶和底沉降,并且拱顶沉降点需要单独地设置在隧道的顶部位置。另外,监测点需要利用道钉全部嵌入到成型的管片内,同时需要将接缝利用锚固剂给予固定处理,要采用红油进行标记。隧道拱顶和底沉降观测点都是对于高程采取的观测,其中隧道沉降的工作基点需要使用盾构施工的高程进行监测,然后针对站内的高程控制点采取联测。对于隧道拱底沉降监测点要采用精密测量方法采取观测。对于成型隧道水平监测需要使用测距仪完成监测,每次测量要进行三次以上,避免有误差。进行计算隧道竖向净空收敛过程中,需要利用拱顶高程和拱底高程差值进行计算。
        3.4掘进控制
        盾构掘进控制是整个盾构项目最直接、最根本的目标。在此过程中,控制土体沉降是施工过程的关键,获得的掘进结果将直接影响整个项目目标的实现。盾构的掘进速度随着环路数量的增加而表现出周期性的波动。为了使刀盘的经济利益最大化,应尽可能避免刀盘的异常磨损。当盾构的前进速度出现周期性变化时,应检查刀盘上是否有花饼或某些切口是否损坏。此外,在盾构的掘进过程中,必须注意推进缸的冲击与缸的前进量之间的差异,即在掘进过程中每组推进缸的冲击差。隧道掘进过程中,推进缸的差异主要是因为偏差的校正和管楔的存在,而推进缸的前进主要是由于偏差的校正。
        3.5利用先进技术
        在当前时代下,科学技术的发展速度比较快,技术水平也不断提高,在施工过程中对这些先进的施工技术进行利用能够提高施工工作的针对性和施工效率。在施工的监测和控制环节中都可以对先进技术进行利用,在先进技术的利用过程中,有以下几项重点:首先就是对行业以往的发展经验进行总结,从而为行业的后期技术应用提供导向;其次就是结合施工单位自身的实际情况和实际需求,譬如施工单位自身的经济实力;最后就是进行相关技术的整合,从而实现行业施工技术的创新,为行业的发展持续提供活力。行业在发展的过程中要做好相关的发展规划,同时顺应行业和时代的发展潮流,保障整个施工的质量。
        结语
        地铁盾构施工测量人员针对建筑物、管线、地下管线和地表等四周环境采取了现场的监测,利用监测盾构施工针对施工中造成的动态变化进行了监测,主要是变形和沉降等问题,研究监测数据,对于施工中可能出现的安全隐患进行预测,同时做出信息化的分析和有针对性地应对措施,确保盾构施工正常地开展,同时施工质量也得到了有效的保障。
        参考文献
        [1]孙建超,刘锦.某地铁区间盾构隧道施工检测技术[D].陕西铁路工程职业技术学院,2016.
        [2]曹占虎.某地铁区间盾构法施工监测分析[J].测绘工程,2014,23(9):70-73.
        [3]宋宜容,陈广峰,桂轶雄,等.地铁盾构施工中监测技术的研究[J].青海大学学报(自然科学版),2009(1):20-24.
        [4]崔晓.地铁盾构隧道施工对周边环境影响的监测[J].现代隧道技术,2007(2):48-51.
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