地鐵施工沉降監(jiān)測(cè)與控制方案研究

葉喆

摘? 要：在城市交通快速發(fā)展的今天，地鐵工程建設(shè)項(xiàng)目不斷增多。在地鐵項(xiàng)目實(shí)際的工程建設(shè)中容易出現(xiàn)沉降問題，此時(shí)加強(qiáng)其監(jiān)測(cè)與控制顯得尤為重要。文章以地鐵施工為例，對(duì)其沉降的基本監(jiān)測(cè)與控制方案進(jìn)行了重點(diǎn)闡述。

關(guān)鍵詞：地鐵工程;施工沉降;監(jiān)測(cè);控制方案

中圖分類號(hào)：U231? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）30-0127-02

Abstract： With the rapid development of urban traffic， the number of subway construction projects is increasing. In the actual construction of subway project， the settlement problem is easy to occur， so it is particularly important to strengthen its monitoring and control. Taking subway construction as an example， this paper focuses on the basic monitoring and control scheme of its settlement.

Keywords： metro engineering; construction settlement; monitor; control scheme

地鐵工程建設(shè)本身是一項(xiàng)復(fù)雜的工程項(xiàng)目，其中涉及到隧道開挖與支護(hù)等諸多施工環(huán)節(jié)，非常容易出現(xiàn)地表沉降等病害。為了有效地防范地鐵施工沉降問題，離不開沉降監(jiān)測(cè)手段以及控制方案的應(yīng)用。因此，如何才可以更好地監(jiān)測(cè)與控制地鐵施工沉降是當(dāng)前值得深入探析的重要研究課題之一。

1 地鐵施工沉降的監(jiān)測(cè)方案

1.1 監(jiān)測(cè)范圍與內(nèi)容

在開展地鐵施工作業(yè)期間，為了保證地鐵施工有序開展，主要監(jiān)測(cè)范圍一般選擇為站線結(jié)構(gòu)外緣兩側(cè)30m范圍內(nèi)的道路、地面、管線以及地面和地下構(gòu)筑物或建筑物，保證可以更好地確保地鐵施工有序開展。而針對(duì)地鐵施工沉降的具體監(jiān)測(cè)內(nèi)容而言，主要包括監(jiān)測(cè)地下水位的變化，管線、地表以及道路的沉降，地面構(gòu)筑物或建筑物的裂縫、傾斜與沉降等?；谠摲N監(jiān)測(cè)范圍與內(nèi)容的確定，可以為整個(gè)地鐵施工營(yíng)造一個(gè)良好的施工條件，更有利于提升地鐵施工的質(zhì)量。

1.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)及監(jiān)測(cè)技術(shù)

（1）布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)。以地鐵車站為中心來科學(xué)設(shè)定測(cè)區(qū)，之后再在各個(gè)測(cè)區(qū)當(dāng)中設(shè)置數(shù)量不小于3個(gè)的可靠、穩(wěn)定水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，用于專門對(duì)工作基點(diǎn)穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)定與校驗(yàn)，或者可以將其直接當(dāng)做監(jiān)測(cè)點(diǎn)起點(diǎn)進(jìn)行確定。在設(shè)定水準(zhǔn)基點(diǎn)期間可以在變形區(qū)之外的原狀土層或基巖層當(dāng)中埋設(shè)標(biāo)石，或者可以結(jié)合測(cè)量控制網(wǎng)中所設(shè)置的各種控制點(diǎn)進(jìn)行設(shè)定，又或者可以在一些穩(wěn)固性比較好的構(gòu)筑物與建筑物的墻上面設(shè)定水準(zhǔn)點(diǎn)。如果條件不合理，那么可以在變形區(qū)之內(nèi)進(jìn)行深層金屬管水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)埋置。此外，在設(shè)定各類水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)期間要避開水源地、交通干道、滑坡地段以及其他會(huì)破壞或腐蝕標(biāo)石的位置。而在埋設(shè)標(biāo)石之后，需要保持其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后方可進(jìn)行觀測(cè)，相應(yīng)的穩(wěn)定期不宜小于15d。

（2）布設(shè)沉降變形點(diǎn)。在地鐵工程施工過程中，出現(xiàn)沉降的地方主要表現(xiàn)在建筑物、地表道路、管線幾個(gè)方面，相應(yīng)的沉降監(jiān)測(cè)沉降點(diǎn)布設(shè)要點(diǎn)如下：

其一，針對(duì)建筑物沉降的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)而言，可以將布設(shè)點(diǎn)設(shè)定在構(gòu)筑物或建筑物傾斜或沉降的位置進(jìn)行控制，如建筑物沉降縫兩側(cè)或裂縫兩側(cè)，以及較長(zhǎng)建筑物出現(xiàn)形體改變的位置。在設(shè)置標(biāo)志期間，要保證其結(jié)構(gòu)的合理性與穩(wěn)固性，并要避開外在的障礙物，保證不會(huì)對(duì)構(gòu)筑物或建筑物的美觀性產(chǎn)生影響，同時(shí)也更有利于進(jìn)行觀測(cè)。如果建筑物外墻設(shè)定有厚度比較大的裝飾物，那么可以在相應(yīng)的地下室當(dāng)中科學(xué)進(jìn)行沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)，否則如果缺乏地下室，那么可以將相應(yīng)標(biāo)志設(shè)置在室內(nèi)有關(guān)位置。如果觀測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)破壞問題，那么要在原位置或者本著就近原則及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)設(shè)，確保整個(gè)數(shù)據(jù)觀測(cè)操作的連續(xù)性。

其二，針對(duì)地表道路沉降的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)而言，一般可以沿著地鐵隧道中心線平均50m進(jìn)行布設(shè)，如果重要主干道路寬度處于30～40m，并且在遇到立交橋或橫交道路期間可以相應(yīng)地進(jìn)行橫斷面測(cè)點(diǎn)布設(shè)，并分別設(shè)計(jì)5～7個(gè)測(cè)點(diǎn)。此外，地鐵結(jié)構(gòu)邊緣30m之內(nèi)的線路兩側(cè)位置處也要設(shè)定適宜數(shù)量的沉降觀測(cè)點(diǎn);在地鐵車站出入口邊緣線30m范圍內(nèi)涉及到的建筑物、地表與道路等也要相應(yīng)地進(jìn)行測(cè)點(diǎn)布設(shè)。

其三，針對(duì)管線沉降的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)而言，通?？梢曰诘叵鹿芫€圖與管道兩接頭之間的局部?jī)A斜度（值）的相應(yīng)控制標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行測(cè)點(diǎn)布設(shè)，并且可以相應(yīng)地分成污水、供水、煤氣與電力等幾種類型的管道性質(zhì)，一般沿著管道40～50m范圍內(nèi)進(jìn)行布設(shè)，其中的重要管道可以沿著30m進(jìn)行布設(shè)。通過科學(xué)埋設(shè)標(biāo)志與測(cè)點(diǎn)位置，可以對(duì)各類管道的實(shí)際沉降變化進(jìn)行準(zhǔn)確反映。而針對(duì)管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)的編號(hào)設(shè)定而言，可以采取“管線類別代碼+序號(hào)”的方式進(jìn)行確定，相應(yīng)的管線類別代碼包括“Y”（雨水）、“D”（電訊）、“R”（燃?xì)猓ⅰ癤”（箱涵）、“L”（電力）、“W”（污水）等，如圖1所示的是電訊管道測(cè)點(diǎn)編號(hào)。此外，針對(duì)那些埋深比較淺的管線而言，布點(diǎn)可以直接設(shè)定在管線上，并可以相應(yīng)進(jìn)行設(shè)定觀測(cè)井方式進(jìn)行確定;針對(duì)那些埋深比較大的管線，可以利用不銹鋼導(dǎo)管進(jìn)行測(cè)定，期間要借助PVC管進(jìn)行保護(hù)。

（3）裂縫與地下水位監(jiān)測(cè)。裂縫與地下水位也是地鐵施工監(jiān)測(cè)中的關(guān)鍵點(diǎn)，具體要點(diǎn)如下：

其一，針對(duì)裂縫監(jiān)測(cè)而言，主要是監(jiān)測(cè)那些比較大的裂縫，并相應(yīng)地構(gòu)建專門的建筑物或構(gòu)筑物裂縫狀況數(shù)據(jù)庫(kù)。在監(jiān)測(cè)裂縫期間一般可以采取定期測(cè)定的方式來對(duì)構(gòu)筑物或建筑物的裂縫分布位置進(jìn)行測(cè)定，具體包括監(jiān)測(cè)裂縫的寬度、長(zhǎng)度以及走向等相關(guān)的變化情況;針對(duì)監(jiān)測(cè)的裂縫也要做好統(tǒng)一編號(hào)，不同裂縫的2側(cè)都可以相應(yīng)地布設(shè)2～3組用于觀測(cè)的專門標(biāo)志，尤其是要保證裂縫寬度最大處以及裂縫末端部位處個(gè)設(shè)置一組測(cè)點(diǎn)，相應(yīng)的寬度測(cè)量精度要達(dá)到0.1mm。

其二，針對(duì)地下水位的監(jiān)測(cè)而言，要保證所設(shè)置的測(cè)點(diǎn)可以對(duì)地鐵全線開挖過程中的地下水位變化進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。地鐵車站上面測(cè)孔的布設(shè)位置應(yīng)該設(shè)置在基坑外側(cè)接近構(gòu)筑物或建筑物的區(qū)域，布設(shè)組數(shù)可以控制在3～4組。針對(duì)區(qū)間地鐵隧道的測(cè)控布設(shè)而言，可以沿著線路兩側(cè)重要建筑物以及高大建筑物之前來進(jìn)行布設(shè)。地下水位觀測(cè)過程中要做好地下水位觀測(cè)井以及觀測(cè)設(shè)備（水位計(jì)）使用方案設(shè)計(jì)。

2 地鐵施工沉降的控制方案

2.1 洞內(nèi)地層加固施工

在地鐵施工洞內(nèi)進(jìn)行施工期間，洞內(nèi)塌陷是比較常見的一個(gè)沉降問題，這主要是由于挖方施工作業(yè)中容易出現(xiàn)過大的沉降值，影響了施工作業(yè)空間的規(guī)模性。針對(duì)這種情況，可以應(yīng)用洞內(nèi)加固施工工藝來對(duì)相應(yīng)的沉降問題進(jìn)行有效控制，具體就是借助混凝土漿料來對(duì)相應(yīng)施工任務(wù)開展控制，在發(fā)現(xiàn)施工問題后要及時(shí)加以調(diào)控與解決，尤其是要合理調(diào)整漿料流動(dòng)性和強(qiáng)度，在此基礎(chǔ)上借助灌漿加壓處理的方式來使?jié){料通過超前導(dǎo)管運(yùn)送到特定位置處，以此加固基層土壤，提升結(jié)構(gòu)壓實(shí)程度，避免后續(xù)施工作業(yè)階段出現(xiàn)沉降問題。

2.2 背后回填注漿施工

該種施工工藝主要是對(duì)地鐵施工中的局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理的。在地鐵隧道修建到一定規(guī)模之后即可形成環(huán)路，此時(shí)需要在背部開展回填施工作業(yè)后，保證可以對(duì)地面沉降問題進(jìn)行有效解決，同時(shí)還要保證其所承受的壓力確定在額定范圍內(nèi)，這樣可以將下沉值控制在規(guī)定范圍內(nèi)。為了解決施工作業(yè)中出現(xiàn)的地面沉降問題，施工單位可以在相應(yīng)施工階段中開展注漿加固施工，由于此時(shí)尚沒有修建成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，所以必須要切實(shí)做好隧道背部混凝土材料的加固處理，否則容易因?yàn)槭┕ぷ鳂I(yè)過程而影響了地鐵隧道工程施工的整體質(zhì)量與安全性?；靥钭{施工過程中需要對(duì)時(shí)間進(jìn)行有效控制，保證注漿施工作業(yè)中的密實(shí)度滿足相應(yīng)施工標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際施工作業(yè)中，一般會(huì)將導(dǎo)管插入到地下結(jié)構(gòu)中，之后運(yùn)用分段注漿施工工藝來確保整個(gè)施工作業(yè)的質(zhì)量，力求全面確保注漿加固施工的質(zhì)量。

2.3 開挖施工控制措施

在開挖施工作業(yè)期間會(huì)不可避免地出現(xiàn)滲透或下沉等問題，所以實(shí)際施工作業(yè)過程中可以應(yīng)用局部加固施工工藝來確保整個(gè)施工過程的質(zhì)量。首先要有效地控制測(cè)量的精準(zhǔn)度，保證可以借助調(diào)控方案的科學(xué)設(shè)計(jì)來有效控制工程施工作業(yè)中的沉降情況，同時(shí)伴隨著地鐵工程項(xiàng)目的開展也要及時(shí)調(diào)整沉降控制方案，保證可以降低施工沉降值。在開展挖方施工作業(yè)前要切實(shí)做好相應(yīng)結(jié)構(gòu)加固支護(hù)處理，具體需要結(jié)合預(yù)先設(shè)定的支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)來做好超前導(dǎo)管設(shè)計(jì)，期間可以結(jié)合施工地段的實(shí)際情況來對(duì)導(dǎo)管長(zhǎng)度與數(shù)量進(jìn)行科學(xué)確定，保證可以借助導(dǎo)管注漿施工來加固整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，沉降是地鐵施工中比較常見的一類施工問題。在地鐵工程沉降施工過程中，要做好施工沉降變形的監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)工作，在做好洞內(nèi)地層加固施工和背后回填注漿施工的同時(shí)，采取切實(shí)可行的開挖施工控制措施，保證不斷提升地鐵施工的質(zhì)量。

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