高水位粉砂土地層中盾構(gòu)施工監(jiān)測(cè)控制指標(biāo)研究

高夢(mèng)怡

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海 200092）

1 概述

杭州某地鐵線路全長(zhǎng)47km，共設(shè)24座車站。線路全部為地下線，大部分位于蕭山區(qū)。隧道結(jié)構(gòu)底板埋深10～22m，管片采用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)+左右轉(zhuǎn)彎環(huán)襯砌，管片內(nèi)徑為5500mm、外徑為6200mm、厚度為350mm、環(huán)寬為1200mm，根據(jù)盾構(gòu)區(qū)間安全等級(jí)及周邊環(huán)境等級(jí)將監(jiān)測(cè)等級(jí)劃分為二級(jí)?？辈靾?bào)告顯示，沿線地表下20m內(nèi)除表層土外普遍為粉砂、砂質(zhì)粉土層，壓縮沉降量大、固結(jié)穩(wěn)定性較快。下部為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，抗剪強(qiáng)度低、壓縮性較高、滲透性較小。地下潛水穩(wěn)定水位高程在2～6m（地面高程在5～6m）。 文章選取4條盾構(gòu)區(qū)間（包括上、下行線）隧道軸線地表沉降、隧道沉降及隧道收斂監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目包括盾構(gòu)隧道軸線地表沉降、隧道沉降和隧道收斂的累計(jì)變化量和變化速率。

2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

2.1 軸線地表累計(jì)沉降

進(jìn)出洞口位置在施工前已進(jìn)行加固，為區(qū)別于原狀土區(qū)域故做單獨(dú)處理，總計(jì)1662點(diǎn)。隧道軸線地表累計(jì)沉降量統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 隧道軸線地表累計(jì)沉降量統(tǒng)計(jì)表

由表1可知，隧道軸線地表平均累計(jì)沉降量集中在-40mm左右，加固區(qū)最大累計(jì)沉降量集中在-50mm左右，而原狀土區(qū)域最大累計(jì)沉降量分布區(qū)間較離散，為-70～-140mm。為分析上述4條盾構(gòu)區(qū)間在原狀土區(qū)域軸線地表累計(jì)沉降分布情況，繪制累計(jì)沉降量頻次分布圖，如圖1所示。

根據(jù)頻次分布圖統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，累計(jì)沉降量在-60～0mm區(qū)間的測(cè)點(diǎn)數(shù)量占91.9%。

2.2 軸線地表沉降變化速率

圖1 測(cè)點(diǎn)頻次-累計(jì)沉降量分布圖

按照盾構(gòu)掘進(jìn)掌子面前30環(huán)至盾尾后50環(huán)位置，共統(tǒng)計(jì)沉降速率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)14147點(diǎn)次，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。根據(jù)統(tǒng)計(jì)表結(jié)果顯示，地表沉降變化速率在-5～5mm/d區(qū)間的測(cè)點(diǎn)數(shù)量占90.7%。

表2 軸線地表沉降速率區(qū)間統(tǒng)計(jì)表

2.3 隧道累計(jì)沉降

統(tǒng)計(jì)4條盾構(gòu)隧道沉降累計(jì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共計(jì)897點(diǎn)，隧道沉降分布情況如圖2所示。

圖2 隧道累計(jì)沉降分布圖

從沉降分布圖中可以看出，隧道累計(jì)沉降量在-40～20mm區(qū)間的測(cè)點(diǎn)數(shù)量占90.1%。

2.4 隧道沉降速率

統(tǒng)計(jì)隧道沉降速率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共計(jì)4706點(diǎn)次，統(tǒng)計(jì)情況如表3所示。

表3 隧道沉降速率區(qū)間統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)統(tǒng)計(jì)表結(jié)果顯示，隧道沉降速率在-3～+3mm/d區(qū)間的測(cè)點(diǎn)數(shù)量占93.7%。

2.5 隧道累計(jì)收斂

將隧道收斂監(jiān)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑5.5m比較，獲得累計(jì)收斂變化情況，共計(jì)監(jiān)測(cè)897點(diǎn)，繪制收斂分布圖如圖3所示。

圖3 隧道累計(jì)收斂分布圖

從收斂分布圖中可以看出，隧道累計(jì)收斂量在0～30mm區(qū)間的測(cè)點(diǎn)數(shù)量占94.3%。

2.6 隧道收斂速率

統(tǒng)計(jì)隧道收斂速率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共計(jì)4706點(diǎn)次，統(tǒng)計(jì)情況如表4所示。

表4 隧道收斂速率區(qū)間統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)統(tǒng)計(jì)表結(jié)果顯示，隧道收斂速率在-3～+3mm/d區(qū)間的測(cè)點(diǎn)數(shù)量占90.2%。

3 建議控制指標(biāo)

文章基于高水位粉砂土地層盾構(gòu)隧道施工過程中地表沉降、隧道沉降和隧道收斂監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)該類型地質(zhì)條件下的控制指標(biāo)提出以下建議，如表5所示。

表5 控制指標(biāo)建議表

4 結(jié)束語

文章通過大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)并結(jié)合國(guó)家規(guī)范相應(yīng)控制指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可得出地表沉降、隧道收斂累計(jì)變化量實(shí)測(cè)情況與規(guī)范指標(biāo)要求偏差較大，實(shí)測(cè)滿足比例分別為62.6%和36.8%?？紤]特殊水文地質(zhì)條件下判定標(biāo)準(zhǔn)的合理性和可操作性，同時(shí)避免大量因監(jiān)測(cè)報(bào)警而停工導(dǎo)致的損失，以及因設(shè)計(jì)指標(biāo)過于保守而造成的建設(shè)成本上升等問題，建議對(duì)相應(yīng)控制指標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。