监测技术在重庆轨道交通隧道施工中的应用.pdf

交通世界TRANSPOWORLD收稿日期：2023-03-06作者简介：吴海洋（1987），男，重庆人，工程师，从事隧洞地质超前预报及工程监测方法研究工作。监测技术在重庆轨道交通隧道施工中的应用吴海洋（重庆市勘测院，重庆 400020）摘要：为提高轨道交通隧道施工质量，结合工程实例，对某城市轨道交通的监测技术工作进行探讨，并从明挖区间隧道、暗挖区间隧道两方面对监测数据进行分析。结果表明：该监测技术在轨道交通隧道施工中的应用，能及时发现施工中存在的问题。施工单位采取了多项控制措施，有利于确保工程施工过程中的稳定性，为深回填区轨道交通工程的安全施工提供了重要保障。关键词：轨道交通工程；深回填区；监测技术中图分类号：U455.4文献标识码：A0 引言重庆轨道交通线路穿越重庆主城区多个区域，线路周边建构筑物较多，局部穿越深回填土层，回填区一般由泥岩、砂岩块石抛填堆积形成，最大回填深度约为31 m，回填过程中并未经过夯实，项目建设难度大，周期长，施工过程易出现隧道初支失稳及拱顶坍塌、周边建构筑物变形超限、管线断裂等不良现象，此外，若在回填区隧道修建过程中对隧底填土处理不到位，运营期间在列车的不断冲击振动下，可能出现隧底填土不均匀沉降甚至脱空，引起隧道结构变形，造成轨道不均匀沉降，威胁运营安全。故在工程重要位置开展监测工作1-7尤为重要，本文将结合重庆轨道交通十号线工程，重点论述三亚湾上湾路区间段监测工作设计，对明挖隧道段两侧边坡开展水平及竖向位移监测，在暗挖区间隧道内开展水平净空收敛、拱顶下沉、地表沉降、周围建（构）筑物竖向位移、爆破振动等监测，并分析相关的监测位移变化曲线，以期为轨道交通工程安全施工提供参考。1 工程与地质概况重庆轨道交通十号线全线是轨道交通网络中南北向联系南岸区、渝中区、江北区、北部新区、渝北区五区，贯穿两江新区核心地带的骨干线路。重庆市轨道交通十号线一期工程线路总长度约为33.42 km，一期起点为鲤鱼池站，由龙头寺北上到达火车北站北广场，线路向东行进，经民心佳园、上湾路大道、T3、T2航站楼，由金航路向西沿同茂大道行进，经中央公园到达终点站王家庄站。共设车站 19 座，其中地下站 18座，高架站1座，平均站间距约1.74 km。地下区间隧道采用复合式 TBM 施工、暗挖法施工或明挖法施工，地下车站一般采用暗挖法施工或明挖法施工。工程主要路段位于长江、嘉陵江两大地表水系汇合的狭长地带，宏观地貌景观呈深切割丘陵地貌景观。地貌的发育严格受构造和岩性控制，构造线与山脊线一致、呈北北东南西向展布，背斜成条状低山、向斜成宽缓丘陵；背斜轴部的坚硬砂岩组成单面山或台地。线路沿线最高点位于里程桩号K35+000处、高程460 m左右。工程沿线主要位于川东南弧形地带，华蓥山帚状褶皱束东南部的次一级构造，构造骨架形成于燕山期晚期褶皱运动。轨道线路主要穿越重庆弧形褶皱束复式向斜之龙王洞背斜（K17+900、K38+400）、重庆向斜（K22+500、K34+100）。由于重庆复式向斜呈北北东走向，构造形态向北逐渐收敛向南撒开，因而向斜、背斜两翼宽缓，受应力作用相对微弱，沿线未发现断层通过。节理（裂隙）发生与构造运动密切相关，以构造 节 理、层 面 为 主，节 理 走 向 NEESWW 和 走 向NWSE两组较发育，多呈密闭型，部分为微张型，少有充填物。2 三亚湾站上湾路站段监测工作设计三亚湾站至上湾路站区间隧道全长约2 406 m，区间里程K20+255.214 K21+560为单洞单线隧道，采用钻爆法施工；K21+560 K21+893.038、K21+902.238K22+261.316为单洞双线隧道，采用钻爆法施工；K21+893.038K21+902.238 设置区间风井，采用明挖法施155总656期2023年第26期（9月 中）工；K22+261.316K22+661.8采用明挖法施工。三亚湾站上湾路站区间分为暗挖区间段和明挖基坑段。根据相关规范、设计和招标文件要求，结合工程特点、施工工法、地质条件和周边环境等因素综合确定监测项目，具体监测项目及详细测点布置见表1。表1 三亚湾站上湾路站区间隧道监测项目及监测点布置监测对象区间暗挖隧道及施工通道区间明挖基坑周边环境监测监测项目地质及支护观察水平净空收敛/拱顶下沉地面沉降围岩压力钢支撑应力喷层混凝土应力渗漏水流量监测墙（坡）顶竖向位移（坡）顶水平位移墙（坡）顶竖向位移（坡）顶水平位移地面沉降渗漏水流量监测周围建（构）筑物竖向位移周围建（构）筑物裂缝爆破振动观测里程区间隧道、施工通道K20+255.216K22+261.316施工通道对应于水平净空收敛/拱顶下沉断面ZDK21+380、YDK21+380（左拱肩、拱顶、右拱肩）渗漏水位置施工通道基坑支护结构基坑周边基坑地表周围建（构）筑物周围建（构）筑物周围建（构）筑物断面间距/m1010根据巡察情况确定根据巡察情况确定17226数量/个333141 226666666363923 监测数据分析3.1 明挖区间隧道根据施工进度，从2015年5月初进场布置监测点，至 2016 年 3 月停止监测。主要监测项目为水平位移、竖向位移等（如表2及图1、图2所示）。随着明挖区间隧道的施工，水平位移快速变化，所布置的监测点位施工开挖过后坡顶位移变缓直至平稳，分析水平位移曲线，基坑水平位移整体在设计允许范围内，明挖区间隧道施工边坡处于安全状态。表2 各监测项目最大累计变化量统计监测项目水平位移竖向位移最大累计变化量测点P01AP05A变化量/mm24.86.5控制值/mm3030监测结论已稳定已稳定3.2 暗挖区间隧道根据施工进度，从 2015 年 4 月初进场布点监测，至2017年1月停止监测。主要监测项目为水平净空收敛、拱顶下沉、地表沉降、周围建（构）筑物竖向位移、爆破振动观测等监测项目。如表 3、图 3图 7 所示，水平净空收敛与拱顶沉降在监测点布置后一周内变化较大，后续逐渐平稳直至稳定，符合新奥法隧道围岩的变形规律，其中拱顶沉降已达报警值，这与该段根据地质条件反应下穿深回填区有关，施工过程中建议对相应的部位增设钢拱架支撑（密排），并设置监测点加强监测。地表沉降点和管网沉降反映出来的变形也较大，沉降值也已达报警值，说明隧道开挖对周边的环境影响较大，应采取注浆等措施来稳固。爆破振动点点位数据超报警值时及时通知施工单位减小装药量及优化爆破技术和工艺。表3 各监测项目最大累计变化量统计监测项目水平净空收敛/mm拱顶下沉/mm地表沉降/mm周围建（构）筑物竖向位移/mm管网沉降/mm爆破振动观测/（cm/s）最大累计变化量测点ZDK20+370-1SZDK20+370-1K20+370DC01JC013GX025BP02变化量/mm10.79-94.9-453.0-13.3-84.88.791控制值/mm30303020201.5监测结论已稳定红色预警红色预警已稳定红色预警橙色预警4 结束语本文针对重庆轨道交通十号线三亚湾站上湾路站段线路穿越深回填区的问题，根据前期勘测工作统计了对应的地下风险源，并设计了相应的监测方案，分析了明挖区间隧道段水平位移与竖向位移的变化曲线以及暗挖区间隧道段水平净空收敛、拱顶下沉、地表沉降、周围建（构）筑物竖向位移、管网沉降及爆时间/月0123456789103020100水平位移/mm图1（坡）顶水平位移累计变化量曲线（测点：P01A）时间/月012345678910图2（坡）顶竖向位移累计变化量曲线（测点：P05A）1050竖向位移/mm156交通世界TRANSPOWORLD破振动监测数据，部分监测指标在施工过程中累计值超过控制值，及时发布预警，同时建议施工单位采取多项相应控制措施，后期监测数据至该工程段完工均趋于稳定状态，为深回填区轨道交通工程的安全施工提供了重要保障。参考文献：1 刘星浩.邻近既有地铁深基坑工程安全性评价与防控J.天津建设科技，2023，33（1）：7-10.2 孙萍萍.管线基坑穿越地铁高架区间桥梁变形规律研究J.山西建筑，2023，49（4）：151-153.3 逯菲菲，李绍敬，田磊，等.关于数字孪生体在地铁盾构下穿施工应用研究J.中国建设信息化，2023（2）：70-71.4 谢一鸣，李好懿，张平，等.淄博火车站交通枢纽深大基坑支护施工技术J.建筑机械化，2023，44（1）：40-43.5 张基强，李嘉诚，吕显州，等.临河地铁隧道下穿干渠施工响应分析与控制措施J.城市轨道交通研究，2023，26（1）：149-154.6 徐健，周子涵，王林枫，等.软土地区邻近既有建筑半盖挖深基坑变形特征J.城市轨道交通研究，2023，26（1）：71-77.7 张俊赟，任军，鲁鹏华，等.临近地铁车站软土基坑开挖施工监测与分析J.建筑结构，2022，52（S2）：2433-2437.2017/1/062016/6/072016/5/312016/5/242016/5/172016/5/102016/5/032016/4/262016/4/192016/4/12水平净空收敛累计变化量/mm-10-30-50-70-900图3 水平净空收敛累计变化量曲线（测点：ZDK20+370-1SA）2017/1/062016/6/072016/5/312016/5/242016/5/172016/5/102016/5/032016/4/262016/4/192016/4/12拱顶下沉累计变化量/mm-20-40-60-80-1000图4 拱顶下沉累计变化量曲线（测点：ZDK20+370-1）2016/12/27地表沉降累计变化量/mm-100-200-300-400-5000图5 地表沉降累计变化量曲线（测点：K20+370DC01A）2016/12/062016/11/152016/10/252016/10/42016/9/132016/8/232016/8/022016/7/122016/6/212016/5/312016/5/102016/4/192016/3/292015/7/202015/7/132015/7/062015/6/292015/6/222015/6/152015/6/082015/6/012015/5/252015/5/182015/5/112015/5/042015/4/270-10-20-30竖向位移累计变化量/mm图6 周围建（构）筑物竖向位移累计变化量曲线（测点：JC013）2015/9/082015/9/012015/8/252015/8/182015/8/112015/8/042015/7/282015/7/212015/7/142015/7/072015/6/302015/6/232015/6/162015/6/092015/6/020-20-40-60-80-100地下管线变形累计变化量/mm图7 周围地下管线变形累计变化量曲线（测点：GX025）（上接第154页）发育广泛的情况下，采用高压旋喷桩加固砂层、长钢护筒围护并在护筒周边注浆三重加固方式，极大提高了桩基成孔率，并有效减小了对周边环境的影响，可为其他类似工程提供参考。参考文献：1 霍伟珺.高压旋喷桩施工技术J.科技创新与应用，2018（1）：58-60.2 唐丽果，罗林，潘先红.高压旋喷桩在不同地层的喷射效果分析J.施工技术与测量技术，2018（6）：220-222.3 由瑞凯，李芳武，张延河，等.岩溶区大直径钻孔灌注桩施工技术J.施工技术，2017（20）：61-64.4 朱宝君，刘洋洋，邹宇，等.短期填海区超厚淤泥层冲孔灌注桩长护筒成桩技术应用J.施工技术，2017（3）：110-111.157