人行过街地道施工沉降监测研究

孙衍建

（山东省鲁南地质工程勘察院，山东兖州272100）

·岩土工程·

人行过街地道施工沉降监测研究

孙衍建*

（山东省鲁南地质工程勘察院，山东兖州272100）

城市浅埋地下工程地质条件差、自稳能力差、承载力小、变形快，施工过程中极易发生坍塌或大的沉降，必须进行沉降监测。介绍了城市人行过街地道施工中沉降监测点的布设方法、沉降观测的步骤及数据处理方法，并介绍了沉降监测中应该注意的问题，为以后类似工程的沉降监测提供了借鉴。

沉降监测；人行过街地道；浅埋暗挖法；数据处理

1 概述

为了不影响城市交通及周边建筑物的使用，人行过街地道施工多采用浅埋暗挖法[1-2]，施工流程是：先打设管棚或超前小导管并注浆加固地层；地层加固后，分台阶或分部短进尺开挖，及时初期支护；施作防水层；完成钢筋混凝土二次初砌；为避免开挖引起的地层沉降危及道路、管线及周边建筑物安全，进行全面的沉降监测。即“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的方针[3]。

人行过街地道开挖时，地表沉降大，且沉降量与地道埋深、地层条件等关系密切；由于地道埋深浅，拱顶粘土层较薄，且与杂填土等结合为软弱结构面，开挖后围岩土体自稳性及成拱效应差，由地层损失引起的地表沉降明显，易发生冒顶事故，可能造成地面塌陷，对周边建（构）筑物及地下管线产生严重威胁，因此必须进行沉降监测。

2 工程概况

2.1 项目概况

该人行过街地道工程位于城市中心繁华地带，交通繁忙，周边建筑密集。主通道长72m，宽10m，垂直穿越道路。路面下管线繁多，有通讯、电力、给水、热力等，管顶埋深0.5m至1.8m不等。主通道采用浅埋暗挖法施工，由两侧竖井双向掘进，采用控制沉降效果较好的CRD工法分6部开挖。

2.2 工程地质条件

该项目场地土层自上而下分述如下：

①-1杂填土：灰褐色，稍湿—湿，土质松散不均，含碎石、砂砾、建筑垃圾；该层分布于整个场地，层厚0.6～2.6m。

②-1砂质粉土：灰—灰黄色，湿—饱和，稍密—中密，含大量云母屑和氧化物，土层稍具层理结构，局部为粘质砂土，该层摇震反应迅速—中等，切面粗糙，干强度及韧性低，分布于全场，层顶埋深0.6～3.9m，层厚1.2～4.6m。

②-2砂质粉土：灰—灰黄色，饱和，中密局部稍密。富含云母屑和氧化物渲染纹网，局部夹杂粘质粉土，土层具微层理结构，该层摇震反应迅速—中等，切面粗糙，干强度及韧性低，分布于全场，层顶埋深2.8～6.2m，层厚3.8～8.2m。

②-3砂质粉土夹粉砂：浅灰—青灰色，饱和，中密局部密实状。富含云母屑和氧化物渲染纹网，局部夹杂粉砂，土层具微层理结构，该层摇震反应迅速—中等，切面粗糙，干强度及韧性低，分布于全场，层顶埋深7.8～12.2m，层厚4.8～9.6m。

③淤泥质粉质粘土：饱和，软塑。切面光滑，干强度及韧性低，局部夹薄层状粉土，薄层厚度约1～6mm。具腐臭味，含有机腐殖质、贝壳碎屑及云母。全场分布，层厚8.8～15.1m。

该人行地道暗洞顶部埋深为4.5～4.8m，开挖高度约5.6m，主要穿越于②-2、②-3的砂质粉土层中。勘察时测得场地地下水埋深为1.3m，由于地下水埋深较浅，穿越土层均为饱和砂质粉土，渗透系数大，工程地质条件一般，扰动后性质变化大，施工难度较大。

3 沉降监测及数据处理

3.1 沉降观测点的布设

该项目共布设3个基准点。基准点布设在工程影响范围之外且地质环境稳定的地方。路面上的沉降监测点垂直与开挖方向成横断面状布设，每隔8m布设一个监测断面，监测断面分别编号为A、B、C-I。每隔3m布设一个沉降监测点，每条监测断面布设11个沉降监测点，沉降监测点编号采用断面号加序号方式，监测断面的中点位于通道中轴线上。地道拱顶监测点随着开挖及时布设，与地表沉降监测断面布设在同一位置上。

3.2 沉降观测

在沉降观测前联测3个基准点，随着沉降监测的进行每隔10d复测1次，已检验基准点的稳定性。基准点联测严格按照一等水准测量要求进行。沉降监测点测量采用二等水准，自暗洞开挖前10d开始监测，到衬砌封闭，沉降稳定时结束；拱顶沉降监测应在开挖到桩号且安装好点元器件后及时进行，至二次衬砌施工沉降观测点被隐蔽破坏为止。沉降监测正常情况下1～2d观测一次，特殊情况下每天观测1～2次。沉降监测要坚持“五定”的原则[4]，即基准点和沉降监测点点位要稳定；观测使用的仪器设备要固定；测量人员要固定；观测时周边环境要基本一致；观测路线、镜位、程序要固定。以上措施可以使所测结果具有统一的趋向性，保证各次监测结果与首次观测结果更具可比性，使观测得到的沉降量更加真实准确。

拱顶沉降监测时使用倒尺法将高程传递至竖井中，然后再进行监测，方法见图1。

图1 拱顶倒尺法沉降观测示意图

若A尺读数为a，B尺读数为b，C尺读数为c，D尺读数为d，O处钢钉直径为o，则A、D两点间的高差h=b-a+o+c-d,由此即可将地面高程传递到地道拱顶的沉降观测点上。

3.3 数据处理及分析

3.3.1 观测精度

可以看出，该工程沉降监测方法为传统的一、二等水准测量，只要严格执行GB/T12897-2006《国家一、二等水准测量规范》、JGJ8-2007《建筑变形测量规范》，即可满足精度要求。

经精度统计，该工程各期沉降监测的环闭合差、每千米水准测量的偶然中误差、每千米水准测量的全中误差均小于限差的1/2，精度较高。

3.3.2 沉降量分析

（1）典型沉降监测点沉降情况。选择断面中点作为典型沉降监测点进行分析。在断面位置开挖前，受到施工影响，有轻微沉降，但不明显；开挖后，沉降速度加快，最大沉降量可达30～40mm，约占总沉降量的60%；初支闭合后，沉降较缓慢，并逐步趋于稳定；二次衬砌后，沉降处于稳定状态。

（2）典型监测断面沉降情况。根据多条沉降断面监测结果，沉降量最大的监测点均位于地道中线附近，沉降量随着到地道中线距离的增大而降低，远离地道施工范围10m后，沉降不明显。可以认为，地道施工对地面沉降的影响范围约10m。

（3）拱顶监测点。与地面典型沉降监测点沉降情况类似，初期支护结构闭合成环前,拱顶中部沉降急剧下降,沉降量占总沉降量的70%～80%；初支结构闭合成环后,位于中部的测点沉降稍有增加,两边分部的拱顶沉降基本稳定。

4 注意的问题

（1）城市人行过街地道施工中一般工程地质条件较差，地质结构不稳定，必须及时进行沉降监测工作，防患于未然。发现沉降异常及时汇报，与甲方、施工方、监理方共同分析发生沉降的原因，并采取必要的措施。

（2）城市人行过街地道多处于闹市区繁华地带，交通繁忙，车辆通行产生的震动极大，影响测量成果精度。应该尽量选择车辆较少时进行观测，减少外界因素对沉降监测结果的影响。

（3）使用倒尺法进行拱顶沉降监测计算时，应注意倒尺读数，且从地面往地道进行高程传递时要考虑O点处钢钉的直径。同时，为方便扶尺，保证倒尺观测时水准尺竖直，应在水准尺上部反向加装一个圆水平气泡。

5 结论

在城市人行过街地道施工中，为了保证施工的安全进行，必须进行沉降观测。由于地道施工的特殊性，为了反映真实沉降情况，沉降观测点应该按照断面形式布设，同时布设地道拱顶监测点。地面往地道中高程传递时，可以选用倒尺法，同时计算时需要注意倒尺读数及钢钉直径。若想更加详细地了解变形情况，可以采用深层土体水平位移、深层分层沉降等监测方法。

[1]刘波,曹波,刘芳，等.北京地铁暗挖隧道变形监测与稳定性数值分析[J].地下空间与工程学报,2011,7(3):518-525.

[2] 罗燕华.用浅埋暗挖法在软土地层中施工人行过街地道[J].中国市政工程,2009(3):78-80.

[3]周志峰,缪永华,徐敏.城市人行地道浅埋暗挖法施工的沉降监测分析[J].城市勘测,2009(1):147-150.

[4]韩正,杜海霞,龙飞，等.高层建筑沉降观测及数据分析[J].城市勘测,2009(1):108-110.

TU478

A

1004-5716(2015)09-0001-03

2014-09-16

孙衍建（1982-），男（汉族），山东肥城人，工程师，现从事地质测绘、工程测量、地籍测绘工作。