浅谈某地铁盾构法施工地表监测预警分析及应对措施

摘 要 地铁盾构施工监测是保证盾构区间施工安全的重要措施，从盾构法施工监测目的出发，在分析盾构监测内容和频率的基础上，结合某地铁施工监测工程实践，对地表监测预警数据进行原因分析，并提出合理化建议，充分利用信息化施工，确保盾构区间及周边环境的安全。

关键词 地铁;盾构施工;地表监测预警;合理化建议

1盾构法施工监测目的

在隧道施工过程中以“确保施工安全和降低施工对环境的影响”为目的的监测工作是指在盾构区间施工过程中针对隧道内部结构的动态变化、周围建筑物、周边管线等进行的监测活动。在盾构区间隧道施工提供及时有效的监测数据并根据数据处理所反馈的信息对现场施工进行指导，确保工程建设顺利进行[1-4]。具体而言，监测目的包括以下内容：

（1）为实现隧道区间施工的信息化管理，对隧道区间结构变形、影响范围内土体变形、保护对象的变形以及与施工有关的其他项目进行量测，根据及时反映的具体变化情况判断隧道结构安全和环境安全;

（2）对隧道结构设计和施工参数进行修正，从而指导盾构施工;

（3）为工程质量及周边建（构）筑物、管线的安全提供实测数据，可以预测发展的方向和趋势;

（4）预估后续的地表变形趋势，根据地表的变化发展趋势和周边建（构）筑物的实际情况，研判是否需要对其采取有效的保护措施;

（5）提供相关对比数据，为相关理论提供数据支撑，对施工方案进行优化，并可作为补充和完善设计和施工过程的重要手段;

（6）为地区性设计、区域性施工以及大范围监测积累相关经验，从而在保证工程安全、质量及进度的前提下降低成本;

（7）是工程竣工后周边建筑物稳定性评价的主要依据。

2工程概况

某地铁的区间的左线起点里程是ZDK2+210.757，左线终点里程是ZDK6+135.065，总长约3924m;右线起始里程是YDK2+210.757，右线终点里程是YDK6+135.065，总长约3921m;区间在YDK2+817.732、YDK4+970.732里程处设区间风井;YDK3+405.000、YDK4+550.000、YDK5+550.000处设置联络通道，YDK4+000.868处设置联络通道兼做排水泵站。

3地质条件

根据地质资料，土层③-3粉土、④-2粉砂夹粉土、⑤-1粉质黏土层、⑥-1黏土、⑥-2粉质黏土、⑦-1粉质黏土和⑦-1a粉土夹粉质黏土为本次盾构区间穿越的土层。

4监测内容与频率

依据施工监测方案，本区间监测的主要内容包括：①地表沉降;②周边建（构）筑物沉;③周边管线沉降;④降隧道沉降;⑤净空收敛。

参考国家规范、设计文件和其他城市经验，本监测方案的施工监测频率如下表所示：

对该区间发布黄色预警。

现场工况：

（1）掘进土层为④2粉砂夹粉土层;

（2）盾构相关参数：推力10820KN，每环掘进速度约为37mm/min，刀盘转速1.02rpm，上部土压力1.0bar，同步注浆量为4.5方，注浆压力3.8Bar;出土量41方。

盾构附近周边情况：预警区域周边暂无重大风险源，巡视为发现异常。

6原因分析及应对措施

针对监测预警，施工单位当晚召开了专家咨询会对预警的原因和对策进行了分析。

6.1 原因分析

（1）盾构机刚出加固区，掘进过程中存在地层转换，掘进参数未控制好，出加固体后土仓压力设定偏小，刀盘前方发生沉降;

（2）渣土外运困难，施工不连续，间歇性停机，导致推进参数波动较大;

（3）掘进过程中，盾构同步注浆填空不饱满;

（4）掘进土层④-2粉砂夹粉土层为微承压含水层，透水性中等～好，自稳性差，掘进过程中易产生变形;

（5）盾构掘进破坏了既有地层平衡状态，易引起地层损失，使周边地层受到扰动。

6.2 应对措施

（1）根据监测数据的变化情况，优化掘进参数，适当提高土仓压力;

（2）确保渣土外运顺利，保证正常掘进速度;

（3）掘进过程中加强对同步注浆量的控制，根据数据变化情况做好二次补浆工作;

（4）加强对周边地表、道路、管线的巡查，加强隧道内巡查，尤其是盾尾处有无渗漏水，继续加密监测，增加现场巡视频次。

7结束语

施工单位根据上述地表监测预警进行处理，通过该盾构区间的监测，对盾构掘进和监测方面总结如下：

（1）盾构掘进过程中应严格按照设计和施工监测方案要求进行开挖;

（2）盾构掘进过程中应重视监测工作，加强对监测点的保护，保证监测数据的连续性;及时反馈监测信息;

（3）监测的一个重要手段是现场巡视，通常可以发现现场的明显问题;

（4）当发生预警时，应结合相关资料进行分析，采取合理的对策，保证盾构隧道及周边环境的安全。

在盾构法施工过程中，监测是重要的施工控制手段，盾构施工对周边环境的影响状态可以通过监测数据反映，希望本次预警及原因分析和应对措施，对以后类似相关工程中出现的监测预警有一定的借鉴作用。

参考文献

[1] 城市轨道交通工程监测技术规范：GB50911-2013[S].北京：中国标准出版社，2013.

[2] 建筑基坑工程监测技术规范：GB50497-2019[S].北京：中国标准出版社，2019.

[3] 曹占虎.某地鐵区间盾构法施工监测分析[J].路桥科技，2014，23（9）：70-73.

[4] 胡群芳.盾构下穿越已运营隧道施工监测与技术分析[J].岩土工程学报，2006，28（1）：42-47.

作者简介

魏宣（1993-），男，江苏徐州人;职称：助理工程师，现就职单位：苏州轨道交通市域一号线有限公司，研究方向：地铁施工技术质量管理。