高水位粉砂土地层中盾构施工监测控制指标研究

高梦怡

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 200092）

1 概述

杭州某地铁线路全长47km，共设24座车站。线路全部为地下线，大部分位于萧山区。隧道结构底板埋深10～22m，管片采用标准环+左右转弯环衬砌，管片内径为5500mm、外径为6200mm、厚度为350mm、环宽为1200mm，根据盾构区间安全等级及周边环境等级将监测等级划分为二级。勘察报告显示，沿线地表下20m内除表层土外普遍为粉砂、砂质粉土层，压缩沉降量大、固结稳定性较快。下部为淤泥质粉质黏土层，抗剪强度低、压缩性较高、渗透性较小。地下潜水稳定水位高程在2～6m（地面高程在5～6m）。 文章选取4条盾构区间（包括上、下行线）隧道轴线地表沉降、隧道沉降及隧道收敛监测数据进行统计。统计项目包括盾构隧道轴线地表沉降、隧道沉降和隧道收敛的累计变化量和变化速率。

2 监测数据分析

2.1 轴线地表累计沉降

进出洞口位置在施工前已进行加固，为区别于原状土区域故做单独处理，总计1662点。隧道轴线地表累计沉降量统计如表1所示。

表1 隧道轴线地表累计沉降量统计表

由表1可知，隧道轴线地表平均累计沉降量集中在-40mm左右，加固区最大累计沉降量集中在-50mm左右，而原状土区域最大累计沉降量分布区间较离散，为-70～-140mm。为分析上述4条盾构区间在原状土区域轴线地表累计沉降分布情况，绘制累计沉降量频次分布图，如图1所示。

根据频次分布图统计结果显示，累计沉降量在-60～0mm区间的测点数量占91.9%。

2.2 轴线地表沉降变化速率

图1 测点频次-累计沉降量分布图

按照盾构掘进掌子面前30环至盾尾后50环位置，共统计沉降速率监测数据14147点次，统计结果如表2所示。根据统计表结果显示，地表沉降变化速率在-5～5mm/d区间的测点数量占90.7%。

表2 轴线地表沉降速率区间统计表

2.3 隧道累计沉降

统计4条盾构隧道沉降累计量监测数据共计897点，隧道沉降分布情况如图2所示。

图2 隧道累计沉降分布图

从沉降分布图中可以看出，隧道累计沉降量在-40～20mm区间的测点数量占90.1%。

2.4 隧道沉降速率

统计隧道沉降速率监测数据共计4706点次，统计情况如表3所示。

表3 隧道沉降速率区间统计表

根据统计表结果显示，隧道沉降速率在-3～+3mm/d区间的测点数量占93.7%。

2.5 隧道累计收敛

将隧道收敛监测值与标准内径5.5m比较，获得累计收敛变化情况，共计监测897点，绘制收敛分布图如图3所示。

图3 隧道累计收敛分布图

从收敛分布图中可以看出，隧道累计收敛量在0～30mm区间的测点数量占94.3%。

2.6 隧道收敛速率

统计隧道收敛速率监测数据共计4706点次，统计情况如表4所示。

表4 隧道收敛速率区间统计表

根据统计表结果显示，隧道收敛速率在-3～+3mm/d区间的测点数量占90.2%。

3 建议控制指标

文章基于高水位粉砂土地层盾构隧道施工过程中地表沉降、隧道沉降和隧道收敛监测数据进行统计分析，对该类型地质条件下的控制指标提出以下建议，如表5所示。

表5 控制指标建议表

4 结束语

文章通过大量实测数据并结合国家规范相应控制指标进行统计分析，可得出地表沉降、隧道收敛累计变化量实测情况与规范指标要求偏差较大，实测满足比例分别为62.6%和36.8%。考虑特殊水文地质条件下判定标准的合理性和可操作性，同时避免大量因监测报警而停工导致的损失，以及因设计指标过于保守而造成的建设成本上升等问题，建议对相应控制指标进行适当优化。