地铁盾构区间施工过程中监控量测的应用分析

涂家康

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600）

0 引言

盾构施工属于暗挖施工手段，是全机械化施工技术。在施工过程中，会通过对盾构机的应用，完成土体推进操作。通过对盾构机外壳与管片的应用，展开施工区域支撑，防止出现隧道坍塌问题，具有开挖施工安全度高、施工掘进速度快等方面的优势，在地铁工程施工中应用范围较广。为保证盾构区域施工质量，避免出现施工偏离或地面沉降等问题，在进行盾构施工时有必要展开监控量测操作。

1 工程概况

1.1 工程分析

本次工程为绍兴地铁1号线，高教园区站至群贤路站路段。施工区间位于站前大道正下方位置，沿线管线相对较多。为保证施工可以顺利进行，在展开盾构施工之前，需要对施工段管线资料展开分析，并结合分析结果，对管线走向以及标高等信息展开详细核查，需要在条件允许情况下，对管线展开复测操作，特别要重点对埋深不定以及拖拉管走向不定情况展开着重勘查。

施工区间纵断采用V字坡模式，最小坡度和最大坡度分别为5o与25o，柜面高程为-8.318～16.699m。施工区间会设置联络通道兼泵站，采用矿山法技术展开施工，通道净高为3.5m，净宽为2.5m。由于考虑到整体区间结构长度相对较长，可能存在未知管线或建筑物，因此需要在施工之前展开必要勘查，并要在施工中充分考虑到未知物对于施工的影响，应做好盾构施工监控量测，确保整体工程可以顺利完成。

1.2 监控量测的目的与意义

开展监控量测能够对施工过程中出现的地层扰动以及地层扰动区延伸等各项情况做出预测，会对可能引发的建筑物倾斜以及沉降等问题做出分析，可以根据地表的监测结果以及反馈信息，为工程的施工控制与施工规划做出正确指导。同时还能够为掘进过程中的技术调整提供可靠的数据支持，保证隧道部分的施工质量与施工效果。实施工程施工监控量测，能够按照施工要求以及设计要求，确保地表允许隆陷值可以被控制在合理范围之内，能够将建筑物的不均匀沉降控制在规定数值之下，具有较为突出的意义和价值。

1.3 监控量测方式方法

1.3.1 地表监测。在进行地表监测过程中，需要做好基点埋设以及测点埋设两项工作。其中，在进行基点埋设时，需要在便于观测的地点，同时展开多个基点的设置，通过对基点进行相互调和的方式，对地表影响区域以及以外稳定区域实施监测，整体基点埋设需要具有一定的稳固性，应和附近的水准点形成联测，以便获得原始高程数值。

1.3.2 建筑物以及地下管线的监测。需要在施工会影响到的建筑物附近设置测量点，通过在结构物周围基础以及四角设置测点的方式，按照建筑物的重要程度以及具体情况确定具体的测量点数量，做好倾斜以及位移等一系列的监测工作。而在进行地下管线的监测过程中，需要沿长度方向，按照每5m一个点的距离展开监控点的监测，应严格按照地面建筑物监测规定要求展开操作，整体监测方式和地面监测基本相同。此外，在对建筑物变形量进行监测过程中，需要对开挖面附近的每天以及每周情况进行监测，明确沉降稳定性以及数值变化幅度等各项情况。如果数值变化幅度较大，需要适当增加观测频率[1]。

2 盾构施工监控量测

2.1 监测项目

由于盾构推进会对隧道沿线地表形成不同程度影响，所以为保证盾构施工可以对周围环境形成有效保护，需要按照盾构机特点以及地质条件等内容，对施工范围内地表沉降展开研究与预先估算，且要对隧道周围沿线地下管线和地面房屋等，可能受到施工影响的情况做出判断，制定出针对性处理方案，对施工全过程展开系统性施工量测监控，以便按照量测结果及时对施工操作以及盾构掘进参数展开调整，高质量完成工程施工。

2.2 施工监测工艺

在进行具体量测过程中，会按照轴线，沿线展开地面沉降测点布置工作。测量点之间的距离设置在4m左右，如果在设置过程中遇到重要建筑物或进出洞，需要适当减小测量点的距离，保证监测密集程度。同时，需要每隔30m设置一处沉降槽观测断面，如果在设置时遇到管线群或重要建筑，需要增加沉降槽观测断面数量。若设置处地面较为坚硬，需要通过对道钉或射钉的运用，完成量测标志设置；而如果是软土地面，则要运用钢筋桩完成标志设置。当盾构穿越地面房屋建筑，一般需要将沉降点观测位置设置在建筑墙处，布设的范围需要能对整体建筑不均匀沉降情况进行检测。需要注意的是，测量位置需设置在房角位置，在立柱和承重墙处，且墙上测点之间距离需要保持10m左右距离[2]。

沉降监测较为常用的技术，主要以跟踪测量以及水准测量两种方式为主。在此将以水准测量为例，对沉降测量操作展开详细阐述。本次工程所需埋设的水准点以普通水准点为主，按照国家规范要求展开设计与水准点绘制。车站的每个站台两侧都会展开水准点布设，将站台水准点视为二等精密点展开地面以及隧道沉降监测，并按照监测数据确定隧道沉降规律，随沉降幅度、范围以及变化速率等做出判断，从而制定出针对性应对措施，确保盾构区间施工可以高质量开展。在进行检测过程中，将施工区域的基岩标作为高程控制基准网基准，按照地铁走向展开地面路线控制网设置，按照每500m设置一处深标的方式，和地铁隧道线路监测同步展开。通过对电子水准仪设备的运用，按照闭合水准线或附和水准线的方式，根据一等水准展开监测，对沿线水准点、基岩标以及深标展开测量，将基岩标作为高程展开计算，从而通过对精准计算软件的运用，完成水准点高程计算，确定沉降情况，以便后续采取针对性应用举措。为保证测量精准度，应运用两台电子水准仪，从视距差累计、距差等角度入手，根据二等水准测量要求，展开严格操作。

3 盾构施工监控量测质量保证措施

3.1 注重前期勘查与数据收集

正如上文所述，本次工程施工整体环境相对较为复杂，存在未知管线以及未知建筑物的可能性，所以在正式展开施工前，需要通过详细、专业勘查的方式，明确施工地区地质情况、地下水情况以及管线布置等各项数据。通过对数据的全面性收集与分析，做好施工判断，确定具体的量测监控操作方案与施工规划，以便更加科学地展开测量施工，避免出现量测与实际情况不符的状况，保证量测监控工作可以得到高质量落实。

3.2 注重人员培训与操作规范

量测监控操作对于结果精准度有着极为严格的要求，为保证最终数据能够具备良好的代表性与可靠性，需要保证人员操作的规范性，应认真按照各项规范标准展开量测，以便获得真实性数据。为达到这一点，施工团队需要加大对专业化量测人才团队建设的重视程度，不仅要聘请专业量测人员，保证整体团队水平，同时还要定期组织人员接受专业培训，保证人员在操作过程中的错误行为可以被及时纠正，能够掌握最新、正确的量测方式，以便更好地为量测监控工作开展进行服务。

3.3 注重变形监测与分析工作

量测监控需要在做好地表沉降监测的同时，做好浅基础房屋以及地面高层建筑物变形监测操作，应利用对地表隆陷监测数据的收集，为各项施工工作开展提供指导。同时，需要对盾构机施工操作展开严格控制，应做好环形间隙填充工作，保证管片衬砌可以对地层形成有效支撑，从而有效抑制塑性区扩大以及围岩松弛等问题。可通过实施二次注浆以及同步注浆的方式，利用补偿注浆手段，提高盾构区间稳定性与稳固程度，以便从源头起减小沉降等问题影响程度。

3.4 掌握水准测量注意事项

水准测量具体注意事项如下所示：一是在正式展开测量之前，需要对水准仪准备展开校正与检查，确定设备各项情况是否与标准要求相符合；二是保证测量地点的坚实程度，确保脚架能够处于稳定状态，且不得进行碰触；三是保证前后视线长度相等，确保视线长度可以被控制在10～100m范围之内；四是在进行标尺瞄准过程中，需要保证能够消除视差，应保证在读数前，气泡能够严格居中；五是需要保证水准尺能够处于竖直状态，且尺垫需要保持在踩实状态，要对标志点进行固定，并做好转点固定处理，应避免使用尺垫，以防造成误差；六是需要保证记录的工整程度，应严格按照公式展开计算，并要在完成计算后对结果进行复核，确保计算准确无误，且要保证读数的准确性，要根据限差要求展开数据读取，防止出现误差超限的状况，如果出现了超限问题，需要重新进行测量；七是在同一观测站进行观测过程中，不应出现反复调焦的状况。

4 结语

施工团队需要明确认识到量测监控在盾构施工中所起到的重要作用，进一步加强对该测量工作的重视程度。一方面做好工程具体情况勘查，明确各项基础信息与数据，另一方面做好水准测量以及其他测量手段的应用方案规划，应保证测量工作开展和工程施工需求的相符程度，确保量测工作开展能够实现对施工沉降问题的有效监测，从而更好地辅助盾构部分展开施工，保证地铁工程施工质量，以便将盾构施工优势充分发挥出来。