粉土地区浅埋暗挖地铁隧道施工监测数据分析

粉土地区浅埋暗挖地铁隧道施工监测数据分析 摘要: 结合工程实例，经过对施工现场监测数据包含地表沉降、拱顶沉降及隧道净空收敛数据的分析，研究了粉土地区浅埋暗挖隧道开挖支护过程及二次衬砌所引起的围岩变形与及地表沉降的规律，总结了施工过程中控制变形的具体工程措施。结论可为类似条件下工程施工和监测提供借鉴。 Abstract: In this paper， combining with engineering example and according to analysis monitoring data which include ground subsidence， vault settlement and tunnel clearance convergence data during the construction， it studied the process of excavation and support during tunnel construction of shallow-buried， deformation of surrounding rock by secondary lining and the laws of surface subsidence in silt area. And the specific control measures of deformation in the course of construction is also summarized， which could be treated as references for construction and monitoring of similar engineering. 关键词: 粉土;浅埋;地铁隧道;监测 Key words: silt;shallow-buried;underground tunnel;monitoring 中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)20-0138-03 0 引言 浅埋暗挖法指的是浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法[1，2]，充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护结构的监控、测量来指导地下工程的设计与施工。由于造价低、拆迁少、灵活多变、无须太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等特点，浅埋暗挖法在全国类似地层和各种地下工程中得到广泛应用。浅埋暗挖地铁隧道在施工过程中不仅受到自身围岩的作用影响，还受到隧道开挖方式、支护方式、周边环境等的影响。粉土地区浅埋暗挖隧道变形的影响因素有多个方面，有必要通过现场监测数据的分析，来寻找隧道施工过程的变形规律，为此类工程的设计施工及监控量测提供参考。 1 工程概况 1.1 地理位置 郑州地铁1号线农业东路站?、?号出入口位于车站南侧的东西两端(金水东路南侧，农业东路东西两侧)，均横穿金水东路，出入口扶梯至人防段南侧采用明挖法施工，人防段南侧至车站主体结构采用暗挖法施工，见图1。 1.2 暗挖段结构形式 采用CRD矿山法[3](四步)开挖，二衬:C30、P8现浇钢筋混凝土;“初期支护+二次衬砌”复合式衬砌。初支:间距500mm格栅钢架+350mm厚喷C25混凝土;超前支护:明暗挖分界线至转折处段通道采用ф108管棚+ф42注浆小导管，转折处至车站主体通道采用双层ф42注浆小导管;边墙设置,准25mm自进式锚杆，导洞拱架每个脚步设2根ф42注浆锚杆;水平和竖向设临时支撑;?号出入口暗挖段中心线长度为69.019m，?号出入口暗挖段长度为中心线65.818m。暗挖通道埋深约3.7,4.9m。 1.3 工程地质情况 农业东路站地貌类型为黄土地貌山前冲洪积缓倾斜平原[4]，场地较平整。组成岩性主要为中、上更新统冲洪积积黄状粉土、粉质粘土、含少量粉砂层。 2 测点布设 根据铁路隧道监控量测技术规程[5]的基本要求，针对浅埋中等断面隧道的结构特点、 施工工艺 钢筋砼化粪池施工工艺铝模施工工艺免费下载干挂石材施工工艺图解装饰工程施工工艺标准钢结构施工工艺流程 及地质情况，监测内容主要包括地表沉降、拱顶沉降及净空收敛等，两隧道各布设有7监测断面，每个监测断面包括地表监测断面与洞内监测断面。 地表沉降横向测点、拱顶下沉量测和净空变化量测的测线布置示意图如图2。 3 监测数据分析 隧道监测组2012年7月进场开始进行监测工作，采集了大量原始数据。从日常监测数据中选择一、二号隧道的第3个监测断面的测量数据，结合地表沉降，拱顶沉降，洞内净空三项测量项目的变形曲线图对隧道的监测量控进行分析。 3.1 地表沉降 地表沉降点依据监测 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 于隧道上方布设7组地表沉降测线，每条测线7个观测点，在II号出入口隧道开挖至第3监测断面后地表沉降点开始出现规律性变化，II号出入口第3监测断面中DC02-17、DC02-18监测点变化剧烈变化如图3所示，速率达到4mm/d，累积变化达到了51mm，均超出 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 及设计要求的变形最大值，而后采取的变形处理措施对后期整个项目的施工、监测工作和变形控制具有重要的指导意义。 后期地表沉降数据变化都显示与II号出入口第3断面数据相同的变化趋势，为使数据分析更加全面及详细，在两个出入口14个监测断面中选取具有代表性的监测断面进行数据分析。I号出入口取第5监测断面(DC01-29,DC01-35)，II号出入口取第6断面(DC02-36,DC02-41)为例，所选取测点的数据时间跨度为两个月，以测点距离开挖面10米为起隧道开挖进度超测点10米为终，其间地表变形如图4、5所示。 从图4、5中可以看出随着隧道开挖地表测点下沉速率增大，以上断面开挖对地表下沉影响显著，下断面开挖完毕第一次支护完成并完成注浆后变形趋于稳定，可见隧道上下施工的同步进行与隧道初期支护的注浆对隧道施工所带来的地表变形具有很好的防护作用。在测线范围开挖期间地表下沉速率基本保持在2mm/d，最终地表变形维持在15mm,25mm之间均未超出规范 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 及设计要求。 3.2 拱顶沉降 由图6与图7可以看出，拱顶沉降在整个过程中处于稳定状态，两条隧道相比较II号出入口在开挖后一段时间有显著的下沉，这是由于在隧道上半部一次支护完成以后通过导管注浆对钢拱架所造成的压迫而下半部的开挖未能及时跟进所带来的拱架下沉，下部开挖完成封闭存环完成后变形趋于稳定。且在图7中可以看出II号出入口左洞拱顶下沉大于右洞，左洞累积下沉最大为8mm，右洞累积下沉最大为5mm，这表明后期掘进的右洞受左洞已完成支护影响变形相对小一些。 II号出入口由于注浆压迫及上下导洞的进度差距带来的变形在4mm,8mm之间，一号隧道上下导洞开挖及时跟进后期注浆没有带来明显的下沉。 3.3 净空收敛曲线图 由两隧道净空收敛曲线图可以看出 整个施工过程中收敛并未发生明显变化，首先浅埋隧道的围岩压力相对而言较为简单，而且由于隧道的施工采用了台阶法及CRD法的结合对隧道分成四个小导洞进行开挖对围岩应力所带来改变较为缓慢，初期支护完成后围岩应力未发生剧烈改变收敛数值整体处于稳定状态，虽然收敛数值稳定可以从另一角度表明浅埋隧道围岩应力相对稳定，收敛数值对围岩应力的反应具有重要的参考价值。 4 变形控制处理措施 II号出入口第3监测断面的地表沉降监测点DC02-17与DC02-18变化剧烈，变化速率达4mm/d累积变化达到50mm超出监测规范要求，未防止异常变形的持续施工单位采用了多种措施，首先监测频率由1次/d提升至2次/d，使得变形的数值能够及时反馈，同时为防止地表之上的外部压力与隧道内部应力的共同作用使得地表变形进一步夸大在开挖段上方布设钢板，同时在掘进过程中注重超前小导管的施工，严格按照设计及施工要求布设超前小导管，同时控制上下部开挖的进度差异及初期支护完成后及时注浆，以上措施对于地表变形的控制具有重要意义。 在I号出入口第5监测断面及II号出入口第6监测断面地表变形采取了与II号出入口第3监测断面相同的处理措施，同时加强拱顶与净空收敛的监测频率，也得最终的变化速率控制在2mm/d而累积变化控制在30mm以内未超出规范及设计要求的变形数值。 拱顶沉降的监测收洞内施工环境影响相较于地表测控更为复杂，超前小导管与上下导洞得同时掘进，后期注浆对拱顶有显著影响，规范施工进度，注浆时间的选择对拱顶变形有 着重要的作用。 隧道净空收敛在整个施工过程中都处于较为稳定的状态，首先受益于隧道的施工方法CRD矿山法(四步)对隧道围岩影响控制较好，其次粉土浅埋暗挖隧道所受围岩应力相对而言较为简单且地下水位影响不够明显，但是作为隧道施工监测的重要一项收敛测量依旧应该得到应用的重视。 5 结论 ?从地表下沉监测结果看，对于浅埋中等断面隧道在受水位影响较小的情况下采用CRD阶法矿山(四步)分部开挖是可以的，施工过程所带来的变形在可控范围内。?地表变形是隧道开挖围岩效应共同作用的结果，且上下台阶分部开挖法地表变形受上下台阶进度差异影响明显，注浆及超前小导管对控制地表变形有重要作用。?从拱顶变形受围岩效应作用的同时也受到后期拱架上方注浆的影响，同时台阶上下开挖的掘进进度对拱顶的变形也有一定影响。?浅埋中等断面隧道施工过程中洞内净空收敛变化不大，掘进过程中围岩应力变化较小，收敛变化作为围岩应力变化的参考仍然具有重要意义。 参考文献: [1]王梦恕.浅埋暗挖法设计、施工问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 探索[J].地下空间，1992(04). [2]李华.谈新奥法在隧道施工中的应用[J].山西建筑，2013(10). [3]张强，贺俊斌，殷宁萍.矿山(CRD)法施工区间隧道的初期支护工艺[J].中国市政工程，2011(03). [4]刘东生等.黄土与环境[M].北京:科学出版社，1985. [5]TB10121-2007J721-2007.中铁二院工程集团有限责任公司等.铁路隧道监控量测技术规程[S].北京:中国铁道出版社，2007.