地鐵盾構(gòu)法施工監(jiān)測工程方案概況和設(shè)計(jì)準(zhǔn)備

地鐵盾構(gòu)法施工監(jiān)測工程方案概況和設(shè)計(jì)準(zhǔn)備某市地鐵3號線某區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，本文結(jié)合施工區(qū)間實(shí)際情況，參考相關(guān)規(guī)范，編寫本施工監(jiān)測方案。工程環(huán)境概況工程簡介某市地鐵3號線4標(biāo)段，即五四廣場站至二十五中站區(qū)間（簡稱五-二標(biāo)段），從五四廣場地鐵站東端開始，沿香港東路，經(jīng)過市政府門口，穿過市南區(qū)政府大樓、新浦路，轉(zhuǎn)入南京路。地面為商業(yè)、商務(wù)辦公和密集居民區(qū)。地貌類型為剝蝕斜坡和山前侵蝕堆積坡地。所處地形變化不大，高程約6.09～12.35m。圖2-1施工區(qū)間示意圖本段設(shè)計(jì)起點(diǎn)里程，K7+053.5；設(shè)計(jì)終點(diǎn)里程，K8+406.7。區(qū)間全長1353.2m，穿過部分為風(fēng)化巖，采用復(fù)合盾構(gòu)法施工。隧道位于地下9.5～20m，盾構(gòu)開挖直徑10.64m，采用預(yù)制襯砌管片拼裝，襯砌厚度0.30m，襯砌環(huán)寬度1.2m，分塊數(shù)為6塊，錯縫拼裝。本區(qū)間有臨時施工豎井一座，豎井橫通道（兼聯(lián)絡(luò)通道）中心里程：K7+412.606圖2-1施工區(qū)間示意圖區(qū)間地質(zhì)、水文條件地質(zhì)條件：施工區(qū)間范圍分劃了9個標(biāo)準(zhǔn)層，劃分了17個亞層，其中區(qū)間隧道穿越的地層為強(qiáng)風(fēng)化層、中風(fēng)化層、微風(fēng)化層。上部土層為人工填土①層，沖洪積土11層，含砂粘性土第12層，未見軟土分布。下伏基巖為燕山期花崗巖，強(qiáng)風(fēng)化帶厚度不均；中、微風(fēng)化巖面埋藏深度1.00~13.50m?；鶐r部分主要是燕山晚期侵入花崗巖，部分燕山晚期侵入脈巖。巖性為煌斑巖、花崗斑巖呈脈狀穿插其間，于不同巖性，常見糜棱巖、碎常巖。描述如下：燕山晚期花崗巖分布：花崗巖全風(fēng)化帶：原巖組織結(jié)構(gòu)已風(fēng)化破壞，長石礦物大部分風(fēng)化呈粘土狀，巖芯呈堅(jiān)硬土狀，遇水易軟化、崩解；強(qiáng)風(fēng)化花崗巖上亞帶：巖體成散體狀或碎塊狀，大部分風(fēng)化為粘土，遇水易軟化、崩解；強(qiáng)風(fēng)化上亞帶：巖芯呈半巖半土狀，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級；強(qiáng)風(fēng)化花崗巖中亞帶：堅(jiān)硬程度為極軟巖，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質(zhì)量為Ⅴ級；強(qiáng)風(fēng)化花崗巖下亞帶，堅(jiān)硬程度為極軟巖，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質(zhì)量等級Ⅴ級；花崗巖中風(fēng)化帶，該層巖石堅(jiān)硬程度為極軟巖，巖體完整程度為較破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級；花崗巖微風(fēng)化帶，該層巖石堅(jiān)硬程度為堅(jiān)硬巖，巖體完整程度為較完整，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅲ級。燕山晚期侵入巖脈分布全風(fēng)化帶煌斑巖，巖體完整程度為較完整，巖體基本質(zhì)量等級Ⅲ級；強(qiáng)風(fēng)化帶煌斑巖，巖體堅(jiān)硬程度為極軟巖，完整程度為極破碎，巖體基本質(zhì)量等級Ⅴ級；中風(fēng)化帶花崗斑巖，巖體堅(jiān)硬程度為軟巖，巖體基本質(zhì)量等級Ⅳ級；微風(fēng)化帶煌斑巖，該層巖石堅(jiān)硬程度為較硬巖，巖體完整程度為較完整，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅲ級；微風(fēng)化帶花崗斑巖，該層巖石堅(jiān)硬程度為堅(jiān)硬巖，巖體完整程度為較完整，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅲ級。水文特征區(qū)間范圍內(nèi)的地下水類型按照賦存方式分為第四系松散巖類孔隙水和塊狀基巖裂隙水兩類。第四系松散巖類孔隙水。第四系松散巖類孔隙水呈片狀，條帶狀，分布于山前沖擊積坡地和山前沖洪積坡地內(nèi)。其在垂向上分布及埋藏條件受松散層分布、厚度、坡度制約。一般賦存于地下10m深，局部可達(dá)13.5m，與下部的基巖裂隙水有一定水力關(guān)系第⑤、⑨層中粗砂層為主要含水層，局部度第①層填土分布區(qū)也為透水性較好的含水層。根據(jù)鉆探和抽水實(shí)驗(yàn)結(jié)果，松散巖類孔隙水含水巖組由第四系沖擊、洪沖積層不同粒徑的砂和粉質(zhì)粘土組成，含水砂一般厚度1~2m，局部4.1m，為中等透水性含水層。粉質(zhì)粘性土為弱透水性含水層，由于含水層砂巖厚度較薄，水量較少，單井出水50~200m3/d。水位埋深一般0.7~7.5m，水力性質(zhì)屬于潛水。塊狀基巖裂隙水，主要賦存于基巖中，包括風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水。風(fēng)化裂隙水主要賦存于基巖花崗巖強(qiáng)風(fēng)化～中等風(fēng)化帶中，巖石呈砂土狀、砂狀、角礫狀，風(fēng)化裂隙發(fā)育，呈似層狀分布于地形相對低洼地帶。由于裂隙發(fā)育不均勻，其富水性亦不均勻，局部有一定的承壓性。構(gòu)造裂隙水主要賦存于斷裂帶兩側(cè)的構(gòu)造影響帶、細(xì)晶巖、細(xì)粒花崗巖、煌斑等后期侵入的脈狀巖脈擠壓裂隙密集帶中，呈脈狀、帶狀產(chǎn)出。風(fēng)化和構(gòu)造裂隙水在本標(biāo)段內(nèi)均有分布，位于剝蝕斜坡地貌單元內(nèi)的區(qū)段為單層結(jié)構(gòu)，水力性質(zhì)為潛水，部分地段為上部孔隙水下部基巖裂隙水二層結(jié)構(gòu)。根據(jù)抽水試驗(yàn)資料，基巖裂隙水單井涌水量一般<20m3/d，滲透系數(shù)k=0.0031～0.079m/d，為微透水～弱透水。受風(fēng)化帶厚度的影響，風(fēng)化裂隙水主要分布于20m深度范圍內(nèi)，水位埋深受地形高低影響顯著，勘察期間水位埋深0.2-11.4m?；鶐r裂隙水含水層的分布及其透水性受巖石風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙發(fā)育控制，在平面和垂向上都表現(xiàn)出較明顯的不均勻性。周邊控制性建筑物概況監(jiān)測區(qū)間（五四廣場站～二十五中站）位于市中心鬧市區(qū)，線路下穿并近離多棟房屋，需要做相應(yīng)的保護(hù)設(shè)計(jì)。下穿3個22層的高層建筑底部，地表上鄰近4座20層左右的高層。這些建筑均為筏板基礎(chǔ)和抗浮錨桿結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深較深。此外還有一個不明結(jié)構(gòu)和年代的6層老式居民樓。建筑多而分布復(fù)雜，人口密度大，需要對區(qū)間內(nèi)已有建筑的監(jiān)測引起重視。方案中，針對周邊每個建筑觀測點(diǎn)的布設(shè)都做出了要求和計(jì)劃。本工程監(jiān)測的必要性五-二區(qū)間位于商業(yè)和政治中心區(qū)，工程環(huán)境復(fù)雜，施工過程中進(jìn)行全面系統(tǒng)的監(jiān)測十分必要，其必要性體現(xiàn)在下面幾個方面：工程區(qū)間地處市中心區(qū)域，市政管線，交通干線以及既有建筑分布密集，施工環(huán)境復(fù)雜，施工過程中需要進(jìn)行對周邊環(huán)境的監(jiān)控測量，及時掌握并預(yù)測周邊環(huán)境的安全狀況，對存在安全隱患之處及時采取必要的措施，確保環(huán)境穩(wěn)定。本區(qū)間所采用的施工方法為盾構(gòu)法，且五-二區(qū)間內(nèi)的地下水分布復(fù)雜而脆弱，施工過程對地層可能會產(chǎn)生擾動，有可能引起地表附近重要或高大建筑物變形或沉陷，危及附近建筑物的安全。通過監(jiān)控測量可以全面系統(tǒng)地掌握施工中的各類信息，通過這些信息反饋指導(dǎo)施工，并且不斷積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，為安全高質(zhì)量地完成工程提供保障。通過信息反饋對施工進(jìn)行安全檢測和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，并且有助于在保證安全和施工質(zhì)量的同時減少投資，從而更大程度上加強(qiáng)工程的風(fēng)險(xiǎn)控制和投資控制。施工進(jìn)行中，盾構(gòu)推進(jìn)面及附近范圍需要特別關(guān)注，進(jìn)行高頻度觀測，及時掌握數(shù)據(jù)，以助于提前發(fā)現(xiàn)問題，避免事故。監(jiān)控測量的任務(wù)及設(shè)備監(jiān)測項(xiàng)目對于一項(xiàng)工程來說，做到如下兩點(diǎn)是最基本也是最重要的：一是保證工程本身安全；二是保證工程相鄰環(huán)境的穩(wěn)定與安全。根據(jù)本工程的實(shí)際情況，施工監(jiān)測的主要項(xiàng)目可以分為地上部分、盾構(gòu)區(qū)間部分。其中地上部分體現(xiàn)了隧道施工對周圍環(huán)境的影響，監(jiān)測內(nèi)容包括：地表沉降監(jiān)測﹑地面建筑物的沉降監(jiān)測﹑地下管線的變形監(jiān)測。地下推進(jìn)部分的監(jiān)測內(nèi)容包括隧道拱頂沉降監(jiān)測﹑襯砌結(jié)構(gòu)收斂監(jiān)測﹑土體分層及水平位移監(jiān)測、地下水位監(jiān)測等。本監(jiān)測所需設(shè)備根據(jù)本工程監(jiān)測的內(nèi)容和精度要求，初步確定了本監(jiān)測工程所需儀器和周邊設(shè)備，列表如下。表表2-1本監(jiān)測工程所需儀器一覽表設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量儀器用途全站儀TPS12011布設(shè)、檢驗(yàn)水平控制網(wǎng)；建筑物傾斜觀測；收斂位移觀測；Trimble36021電子水準(zhǔn)儀Lei