地铁工程变形监测成果精要

2023-08-20 理论教育版权反馈

【摘要】：本章重点介绍盾构法施工时需要进行的变形监测工作。地铁工程变形监测的主要目的是通过对地表变形、围护结构变形、隧道开挖后侧壁围岩内力的监测，掌握围岩与支护的动态信息并及时反馈，指导施工作业和确保施工安全。

随着城市建设的飞速发展和城市人口的急剧增加，城市交通已经不能单纯依靠地面道路，地下铁路已经在各大城市中广泛引入，有效地缓解了城市交通拥挤堵塞的状况。地铁施工主要采用明挖回填法、盖挖逆筑法、喷锚暗挖法、盾构掘进法等施工方法，明挖法通常会严重影响地面交通，所以较少使用。现代城市地铁施工中主要施工方法是盾构掘进法。地铁工程主要包括基坑工程和隧道工程。本章重点介绍盾构法施工时需要进行的变形监测工作。

7.1.1 地铁隧道施工的几种方法

1. 明挖回填法

明挖回填法是指先将隧道部位的岩(土)体全部挖除，然后修建洞身、洞门，再进行回填的施工方法。明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大。明挖法的关键工序是: 降低地下水位，边坡支护，土方开挖，结构施工及防水工程等，其中，边坡支护是确保安全施工的关键技术。

2. 盖挖逆筑法

盖挖逆筑法是先建造地下工程的柱、梁和顶板，然后上部恢复地面交通，下部自上而下进行土体开挖及地下主体工程施工的一种方法。盖挖逆筑法施工大致分为两个阶段，第一阶段为地面施工阶段，包括围护墙、中间支承桩、顶板土方及结构施工; 第二阶段为洞内施工阶段，包括土方开挖、结构、装修施工和设备安装。

3. 喷锚暗挖法

喷锚暗挖法是在隧道开挖过程中，隧道已经开挖成型后，将一定数量、一定长度的锚杆，按一定的间距垂直锚入岩(土)体，在锚杆外露端挂钢筋网，再在隧道表面喷射混凝土，使混凝土、钢筋网、锚杆组成一个防护体系。当埋深较浅时，一般会增加超前小导管或长管棚的设计，此时又称为浅埋暗挖法。

4. 盾构掘进法

盾构掘进法简称盾构法，是隧道工程施工中运用的一项新型施工技术，它是将隧道的掘进、运输、衬砌、安装等各工作综合为一体的施工方法，具有自动化程度高、施工精度高、不受地面交通和建筑物影响等优点，目前已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程中。

盾构隧道掘进机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。地铁盾构施工是从一个车站的预留洞推进，按设计的线路方向和纵坡进行掘进，再从另一个车站的预留洞中推出，以完成地铁隧道的掘进工作。

7.1.2 地铁工程变形监测的目的和意义

地铁在施工建设和运营过程中，必然会产生一定的沉降，若沉降量超过一定限度或者是产生了不均匀沉降，将会引起基坑及隧道结构的变形，严重影响安全施工和运营，甚至造成巨大的生命和财产安全事故。实际施工的工作状态往往与设计预估的工作状态存在一定的差异，有时差异程度很大，所以，在地铁工程基坑开挖及支护、隧道掘进及围护施工期间要开展严密的现场监测，以保证施工的顺利进行。

地铁工程变形监测的主要目的是通过对地表变形、围护结构变形、隧道开挖后侧壁围岩内力的监测，掌握围岩与支护的动态信息并及时反馈，指导施工作业和确保施工安全。经过对监测数据的分析处理和必要的判断后，进行预测和反馈，以保证施工安全和地层及支护的稳定。对监测结果进行分析，可应用到其他类似工程中，作为指导施工的依据。

地铁工程变形监测的主要意义体现在以下几个方面:

(1)监测基坑及隧道稳定和变形情况，验证围护结构、支护结构的设计效果，保证基坑稳定、隧道围岩稳定、支护结构稳定、地表建筑物和地下管线的安全;

(2)通过对基坑及隧道各项监测的结果进行分析，为判断基坑、结构和周边环境的稳定性提供参考依据;

(3)通过监控量测，验证施工方法和施工手段的科学性和合理性，以便及时调整施工方法，保证工程施工安全;

(4)通过量测数据的分析处理，掌握基坑和隧道围岩稳定性的变化规律，修改或确认设计及施工参数，为今后类似工程的建设提供经验。

7.1.3 地铁隧道监测方案的编制依据和原则

地铁隧道监测方案的编制依据包括:

(1)工程设计施工图;

(2)工程投标文件及施工承包合同;

(3)工程有关管理文件及有关的技术规范和要求;

(4)《地铁工程监控量测技术规程》(DB11/490—2007);

(5)《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》(GB50308—1999);