地铁盾构隧道施工对周边环境影响的监测

Word版本，下载可自由编辑地铁盾构隧道施工对周边环境影响的监测1工程概况

广州地铁三号线珠-客区间盾构工程利安花园段利用正在施工的利安花园三期工地,盾构施工前该工地基坑土方开挖已经完成,正在举行工程桩施工。地铁盾构隧道将从工程桩中间穿过,两者最近距离1.7~1.8m。利安花园三期基坑用搅拌桩、旋喷桩止水,采纳锚喷支护。该地段工程地质条件差,存在较厚的淤泥层和砂层。

盾构施工前利安花园三期周边较大范围内地面有显然沉降,该区域建造大部分为多层建造,其基础采纳静压桩(桩长12~18m)或采纳锤击灌注桩(持力层为强风化层),还有部分建造物基础形式不明。

因为地质和设计缘由,该地段地铁隧道顶部部分需在砂层中成孔,成孔过程中流沙和降水均可能会对周边环境造成影响:①引起周边地面、建造物沉降;②引起周边土体、工程桩位移;③引起周边水位下降,导致淤泥层固结压缩,引起周边地面、建造物沉降;④隧道穿过止水幕墙时因为对止水幕墙及周边土体的扰动而引起止水幕墙的变形可能拉裂幕墙,造成基坑漏水,从而导致周边地面、建造物沉降。基于上述考虑,在实行相关加固措施以保证周边已有构筑物平安的同时,应举行严密的监测,以确保周边构筑物的平安。

2监测目的及监测内容

为了准时精确     地把握三号线珠-客区间盾构工程利安花园段施工时周边环境和建造物的沉降、基坑变形以及对利安花园已成桩的影响,保证利安花园基坑及其前期的建造物、艺苑小区和果园场小区的建造物及其周边环境的平安,准时发觉可能存在的危急并实行相应措施,将地铁施工对周边的不利影响减至最小,施工中以周边建造物及地面(管线)沉降测量、周边水位测量、基坑止水幕墙顶部位移和沉降测量、工程桩顶部水平位移测量为主要观测项目,并在隧道和止水幕墙交错位置、隧道和建造物距离较近的位置举行土体深层变形测量,以便按照监测成绩准时反馈信息指导施工,为信息化施工管理提供牢靠依据。

详细监测项目及内容如表1。

3监测办法和测点布置

测点布置以对周边建造物沉降、利安花园三期基坑止水幕墙变形有较全面的了解为原则,同时,突出影响构筑物结构平安的重点项目和重点部位,如地铁隧道较近建造物和隧道与止水幕墙交错位置增强水位测孔和土体变形测孔等。

详细状况如下述。

3.1周边建造物、地面(管线)沉降测量

沉降监测按照二等水准测量技术要求,根据先控制后加密的原则举行作业。选用进口精密水准仪协作铟钢尺测量,仪器标称精度为±0.4mm/km。

测量过程中采纳相同的观测网形,选定使用仪器和观测人员,并尽可能挑选最佳观测时段,在基本相同的环境和条件下举行观测。

因为场区面积较大,为削减测量误差,共埋设6个测量基准点:在利安花园小区埋设3个测量基准点,其中2个为深埋式基准点;在艺苑小区和果园小区,埋设3个深埋式基准点。全部深埋式基准点均钻孔至岩层,然后在其顶部设置护罩。水准测量在水准基点稳定后举行观测。

本项目监测以建造物结构沉降测量为主,同时测量周边地面沉降,共布置165个测点。每栋楼按照距离地铁隧道的远近、基础形式的不同布置2~12个结构沉降测点和1~4个地面沉降测点;在利安花园三期基坑南侧管线位置布置8个地面沉降测点;在隧道与止水幕墙交错的2个位置各布置6~8个地面沉降测点。

3.2周边水位测量

地下水位测量利用钻孔埋设水位测管,测孔穿过砂层,到达岩层面,深度约18m。采纳声响式水位计观测,利用每次监测的水面标高来计算地下水位在一段时光内的累计变化量和平均变化率,从而推断地下水位的变化对既有建造物或构筑物的影响。水位测量共布置19个测孔:在基坑止水幕墙的周边布置水位测孔,测量止水幕墙后的水位变化,测孔间距为20~40m;在距隧道较近的建造物附近布置水位测孔,测量该位置的水位变化;在果园小区布置2个水位测量剖面,按距离隧道边3m、10m、20m的距离布置测孔,测量水位变化梯度。

3.3基坑止水幕墙顶部位移和沉降测量

水平位移观测使用精密全站仪协作棱镜,采纳极坐标法施测。监测工作基点在基坑四面布置,同时在远处稳固的地方布置基准点,测量工作基点的变化状况。采纳二等水平位移监测标准举行测量,变形点的点位中误差≤3mm。测点采纳强制对中,以削减对中误差。

其沉降测量办法与周边建造物、地面(管线)的沉降测量办法相同。

在基坑止水幕墙顶部位移和沉降测量中共布置了21个测点。在基坑止水幕墙的顶部布置测点,测点间距15~30m。

基坑周边各项监测点布置见图1。

3.4工程桩顶部水平位移测量

工程桩顶部水平位移测量办法与基坑止水幕墙顶部位移测量办法相同。

工程桩顶部水平位移测量共布置20个测点。在隧道两边82根工程桩中挑选20根桩,在桩顶布置水平位移测点。

3.5土体深层变形测量

土体深层变形测量(测斜)选用精密测斜仪观测。用测斜仪观测不同深度土体侧向位移时,首先将带有十字定向导槽的专用测斜管钻孔预埋在土体中,在隧道开挖前测量初值。其过程如下:将仪器探头沿十字定向导槽放至测管底,从底至顶每0.5m测一次数值;隧道开挖过程中测量值与初值比较的差值既是每0.5m因为开挖引起的位移量,从底至顶每0.5m的位移量累计即是不同深度的位移量(测管底埋入不动层,认为管底不动)。土体深层变形测量共埋设10个测斜测孔,测孔深度为20m。在隧道与止水幕墙交错的2个位置各布置3个测斜测孔,测量土体深层变形;在距隧道较近的建造物附近各布置1个测斜测孔,测量土体深层变形。

4监测频率

从工程实际状况动身,测量分为两部分,一部分是全部测点定期普遍测量,一部分是对盾构机刀盘位置前后的测点举行加密观测。观测周期、次数:

(1)各监测项目测初值2次。

(2)地铁隧道施工前期阶段(1个月),7天测量一次。

(3)地铁隧道施工阶段(3个月),全部测点3天测量1次;盾构机刀盘利用利安花园三期基坑时对其位置附近(盾构机前后50m、隧道左右边线15m范围内)的测点1天测量2次。

(4)地铁隧道施工后(3个月),第一个月7天测量1次;其次个月15天测量1次;第三个月测量1次。

5监测资料分析

5.1周边建造物、地面(管线)沉降测量

周边的新中国造船厂、利安花园、果园小区、艺苑小区建造物沉降监测点及其范围内的地面点在地铁隧道施工期间均没有较大沉降,处于稳定状态,特殊是果园小区内加固注浆线以东的地面点沉降量较小,说明地铁隧道施工对周边建造影响较小;地铁隧道经过位置上方的地面监测点在盾构机利用时浮现较大沉降,其中最大累计沉降量为154.4mm,说明地铁隧道施工对隧道经过位置上方的地面影响较大。因为监测方准时反馈资料,通知施工方注重,举行加固注浆,利用实行措施使其逐渐趋于稳定,没有造成太大影响。盾构隧道工程利用淤泥层和砂层时对地面影响较大,在以后类似地质条件段施工中需要加强注重。

5.2周边水位测量

在地铁盾构机利用基坑止水幕墙前,基坑止水幕墙周边布置的水位测孔浮现较大变化,而周边建造物附近布置的水位测孔变化较小,利用举行加密监测后分析,认为是因为利安花园三期基坑施工降水的影响,说明地下水的聚散与消散与地下应力变化有密切关系。在地铁盾构机快要利用基坑止水幕墙时,利安花园三期基坑施工降水井已填,全部水位测孔在地铁盾构机利用利安花园三期基坑过程中变化均较小,没有异样浮现。

利用对全部水位观测资料的分析,说明地铁盾构工程因为开挖面较小和准时注浆加固对周边水位影响较小。

5.3基坑止水幕墙顶部位移和沉降测量

地铁盾构隧道利用利安花园三期基坑是本项目监测的重点,在基坑止水幕墙顶部共布置21个位移和沉降测点。在地铁盾构机利用利安花园三期基坑过程中,其中大部分观测点的水平位移小于20mm,位移大于20mm的有三个点,详细状况见表2。

表2中位移较大的点位均为地铁隧道和利安花园三期基坑止水幕墙交错位置处,而且在盾构隧道施工经过时浮现较大位移,盾构隧道施工之后这些点位逐渐趋向稳定。

基坑止水幕墙顶部沉降监测点沉降位移较大的点也浮现在地铁隧道和利安花园三期基坑止水幕墙交错位置处,其中最大累计沉降量为-32.5mm,说明地铁隧道施工对隧道经过位置上方的基坑止水幕墙影响较大。

对全部基坑止水幕墙顶部水平位移和沉降位移观测资料举行分析的结果表明,地铁盾构工程利用地面既基坑下部过程中对基坑止水幕墙影响较大,尤其是地铁隧道和基坑止水幕墙交错位置处位移量超过警戒值。在施工过程中要实行有效的控制措施使地铁盾构工程施工对地面即有工程的影响达到最小,以免造成基坑坍塌等不良后果。

5.4工程桩顶部水平位移测量

因为基坑工程施工的影响,利安花园三期基坑内工程桩顶部平面位移监测工作仅在盾构施工进入基坑后才开展了一个月左右,监测期间位移量较小。后来由于基坑内工程桩顶受到施工影响,埋设的平面监测点位遭破坏,停止了对工程桩的监测。

5.5土体深层变形测量

本项目共布设10个测孔,大部分测孔位移量小于10mm,土体主要位移范围为4~10m,最大位移位于6.0m处,位移量为13.25mm。在囫囵施工期间,土体均向开挖侧位移,且开挖过程中位移速率较大,开挖完成后变形逐渐缓和,并趋于稳定,位移变化在平安范围内,未浮现异样。

6结论

在广州地铁三号线珠-客区间盾构隧道施工中,利用第三方监测,把握了利安花园三期