基坑施工对软土地铁隧道变形监测与分析

基坑施工对软土地铁隧道变形监测与分析

王睿1   ,宋星2

中交二航局建筑科技有限公司  湖北 武汉  430050

华东冶金地质勘查局八一五地质队  安徽 合肥 230000

摘要：随着我国经济、科技的快速发展，以基坑施工对软土地铁隧道变形监测与分析为研究方向，重点针对地铁车站的变形问题进行有效探讨，需要研究双侧基坑坑内土体隆起或沉降的制约性因素，妥善针对地铁车辆变形规律来进行计算，有效保证软土地铁隧道结构支撑力度，将影响因素控制在允许范围内，以便落实后续工作内容。

关键词：基坑施工、软土地铁隧道变形、研究与分析

引言

现阶段，随着我国城市规模的不断扩大，城市建设正处于全面化发展进程，加强地铁施工研究、管理与分析力度，有效避免基坑开挖操作对周围环境的影响，提高软土地铁隧道承载力和支护结果抗压力，以基坑施工工程为研究背景，加强地铁隧道变形问题监测与分析力度，妥善针对临近开挖施工操作的变形规律和受力情况等进行控制与完善，总结以往经验成果。以天津为例，整个城市处于海河冲积地带，以古黄河为核心的洪积平原土层，大多以粉质、淤泥和粘土为主，土质较软，地质环境较为复杂，临近地铁车站的土质疏松软土占比较高，为有效提高基坑施工的承载力度，避免变形问题。应加强软土地区双侧基坑施工研究管理力度，利用各项措施，保障周围施工建筑物的技术成果，提高安全性、科学性与可靠性。

一、施工期间地铁隧道变形监测方案

(一)检测内容

地铁隧道沉降变形数据作为重要监测内容，妥善针对地铁施工范围设置相对参考点，并以水准线作为基准参考网点，利用水准仪进行精密测量，测量频率为每月联合性测量两次左右。参照点应在地铁隧道施工开始前的两周左右进行选择，与埋设待联测数据稳定后方可开展施工管理工作，同时历次监测变形沉降数据均应以同一监测网点和基准点为高程来设置水准路线，线路的工作点应覆盖所有监测点的高程数据，将初始设定值设置成两次测量结果的平均数值，两次测量结果之间的差值即可成为沉降量，每次测量结束后，所有初始高程的累积差值可作为累计沉降量。其次，在监测地铁隧道断面变形数据时，为提高检测的科学性、安全性、可靠性、快捷性与全面性，应利用收敛测量方式，结合全站仪断面测量技术，由全站仪和三脚架这两部分构成来进行水平、垂直两个方向的旋转性测量，测量覆盖性和精度更高，具有矫正定位功能。同时，全站仪内装有PCMCIA卡，可及时将仪器内的数据进行实时共享和上传，以计算机的形式利用专用软件来进行数据支持，数据分析的可靠性更高。最后，再监测地铁隧道自动沉降数据时，需要利用地梁倾斜传感器及电子水平尺来测量角位移量，不同位置的地量倾斜角度存在差异量，前后两端也会存在相对沉降量在使用传感器后可以针对多个地梁之间角位移量的范围来进行起始点与终末点沉降量的计算工作。精度更高，以全天候全程测量方式来进行连续测量，同时还可以自动化的方式遥控测量精准度更高，快捷方便节省人力、物力。

(二)检测频率

软土地铁隧道基坑施工监测频率主要依照实际工况来进行制定，大部分地铁施工现场的基坑维护加固施工场地，采取每天一次的监测频率，而基坑挖土环节采取每天一次的监测频率，相对于地下结构施工而言整体稳固性较高，采取每周一次的监测频率，如果出现地铁隧道基坑施工停工现象，在停工期间应每月监测两次左右即可满足检测需求。在监测时，也应根据实际施工现状、施工进度和施工工况的要求来提高监测范围，加强地铁保护区施工技术的监测力度。同时，针对桩位施工应采取断面收敛变形跟踪数据监测与分析，整个监测环节以自动化沉降监测体系来达到实时化数据跟踪和上传的监测效果，最快监测频率为五分钟一次，可根据实际情况进行现场调整。

二、地铁隧道变形数据监测结果分析

(一)基坑加固环节

在进行地铁隧道上方旋喷加固时应针对基坑维护期间的沉降变形曲线来了解基坑土体的挤压和扰动现状，及时针对悬浮土体上方的隆沉变形问题来了解隆起趋势，不用根据数据收敛情况进行旋喷桩的线性化布局，以横排三根为垂直轴线的安装方向，并保证这三根旋喷桩能够依次对应隧道内侧环片的三点，即中心一点、腰部两点，同时，还可作为参考点。其次，利用隧道内与全站仪相对应的环片来进行不间断性的断面扫描方式，以十分钟为扫描周期，直至旋喷桩安装完成将所有扫描数据进行上传与分析，保证地铁隧道施工结构的安全性与稳定性，维持较为稳定的施工压力，将施工时间设置在隔天施工间隙，以利于压力释放。最后，有效利用上述所监测的施工数据和施工参数来表明变形量的差异，实际现场隧道收敛曲线呈现先下降后上升的趋势，整个隧道内部并未发生渗漏现象，加固效果较好。

(二)基坑开挖环节

基坑开挖期间的上行隧道沉降曲线整体呈现先上升后下降的趋势，隧道上方会出现土方卸载现象，引发悬浮土体隆起日益明显，随着土石方开挖量的逐渐上涨，隆起最大点高达6.1毫米，待开挖结束后，隆起最高点会随之下行。因此，当隧道以外的开挖地区完成并结束后，可以快速将剩余土方移出，在隧道上方有效控制土量，确保地铁安全运营。其次，在土石方开挖环节，还可以在隧道上方采用小块儿分开开挖的方式，从中间向两边进行，以每三米作为一个小块开挖线度，并在开挖后立即进行底板施工，待混凝土凝固后重新压制沙袋或钢管处理，防止隆起，该方式较为有效，每小块的土石方在完全开挖并压重完成后，其变形量明显降低，隧道并未出现持续隆起状态。最后，开挖顺序应从中部向两侧进行开挖，隆起最高点也会随着开挖位置的变化而发生变化，如果长时间发生持续隆起，将会导致差异化沉降危险，容易引发坍塌，小块开挖、底板和压重等均具有较好的控制隆起效果，其控制后的隆起变化趋势与人工监测变化趋势相吻合，隆起速度逐渐趋于缓慢并达到稳定状态，利用电子水平尺进行自动化监测后实时了解隧道变形数据，达到远距离实时化监控的目的，将其根据起始点、参照点进行对照后可以发现自动化监测的精准度更高，参照施工区域的位置更近。

三、结语

总的来说，基坑施工对软土地铁隧道变形监测与分析效果较佳，针对上部基坑施工采取自动化监测管理，并结合人工监测达到数据优化与数据分析目的，有效保证地铁施工的安全性、可靠性与科学性，整个集控施工的全过程从维护、浇筑、主体结构搭建和数据监测等多个环节出发，有效保证地铁运营与监管力度，提高重视程度，合理安排人力、物力的同时，避免支护结构支撑刚度不足，架设时间有限，有效达到保护周围环境，延长建筑物使用寿命的目的，不断带来更好的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]地铁车站深基坑施工安全的监理管理措施[J].勒孚俊.低碳世界.2018(10):256-257

[2]地铁车站深基坑支护施工技术研究[J].张翼.城市建设理论研究(电子版).2017(30):148-149