地铁隧道施工监控量测与分析

2022-09-12

近几年, 我国大部分城市的地铁隧道工程项目都逐渐增多, 随着地铁隧道工程建设规模的扩大, 在工程施工过程中遇到的问题也越来越多, 这就对工程施工监控和量测提出了更高的要求, 施工管理人员必须做好施工过程中的监督和控制工作, 进一步提高工程量测的精确性, 这样才能确保地铁隧道工程的施工质量。

一、地铁隧道施工监控量测的意义

地铁隧道工程的施工与现代工程地质学、岩土力学、量测技术等是密不可分的, 因为在进行地铁隧道工程施工的时候, 暗挖隧道一般是修建在具有初始应力的地层之上的, 在开挖的过程中, 地层的原始力学结构会被打破, 地层的应力会重新分布, 施工人员为了确保施工的顺利开展, 就必须对应力进行调整, 根据地层在形态、均匀程度上的差异, 其力学形态也体现出一定的差异性, 因此, 在进行相关支护、围岩压力等参数设计的时候, 如果仅仅利用相关理论和公式进行定量计算是不科学的, 计算结果也很难反映工程的实际情况, 此时就需要采用现场量测的方法来获取数据, 这样才能保证数据的真实性和准确性。当前, 绝大部分地铁隧道工程的施工都要求对衬砌、支护等的厚度进行精确计算, 这就需要用到量测技术来调整位移参数, 此外, 确定支护结构的承载力、车站永久结构的形成等也需要用到监控量测技术, 具体来说, 在地铁隧道施工中, 监控量测的意义主要由以下几个方面:第一, 对施工的科学开展提供指导。通过运用监控量测技术, 可以对量测数据进行分析和处理后得到有关隧道围岩的相关情况, 判断其稳定状态, 为施工顺序的确定提供指导。第二, 有利于提高施工的安全性, 监控量测技术可以及时获得有关支护和围岩的动态变化情况以及地面沉降的程度, 并根据这些动态信息建立科学的预警体系, 避免工程施工过程中的各种安全隐患。第三, 为类似工程的开展积累数据资料。对现有的地铁隧道工程进行监控测量, 可以将监控测量得到的数据作为其它类似工程的参考, 同时还能积累有关岩土性质、地层状况、地面沉降变化等的数据资料, 为工程设计质量的提升积累经验。

二、地铁隧道施工监控量测的方法

(一) 围岩压力监测

地铁隧道工程施工中的监控量测方法很多, 其中之一便是围岩压力监测, 对于围岩压力的监测来说, 首先需要对压力的变化作出预测, 然后根据预测的压力变化情况, 选择合适的压力盒量程, 压力盒最好采用直线法进行埋设, 施工人员必须确保埋设位置的准确性, 一般来说, 应将压力盒埋设在土体和初始支护之间。

(二) 地下水位监测

地下水位的高低会对地铁隧道工程的施工产生直接影响, 因此, 在施工过程中必须做好地下水位的监测工作, 可采用电测水位计对孔口和水位之间的距离进行测量, 同时, 还应对孔口的标高、水位标高进行测量, 根据测量得出的上述数据, 可计算出水位的变化情况, 在隧道施工开始之前, 测量人员必须对所有观测孔的静水位进行统一测量, 并按照顺序进行编号, 每隔一段时间应对水位观测一次, 刚开始的观测频率应大一些, 然后逐渐减小, 但必须确保24小时内观测1~2次, 降水工程结束之后便可以停止观测, 在正式施工的过程中, 监测人员应及时对地下水位的状况进行监测, 以确保施工质量。

(三) 沉降监测

在地铁隧道施工过程中经常会遇到地面沉降的问题, 这就需要做好沉降监测工作。首先, 应做好沉降监测点的布设工作, 对于比较重要的监测地段来说, 应每隔10米设置一组沉降监测点, 对于一般地段来说, 则应当间隔10~30m布设一组监测点, 针对一些特殊情况, 则监测点的布置密度可适当加大, 沉降主断面的确定必须以现场的施工条件为参考。

(四) 拱顶下沉监测

拱顶的下沉幅度对整个地铁隧道暗挖结构的安全性来说具有极大的影响, 它能直接反映支护系统和围岩力学结构的变化, 按照设计方案的要求, 拱顶监测点的埋设, 必须在掌子面的开挖施工完成后进行, 在架设拱架的时候, 应注重拱顶和预埋件之间的距离, 必须将预埋件焊接的拱顶部位, 之后应对预埋件进行清理, 待清理工作结束后, 方可进行量测工作, 对于拱顶监测点的布设应坚持靠近竖井侧的原则, 同时要注重对监测点间距的把握, 合理区分一般地段和重点地段, 针对特殊情况可适当加大监测密度。

三、地铁隧道施工监控量测分析

(一) 工程概况

以大连市某地铁隧道工程为例, 该地铁隧道工程位于大连市华北路北侧, 从姚家站到南关岭站, 整个区间在东北部穿越哈大铁路线, 区间的长度为1040.079米, 分为暗挖部分和明挖部分, 整条线路呈东北—西南走向, 起止里程为DK1+339.921~DK2+380。从平面上看, 该地铁隧道工程大部分属于直线段, 长度为474m, 其余的56m位于稍缓和的曲线上, 隧道的东端与本区间的明挖段相连, 西端与南关岭站前的明挖段相连。在施工过程中要求坚持加强支护、勤于测量、夯实回填等原则, 以确保整个工程项目的安全质量。

(二) 监控量测分析

1、监测方案设计

为了确保监控测量工作的有效开展, 首先必须制定一个科学可行的监测方案, 根据本工程项目的特点, 以及施工标准要求、设计图纸等, 确定监测项目为初期支护监测、地质监测、水平净空收敛监测、拱顶下沉监测等, 在监测方法的选择上, 对于初期支护监测和地质监测来说, 宜采用数码摄影、地质观测、地质罗盘等方法, 在进行地质监测的过程中, 要尤其重视对岩层走向、岩石类型、固化程度、倾斜角度等的监测。在水平净空收敛监测布置方法的选择上, 宜采用全断面开挖的方式, 拱顶下沉量的监测必须与水平净空变化的监测位于同一个断面, 对于拱顶下沉量的监测应每隔八小时读取一次, 最晚不能高于12个小时。

2、监测数据的采集和分析

在制定好监测方案之后, 便可开展监测工作了, 在监测的过程中必须做好数据的采集和分析工作, 每次监测得到的数据资料必须录入到电脑, 由电脑进行处理和管理, 当所有的数据资料搜集齐全之后, 应及时对数据进行处理, 可采取绘制曲线图或者表格的方式, 对监测得到的数据进行全方位的分析, 根据处理结果, 对工程结构的安全性作出预测, 进而确定需要采取的技术措施, 实现安全高效的施工。

3、监测中的注意事项

为了确保地铁隧道工程施工的顺利开展, 必须在监控量测的过程中注意以下几点:首先, 在开展量测工作之前, 要对所需的仪器设备进行检查, 发现问题要及时检修或更换。其次, 应对监测点进行检查, 查看监测点的布置状态是否达标。最后, 应着重对围岩变形情况的监测, 一旦发现围岩出现变形的征兆, 必须及时提交测量数据并采取恰当的防治措施。

结语:总而言之, 地铁隧道工程的施工是一项技术性、专业性的工作, 在施工过程中很容易受到地下水位、地面沉降等因素的影响, 因此, 必须做好监控量测工作, 制定科学的监测方案, 并严格按照标准的监测流程进行, 这样才能最大限度确保监测工作的科学性和有效性, 促进地铁隧道施工的顺利持续进行。

摘要：随着我国城市化进程的加快, 城市人口也越来越多, 这就给城市交通到来了前所未有的压力, 为了缓解城市交通拥堵的状况, 许多城市都开始投入大量资金建设地铁隧道, 地铁隧道的施工是一项技术难度较高的工作, 要求在施工过程中做好监控量测等各方面的工作。本文就针对地铁隧道施工监控量测进行了分析和研究。

关键词：地铁隧道,施工,监控,量测