摘要：即使采用先進(jìn)的土壓平衡式盾構(gòu)，并輔以盾尾注漿技術(shù)，也難以避免引起地表、附近建筑物變形或沉陷，甚至危及附近建筑物的安全。因此，為了保證隧道工程安全、順利施工，在盾構(gòu)施工中必須了解和掌握盾構(gòu)施工過程中地表隆陷情況及其規(guī)律性，了解盾構(gòu)掘進(jìn)過程中因地表隆陷而引起的房屋及其它構(gòu)筑物下沉及傾斜情況，了管片襯砌的沉降情況等。
　　關(guān)鍵詞：盾構(gòu)，隧道，施工，監(jiān)測，技術(shù)
　　隨著地鐵建設(shè)的發(fā)展，盾構(gòu)工法在地鐵建設(shè)中起到了越來越重要的作用。它的優(yōu)越性，實際上是得益于盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展。在盾構(gòu)隧道施工過程中，開挖破壞了地層的原始應(yīng)力狀態(tài)，這將引起地層的移動，而地層移動的結(jié)果又必將導(dǎo)致不同程度的地面沉降。當(dāng)差異沉降過大，可能導(dǎo)致地表的沉降或變形，筆者對深圳地鐵2號線后海站～科苑站區(qū)間盾構(gòu)隧道施工監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行分析和總結(jié)，可為類似地鐵工程提供參考依據(jù)。
　　1工程概況
　　深圳地鐵2號線是深圳市優(yōu)先發(fā)展的軌道交通線路，是連接城市中心區(qū)與蛇口、南頭半島的紐帶，也是特區(qū)內(nèi)東西向交通走廊內(nèi)的第二條軌道客運干線，沿途將經(jīng)過蛇口、后海開發(fā)區(qū)、南山商業(yè)文化中心和深圳灣填海區(qū)，串聯(lián)了上述片區(qū)主要的居住區(qū)和商業(yè)文化密集區(qū)，滿足了南山與福田、羅湖二級客運走廊的客運需求。地鐵2號線建成后在深圳世界之窗站與1號線換乘，將直接為300萬以上的市民提供安全便捷的交通服務(wù)，能有效緩解南山區(qū)的交通壓力。深圳地鐵二號線某標(biāo)段土壓盾構(gòu)機從后海站向科苑站方向掘進(jìn)。本區(qū)間左、右線隧道平面最大曲線半徑為1000m，最小曲線半徑為400m，左、右線線間距13.2m～14.2m，區(qū)間隧道最大線路縱坡為28‰，最小縱坡為2‰，豎曲線半徑最大為5000m，最小為3000m，隧道拱頂埋深為10m～15m。
　　2監(jiān)測目的
　　2.1施工監(jiān)測的必要性
　　地鐵區(qū)間所采用的施工方法較多，各種施工方法均會對地層產(chǎn)生不同程度的擾動，即使采用先進(jìn)的土壓平衡式盾構(gòu)，并輔以盾尾注漿技術(shù)，也難以避免引起地表、附近重要或高大建筑物變形或沉陷，甚至危及附近建筑物的安全。因此，為了保證隧道工程安全、經(jīng)濟(jì)順利進(jìn)行，在盾構(gòu)施工中必須了解和掌握盾構(gòu)施工過程中地表隆陷情況及其規(guī)律性，了解盾構(gòu)掘進(jìn)過程中因地表隆陷而引起的房屋及其它構(gòu)筑物下沉及傾斜情況，管片襯砌的變形沉降等，在施工過程中，一是積極改進(jìn)施工方法、施工工藝和施工參數(shù)，最大限度減少地層變形；二是制定詳細(xì)的監(jiān)測方案，并根據(jù)監(jiān)測成果，及時反饋信息，指導(dǎo)施工，以確保建（構(gòu)）筑物及作業(yè)人員的安全。
　　2.2施工監(jiān)測的目的
　　⑴認(rèn)識影響地表和土體變形的各種因素，以便有針對性地改進(jìn)施工工藝和施工參數(shù)，減少地表和土體變形，保證工程安全；
　　⑵預(yù)測施工引起的地表和土體變形，根據(jù)地表變形發(fā)展趨勢和周圍建（構(gòu)）筑物、地下管線沉降情況，決定是否需要采取保護(hù)措施；
　　⑶檢查施工引起的地表和周圍建（構(gòu)）筑物的變形和沉降是否超過允許范圍，為在發(fā)生環(huán)境事故時提供仲裁依據(jù)；
　　⑷為研究地層、地下水、施工參數(shù)及地表和土體變形的關(guān)系，地表沉降與土體變形的分析預(yù)測方法等積累數(shù)據(jù)，并為改進(jìn)設(shè)計提供依據(jù)。
　　在隧道施工過程中，必須制定詳細(xì)的監(jiān)測方案，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時反饋信息，對掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行驗證或做適當(dāng)調(diào)整，為信息化施工提供決策依據(jù)，以確保周邊建（構(gòu)）筑物、地下管線及隧道的安全。
　　3施工監(jiān)測項目及實施
　　盾構(gòu)隧道監(jiān)測項目包括：地表沉隆監(jiān)測、地表和地中管線沉降監(jiān)測、地面建筑物下沉和傾斜監(jiān)測、地層空隙水壓力監(jiān)測、隧道氣體監(jiān)測、隧道沉降監(jiān)測等。
　　3.1地面沉隆監(jiān)測
　　隧道施工引起的地表沉降和隆起均應(yīng)控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，應(yīng)根據(jù)周圍的環(huán)境、建筑物的基礎(chǔ)和地下管線對變形的敏感度，采取穩(wěn)妥可靠的措施。盾構(gòu)施工時，地表沉降量一般情況下應(yīng)控制沉降值不超過30mm，地表隆起值不超過10mm。對于空曠地區(qū)考慮適當(dāng)放寬。
　　地面沉降監(jiān)測點應(yīng)根據(jù)隧道通過的圍巖條件和周圍建筑物情況來布置。在主控面沿軸線方向每隔100米布設(shè)10個點，且每隔一定距離布設(shè)一個監(jiān)測橫斷面。橫斷面方向測點間隔一般為5～8米，在一個監(jiān)測斷面內(nèi)應(yīng)設(shè)4～8個測點，地表測點頂突出地面5mm以內(nèi)。地面沉降監(jiān)測在盾構(gòu)機開挖面附近每天進(jìn)行，每周進(jìn)行后期觀測直到沉降穩(wěn)定，當(dāng)觀測值變化較大時應(yīng)增加觀測頻率。
　　地面沉降測點的埋設(shè)采用沖擊鉆在地表鉆孔，然后放入長200～300mm，直徑20～30mm的圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填實，鋼筋需穿過水泥路板。為布設(shè)軸線點，沿隧道軸線附近布設(shè)一條閉合平面控制導(dǎo)線，將軸線點放樣到地面上。
　　測量儀器采用SDZ2水準(zhǔn)儀＋銦鋼尺。觀測方法采用精密水準(zhǔn)測量方法。基點和附近水準(zhǔn)點聯(lián)測取得初始高程。觀測時各項限差宜嚴(yán)格控制，每測點讀數(shù)高差不宜超過0.3mm，對不在水準(zhǔn)路線上的觀測點，一個測站不宜超過3個，如超過時，應(yīng)重讀后視點讀數(shù)，以作核對。首次觀測應(yīng)對測點進(jìn)行連續(xù)兩次觀測，兩次高程之差應(yīng)小于±1.0mm，取平均值作為初始值。
　　在條件許可的情況下，盡可能的布設(shè)導(dǎo)線網(wǎng)，以便進(jìn)行平差處理，提高觀測精度，水準(zhǔn)線路閉合差應(yīng)小于±0.3（mm）（N為測站數(shù)），然后按照測站進(jìn)行平差，求得各點高程。施工前，由基點通過水準(zhǔn)測量測出隆陷觀測點的初始高程H0，在施工過程中測出的高程為Hn。則高差△H＝Hn－H0即為隆陷值。
　　3.2地下管線監(jiān)測
　　沉降測點埋設(shè)，用沖擊鉆在地下管線軸線上方的地表鉆孔，然后放入直徑20~30mm的半圓頭鋼筋，其深度應(yīng)與管線底一致，四周用水泥砂漿填實。觀測方法、監(jiān)測儀器與地表隆陷觀測相同。施工前，由基點通過水準(zhǔn)測量測出管線沉降觀測點的初始高程H0，在施工過程中測出的高程為Hn。則高差△H＝Hn－H0即為地表沉降值。根據(jù)地表沉降值，進(jìn)行管線的安全驗算。
　　3.3地表建筑物下沉及傾斜監(jiān)測
　　在施工前，根據(jù)地面建（構(gòu)）筑物與隧道的相對位置，地面建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)形式及基礎(chǔ)類型、圍巖條件、施工方法等，對沿線地面建（構(gòu)）筑物在施工過程中可能產(chǎn)生的變形情況進(jìn)行預(yù)測，與盾構(gòu)隧道接近的建（構(gòu)）筑物須進(jìn)行重點監(jiān)測，并且加大監(jiān)測頻率。
　　盾構(gòu)施工必須按要求嚴(yán)密執(zhí)行同步監(jiān)測工作。在盾構(gòu)穿越前先記錄各測點的初始值，在每次量測后的值與初始值相比較，并描繪有關(guān)的曲線，針對監(jiān)測結(jié)果作出相應(yīng)處理措施。
　　3.4地層水壓力監(jiān)測
　　地層水壓對盾構(gòu)施工有較大影響，若水壓過大可能引起螺旋機噴涌和管片隧道漏水等，因此在掘進(jìn)施工中必須對地層的水壓力進(jìn)行監(jiān)測工作，并及時把監(jiān)測結(jié)果反饋到掘進(jìn)施工中，以保證施工的安全。
　　3.5隧道氣體監(jiān)測
　　使用單人攜帶式有害氣體檢測器，電子數(shù)值直接顯示，并能夠自動警報，另外，還須檢查每日出渣狀況、是否有異物或異狀、是否有貝類和腐木等。
　　3.6隧道沉降監(jiān)測
　　隧道沉降由襯砌環(huán)的沉降反映出來，襯砌環(huán)的沉降監(jiān)測是通過在各襯砌環(huán)上設(shè)置沉降點，自襯砌脫出盾尾后測其沉降，隧道的沉降情況反映盾尾注漿的效果。隧道的沉降相當(dāng)于增加地層損失，也必然加大地面沉降。
　　襯砌環(huán)（管片）的沉降采用水準(zhǔn)測量方法在管片脫出盾構(gòu)機后測量，每次測量需回測后三環(huán)管片，每環(huán)管片均需測量。監(jiān)測點布設(shè)在管片底部，布置見下圖1。
　　                      
　　4盾構(gòu)施工監(jiān)測預(yù)警值
　　當(dāng)遇到下列情況時，應(yīng)暫停施工并根據(jù)具體情況制定加強措施：①當(dāng)?shù)乇沓两党�過30mm時；②當(dāng)?shù)乇砺∑鹬党�過10mm時；③當(dāng)建筑物傾斜超過2‰時；④當(dāng)隧道掌子面施工通過一倍洞徑，變位速率超過5mm/d，仍持續(xù)增加時；⑤隧道氧氣濃度低于18%時。
　　5、建立信息反饋機制
　　5.1信息化施工監(jiān)測流程圖
　　5.2信息化反饋機制：
　　       
　　
　　　　6結(jié)語
　　盾構(gòu)掘進(jìn)施工會對周圍土體產(chǎn)生較大擾動，在隧道施工的過程中必須對隧道及圍巖、鄰近構(gòu)筑物和建筑物、地下管線、地下水及地表做好監(jiān)測工作，為信息化施工提供決策依據(jù)。