人行過街地道施工沉降監(jiān)測研究

孫衍建

（山東省魯南地質工程勘察院，山東兗州272100）

·巖土工程·

人行過街地道施工沉降監(jiān)測研究

孫衍建*

（山東省魯南地質工程勘察院，山東兗州272100）

城市淺埋地下工程地質條件差、自穩(wěn)能力差、承載力小、變形快，施工過程中極易發(fā)生坍塌或大的沉降，必須進行沉降監(jiān)測。介紹了城市人行過街地道施工中沉降監(jiān)測點的布設方法、沉降觀測的步驟及數據處理方法，并介紹了沉降監(jiān)測中應該注意的問題，為以后類似工程的沉降監(jiān)測提供了借鑒。

沉降監(jiān)測；人行過街地道；淺埋暗挖法；數據處理

1 概述

為了不影響城市交通及周邊建筑物的使用，人行過街地道施工多采用淺埋暗挖法[1-2]，施工流程是：先打設管棚或超前小導管并注漿加固地層；地層加固后，分臺階或分部短進尺開挖，及時初期支護；施作防水層；完成鋼筋混凝土二次初砌；為避免開挖引起的地層沉降危及道路、管線及周邊建筑物安全，進行全面的沉降監(jiān)測。即“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”的方針[3]。

人行過街地道開挖時，地表沉降大，且沉降量與地道埋深、地層條件等關系密切；由于地道埋深淺，拱頂粘土層較薄，且與雜填土等結合為軟弱結構面，開挖后圍巖土體自穩(wěn)性及成拱效應差，由地層損失引起的地表沉降明顯，易發(fā)生冒頂事故，可能造成地面塌陷，對周邊建（構）筑物及地下管線產生嚴重威脅，因此必須進行沉降監(jiān)測。

2 工程概況

2.1 項目概況

該人行過街地道工程位于城市中心繁華地帶，交通繁忙，周邊建筑密集。主通道長72m，寬10m，垂直穿越道路。路面下管線繁多，有通訊、電力、給水、熱力等，管頂埋深0.5m至1.8m不等。主通道采用淺埋暗挖法施工，由兩側豎井雙向掘進，采用控制沉降效果較好的CRD工法分6部開挖。

2.2 工程地質條件

該項目場地土層自上而下分述如下：

①-1雜填土：灰褐色，稍濕—濕，土質松散不均，含碎石、砂礫、建筑垃圾；該層分布于整個場地，層厚0.6～2.6m。

②-1砂質粉土：灰—灰黃色，濕—飽和，稍密—中密，含大量云母屑和氧化物，土層稍具層理結構，局部為粘質砂土，該層搖震反應迅速—中等，切面粗糙，干強度及韌性低，分布于全場，層頂埋深0.6～3.9m，層厚1.2～4.6m。

②-2砂質粉土：灰—灰黃色，飽和，中密局部稍密。富含云母屑和氧化物渲染紋網，局部夾雜粘質粉土，土層具微層理結構，該層搖震反應迅速—中等，切面粗糙，干強度及韌性低，分布于全場，層頂埋深2.8～6.2m，層厚3.8～8.2m。

②-3砂質粉土夾粉砂：淺灰—青灰色，飽和，中密局部密實狀。富含云母屑和氧化物渲染紋網，局部夾雜粉砂，土層具微層理結構，該層搖震反應迅速—中等，切面粗糙，干強度及韌性低，分布于全場，層頂埋深7.8～12.2m，層厚4.8～9.6m。

③淤泥質粉質粘土：飽和，軟塑。切面光滑，干強度及韌性低，局部夾薄層狀粉土，薄層厚度約1～6mm。具腐臭味，含有機腐殖質、貝殼碎屑及云母。全場分布，層厚8.8～15.1m。

該人行地道暗洞頂部埋深為4.5～4.8m，開挖高度約5.6m，主要穿越于②-2、②-3的砂質粉土層中。勘察時測得場地地下水埋深為1.3m，由于地下水埋深較淺，穿越土層均為飽和砂質粉土，滲透系數大，工程地質條件一般，擾動后性質變化大，施工難度較大。

3 沉降監(jiān)測及數據處理

3.1 沉降觀測點的布設

該項目共布設3個基準點。基準點布設在工程影響范圍之外且地質環(huán)境穩(wěn)定的地方。路面上的沉降監(jiān)測點垂直與開挖方向成橫斷面狀布設，每隔8m布設一個監(jiān)測斷面，監(jiān)測斷面分別編號為A、B、C-I。每隔3m布設一個沉降監(jiān)測點，每條監(jiān)測斷面布設11個沉降監(jiān)測點，沉降監(jiān)測點編號采用斷面號加序號方式，監(jiān)測斷面的中點位于通道中軸線上。地道拱頂監(jiān)測點隨著開挖及時布設，與地表沉降監(jiān)測斷面布設在同一位置上。

3.2 沉降觀測

在沉降觀測前聯(lián)測3個基準點，隨著沉降監(jiān)測的進行每隔10d復測1次，已檢驗基準點的穩(wěn)定性?；鶞庶c聯(lián)測嚴格按照一等水準測量要求進行。沉降監(jiān)測點測量采用二等水準，自暗洞開挖前10d開始監(jiān)測，到襯砌封閉，沉降穩(wěn)定時結束；拱頂沉降監(jiān)測應在開挖到樁號且安裝好點元器件后及時進行，至二次襯砌施工沉降觀測點被隱蔽破壞為止。沉降監(jiān)測正常情況下1～2d觀測一次，特殊情況下每天觀測1～2次。沉降監(jiān)測要堅持“五定”的原則[4]，即基準點和沉降監(jiān)測點點位要穩(wěn)定；觀測使用的儀器設備要固定；測量人員要固定；觀測時周邊環(huán)境要基本一致；觀測路線、鏡位、程序要固定。以上措施可以使所測結果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次監(jiān)測結果與首次觀測結果更具可比性，使觀測得到的沉降量更加真實準確。

拱頂沉降監(jiān)測時使用倒尺法將高程傳遞至豎井中，然后再進行監(jiān)測，方法見圖1。

圖1 拱頂倒尺法沉降觀測示意圖

若A尺讀數為a，B尺讀數為b，C尺讀數為c，D尺讀數為d，O處鋼釘直徑為o，則A、D兩點間的高差h=b-a+o+c-d,由此即可將地面高程傳遞到地道拱頂的沉降觀測點上。

3.3 數據處理及分析

3.3.1 觀測精度

可以看出，該工程沉降監(jiān)測方法為傳統(tǒng)的一、二等水準測量，只要嚴格執(zhí)行GB/T12897-2006《國家一、二等水準測量規(guī)范》、JGJ8-2007《建筑變形測量規(guī)范》，即可滿足精度要求。

經精度統(tǒng)計，該工程各期沉降監(jiān)測的環(huán)閉合差、每千米水準測量的偶然中誤差、每千米水準測量的全中誤差均小于限差的1/2，精度較高。

3.3.2 沉降量分析

（1）典型沉降監(jiān)測點沉降情況。選擇斷面中點作為典型沉降監(jiān)測點進行分析。在斷面位置開挖前，受到施工影響，有輕微沉降，但不明顯；開挖后，沉降速度加快，最大沉降量可達30～40mm，約占總沉降量的60%；初支閉合后，沉降較緩慢，并逐步趨于穩(wěn)定；二次襯砌后，沉降處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）典型監(jiān)測斷面沉降情況。根據多條沉降斷面監(jiān)測結果，沉降量最大的監(jiān)測點均位于地道中線附近，沉降量隨著到地道中線距離的增大而降低，遠離地道施工范圍10m后，沉降不明顯。可以認為，地道施工對地面沉降的影響范圍約10m。

（3）拱頂監(jiān)測點。與地面典型沉降監(jiān)測點沉降情況類似，初期支護結構閉合成環(huán)前,拱頂中部沉降急劇下降,沉降量占總沉降量的70%～80%；初支結構閉合成環(huán)后,位于中部的測點沉降稍有增加,兩邊分部的拱頂沉降基本穩(wěn)定。

4 注意的問題

（1）城市人行過街地道施工中一般工程地質條件較差，地質結構不穩(wěn)定，必須及時進行沉降監(jiān)測工作，防患于未然。發(fā)現沉降異常及時匯報，與甲方、施工方、監(jiān)理方共同分析發(fā)生沉降的原因，并采取必要的措施。

（2）城市人行過街地道多處于鬧市區(qū)繁華地帶，交通繁忙，車輛通行產生的震動極大，影響測量成果精度。應該盡量選擇車輛較少時進行觀測，減少外界因素對沉降監(jiān)測結果的影響。

（3）使用倒尺法進行拱頂沉降監(jiān)測計算時，應注意倒尺讀數，且從地面往地道進行高程傳遞時要考慮O點處鋼釘的直徑。同時，為方便扶尺，保證倒尺觀測時水準尺豎直，應在水準尺上部反向加裝一個圓水平氣泡。

5 結論

在城市人行過街地道施工中，為了保證施工的安全進行，必須進行沉降觀測。由于地道施工的特殊性，為了反映真實沉降情況，沉降觀測點應該按照斷面形式布設，同時布設地道拱頂監(jiān)測點。地面往地道中高程傳遞時，可以選用倒尺法，同時計算時需要注意倒尺讀數及鋼釘直徑。若想更加詳細地了解變形情況，可以采用深層土體水平位移、深層分層沉降等監(jiān)測方法。

[1]劉波,曹波,劉芳，等.北京地鐵暗挖隧道變形監(jiān)測與穩(wěn)定性數值分析[J].地下空間與工程學報,2011,7(3):518-525.

[2] 羅燕華.用淺埋暗挖法在軟土地層中施工人行過街地道[J].中國市政工程,2009(3):78-80.

[3]周志峰,繆永華,徐敏.城市人行地道淺埋暗挖法施工的沉降監(jiān)測分析[J].城市勘測,2009(1):147-150.

[4]韓正,杜海霞,龍飛，等.高層建筑沉降觀測及數據分析[J].城市勘測,2009(1):108-110.

TU478

A

1004-5716(2015)09-0001-03

2014-09-16

孫衍建（1982-），男（漢族），山東肥城人，工程師，現從事地質測繪、工程測量、地籍測繪工作。