付高远
北京市南水北调配套工程南干渠工程施工第十一标段,桩号起讫里程为18+574.04~21+199.04,主要工程内容有盾构隧洞和二次衬砌2 625 m、4座排气阀井(31号~34号)、1座盾构始发及接收井(接收相邻标段的盾构机)及2座二衬施工竖井。本标段采用盾构法施工,盾构井竖井段和后配套段采用明挖法施作。
1)了解和掌握盾构施工过程中地表隆陷情况及其规律性;2)了解盾构掘进过程因地表隆陷而引起的建筑物、地下管线下沉及倾斜情况,确保建筑物、地下管线的安全;3)了解施工过程中地层不同深度的垂直变位与水平变位情况;4)了解施工过程中水位变化情况;5)了解围岩与结构物的相互作用力以及管片衬砌的变形情况,实现信息化施工。
1)监测网建立。监控量测系统首先建立水平位移和垂直位移监测控制网。水平位移监测网利用地面平面控制点作主控点,与监测网点组成平面监控网,其形式依据结构布设成轴线形;其垂直位移监控网利用北京市局部高程控制网作为一级控制点,与地表沉降等观测点组成地表高程位移监控网,同时将主控点高程通过明挖竖井引测至地下隧洞,并在隧洞底埋设水准基点(并定期复测),与结构监测点组成地下高程控制网。
2)监测方法。沉降监测:采用精密水准仪和铟钢尺按三级水准测量进行。在基坑及盾构隧洞施工前,应在地面变形影响范围之外,便于长期保护的稳定位置埋设水准点,进行水准网布设,首次观测时,适当增加测回数,一般取3次的数据作为测点的初始读数。
拱顶下沉及净空收敛监测:监测点在支护结构施工时埋设,以支护结构完成后最短时间内取得的读数为初始值,之后按前述监测频率要求进行日常监测;拱顶下沉量测主要采用精密水准仪,量测各测点与基准点之间的相对高程差。
地下水位监测:采用电测水位计测量水位距孔口的距离,用水准测量方法测出孔口标高,从而确定水位标高,进一步计算水位变化情况。
1)根据以往施工监测的成功经验,采用相关规范要求并配合位移速率作为监测管理基准,即将允许值的2/3作为警告值,允许值的1/3作为基准值,将警告值和允许值之间称为警告范围,实测值落在此范围,应提出警告,说明需商讨和采取施工对策,预防最终位移值超限,警告值和基准值之间称为注意范围,实测值落在基准值以下,说明隧道和围岩是稳定的。监测的Ⅲ级管理见表1。
表1 监测管理表
表2 监控量测控制值
监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。当监测数据达到管理基准值的2/3时,定为警戒值,应加强监测频率。当监测数据达到或超过管理基准值时,应立即停止施工,修正支护参数后方能继续施工。
2)监控量测控制值。
监控量测控制值见表2。
盾构始发兼接收井监测项目及频率见表3。
表3 监测项目一览表
1)数据整理。把原始数据通过一定的方法,如按大小的排序用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来,进行数据的数字特征值计算,离群数据的取舍。2)插值法。在实测数据基础上,采用函数近似方法,求得符合测量规律而又未实测到的数据。3)采用统计分析方法对监测结果进行回归分析。4)信息化施工。根据实测数据分析、绘制各种表格及曲线图,当曲线趋于平衡时推算出最终值,并提示结构物的安全性。监测人员按时向监理、设计单位及业主提交监控量测日报、周报和月报,同时对当月的施工情况进行评价并提出施工建议,及时反馈指导信息,调整施工参数,保证安全施工。
1)监控量测流程见图1。
2)监测资料的反馈管理程序见图2。
北京市南水北调配套工程南干渠工程第十一标段在复杂周边地下管线、建筑物等的施工条件下,依靠准确、及时的监控量测数据指导施工,可以完全保证周围环境的安全。
[1]DB11T 490-2007,地铁工程监控量测技术规范[S].
[2]GB 50446-2008,盾构法隧道施工与验收规范[S].
[3]JGJ 120-99,建筑基坑支护技术规程[S].
[4]李志鸿.城市立交永久性监测网布网方案探讨[J].山西建筑,2009,35(29):358-359.