周 帆

(上海巖土工程勘察設(shè)計研究院有限公司，上海 200438)

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云圖監(jiān)測系統(tǒng)在地鐵隧道內(nèi)壁后注漿施工中的應(yīng)用

周 帆

(上海巖土工程勘察設(shè)計研究院有限公司，上海 200438)

根據(jù)南京地鐵2號線某區(qū)間盾構(gòu)隧道壁后注漿加固云圖自動化監(jiān)測實例，介紹了自動化測距儀遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)在隧道內(nèi)壁后注漿過程中進(jìn)行單圓隧道直徑收斂監(jiān)測的應(yīng)用，并通過全站儀人工收斂監(jiān)測數(shù)據(jù)對其進(jìn)行檢校對比，結(jié)果表明，該云圖自動化監(jiān)測系統(tǒng)所獲數(shù)據(jù)具有較高精度，可及時判斷地鐵隧道結(jié)構(gòu)的安全性，勝任隧道壁后注漿的監(jiān)測工作。

云圖監(jiān)測系統(tǒng)，壁后注漿，自動化，遠(yuǎn)程監(jiān)測

1 工程概況

南京地鐵自2005年1號線建成通車，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，近年來南京地鐵線路總長258 km。鑒于南京地鐵隧道龐大的運營網(wǎng)、特殊的埋設(shè)環(huán)境和長江漫灘軟土的地質(zhì)條件，南京地鐵盾構(gòu)隧道因自身錯縫拼裝的原因，運營期間容易發(fā)生管片滲漏、裂縫、道床沉降等，同時在地鐵隧道沿線深基坑土方開挖，基坑內(nèi)降水，引起地鐵隧道土體擾動，直接影響了運營期的地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全和運營安全，因此需通過在地鐵隧道內(nèi)壁后面進(jìn)行雙液注漿加固，將地鐵隧道管片從橫鴨蛋型慢慢回縮，減小隧道管片收斂對地鐵結(jié)構(gòu)的影響。

本文通過利用本公司自主研發(fā)的云圖自動化監(jiān)測系統(tǒng)，對隧道內(nèi)壁后注漿進(jìn)行實時的收斂監(jiān)測。云圖監(jiān)測系統(tǒng)可以實時進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理分析，指導(dǎo)現(xiàn)場注漿的施工，并通過全站儀人工收斂監(jiān)測數(shù)據(jù)對其進(jìn)行檢校對比。

2 云圖監(jiān)測系統(tǒng)介紹

2.1 云圖在線數(shù)據(jù)服務(wù)

本系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)傳輸、移動通訊、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析、自動預(yù)測預(yù)警等高新技術(shù)，綜合了監(jiān)測、管理、多媒體等多種信息的靈活、智能、高效的工程建設(shè)管理系統(tǒng)。基于安全管理系統(tǒng)采集上的數(shù)據(jù)，專業(yè)人員可以在平臺上針對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種自動化的專業(yè)分析，繪制各種專業(yè)曲線，歷史數(shù)據(jù)對比分析等。

整套系統(tǒng)由三大部分組成：數(shù)據(jù)處理層，安全預(yù)警層及領(lǐng)導(dǎo)管理層。通過安全管理系統(tǒng)的平臺，以滿足監(jiān)測信息系統(tǒng)的使用需求及安全管理的需要，輕松實現(xiàn)其工程的安全監(jiān)測，并接受上層領(lǐng)導(dǎo)的控制和管理，也能方便與其他自動化系統(tǒng)(如第三方安全管理平臺或其他三維立體系統(tǒng))的嵌入或結(jié)合，支持多種方式的查詢和檢索。

2.2 云圖自動化監(jiān)測

自動化測量，對于安裝了自動化設(shè)備的項目，可以實時采集現(xiàn)場自動化設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全過程的實時跟蹤監(jiān)測。針對地鐵隧道壁后雙液注漿，我公司在隧道內(nèi)壁上安裝了自動化測距儀設(shè)備，對隧道管片收斂進(jìn)行自動化的監(jiān)測，搭載云圖平臺，通過遠(yuǎn)程自動化數(shù)據(jù)采集傳輸，將注漿期間隧道管片收斂的數(shù)據(jù)實時傳到云圖系統(tǒng)上，在云圖系統(tǒng)上自動生成報表和數(shù)據(jù)曲線圖，方便注漿施工方實時查看隧道收斂變化，指導(dǎo)隧道內(nèi)壁后注漿工作的進(jìn)行。云圖自動化監(jiān)測成果圖如圖1所示。

3 隧道壁后注漿項目實例

3.1 壁后注漿項目概況

南京地鐵2號線附近某項目基坑面積約91 900 m2，周長約1 255.3 m，開挖深度為18.3 m。距離地鐵2號線6號出入口為15.0 m、距離2號線隧道區(qū)間約為56.1 m。此區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)前期已產(chǎn)生了較大的變形，近期受該基坑項目開挖的影響，對地鐵隧道結(jié)構(gòu)又產(chǎn)生了不同程度的變形，根據(jù)前期隧道直徑收斂普查結(jié)果顯示，項目保護(hù)區(qū)內(nèi)隧道管片收斂大于7 cm共125環(huán)，其中最大收斂值達(dá)到9.6 cm。由于此地鐵區(qū)間隧道位于河西主干道江東路正下方，若進(jìn)行隧外微擾動注漿施工，注漿區(qū)域?qū)⑸婕敖瓥|路主干道，需對路面進(jìn)行封閉，并涉及大量市政管網(wǎng)線、綠化等，因此為確保地鐵隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保障運營安全，需要對此區(qū)間隧道進(jìn)行隧道內(nèi)壁后注漿加固，使隧道管片收斂恢復(fù)到正常值范圍內(nèi)。

3.2 隧道內(nèi)壁后注漿施工工藝

在地鐵隧道內(nèi)壁環(huán)片的預(yù)留注漿孔上進(jìn)行壁后注漿，將注漿管打至地鐵公司要求的深度，再進(jìn)行壁后雙液注漿加固。其壁后注漿工藝如圖2所示。

3.3 云圖系統(tǒng)實時監(jiān)測

地鐵隧道管片收斂采用云圖系統(tǒng)中的自動化測距功能，在注漿過程中測量隧道結(jié)構(gòu)水平直徑方向的長度測量值，實現(xiàn)對隧道結(jié)構(gòu)直徑收斂變形的實時監(jiān)測。應(yīng)地鐵公司要求，除了對注漿環(huán)的管片收斂進(jìn)行監(jiān)測，還需對注漿環(huán)左右相鄰5環(huán)進(jìn)行實時監(jiān)測。本次監(jiān)測范圍為上行線(右線)隧道監(jiān)測環(huán)號S002～S020，共19環(huán)；下行線(左線)隧道監(jiān)測環(huán)號X010～X037，共28環(huán)；上下行線共監(jiān)測47環(huán)(見圖3)。

3.4 云圖監(jiān)測效果與分析

本次隧道內(nèi)壁后注漿通過上海巖土工程勘察設(shè)計研究院有限公司自主研發(fā)的云圖自動化監(jiān)測系統(tǒng)，遠(yuǎn)程采集隧道收斂數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程控制自動化測距儀進(jìn)行收斂實時測量，得出壁后注漿期間隧道管片收斂的變形值，生成變化曲線，有效的指導(dǎo)了壁后注漿施工。

上行線經(jīng)注漿施工44孔后，隧道環(huán)收斂出現(xiàn)不同程度的回縮，回縮量達(dá)4 mm～8 mm，環(huán)片最終收斂值在21 mm～76 mm范圍內(nèi)。本次隧道內(nèi)壁后注漿，通過預(yù)留的注漿孔對隧道壁后土體進(jìn)行壓力注漿，對隧道管片形成了一個定向的推動力，有效的固結(jié)了隧道管片周圍土體，迫使隧道管片產(chǎn)生回縮，抵住外界基坑開挖帶來的土體擾動影響。

隧道內(nèi)壁后注漿云圖系統(tǒng)監(jiān)測成果如圖4所示。

注漿期間，為了驗證云圖系統(tǒng)監(jiān)測成果的可靠性和穩(wěn)定性，在壁后注漿的同時，我公司定期的利用人工全站儀監(jiān)測對云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測的成果進(jìn)行校核，保證壁后注漿期間，監(jiān)測數(shù)據(jù)精確可靠。

人工監(jiān)測和云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測成果對比曲線圖見圖5。

根據(jù)圖5可知，云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測成果與人工全站儀監(jiān)測成果對比變化曲線基本一致，隧道內(nèi)壁后注漿期間，云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測能滿足注漿施工的要求，能實時、準(zhǔn)確、高效率的反映隧道內(nèi)管片收斂真實的變化情況，避免了壁后注漿對隧道管片的進(jìn)一步破壞。

4 結(jié)語

本文介紹了在隧道內(nèi)壁后注漿期間，應(yīng)用云圖自動化系統(tǒng)實時監(jiān)測地鐵隧道管片收斂，及時的反映了壁后注漿對地鐵隧道管片結(jié)構(gòu)的影響程度，云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測效果顯著，滿足注漿施工要求，可得出結(jié)論如下：

1)云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測能夠?qū)崟r提供注漿期間的收斂數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)人工全站儀監(jiān)測的不足，不受作業(yè)時間的限制，在注漿期間能對隧道管片收斂進(jìn)行安全監(jiān)測。

2)云圖自動化系統(tǒng)監(jiān)測具有高精度、高效率、快捷方便的優(yōu)點，其監(jiān)測成果能與人工全站儀監(jiān)測的成果吻合良好，成果可靠，為地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形提供了技術(shù)支持，宜在地鐵結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測中得到應(yīng)用。

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Application of Yuntu monitoring system in post grouting reinforcement of inner wall subway tunnel

Zhou Fan

(ShanghaiGeotechnicalInvestigations&DesignInstituteCo.,Ltd,Shanghai200438,China)

Image automatic monitoring according to the example of grouting reinforcement of Nanjing metro shield tunnel line 2 wall, introduces the remote monitoring system of automatic range finder using single circle diameter of tunnel convergence monitoring in tunnel wall grouting process, and the total station artificial convergence monitoring data for the calibration and comparison. The results show that the image data from the automatic monitoring system with high precision, timely judgment of the subway tunnel structure safety monitoring work, grouting tunnel wall.

Yuntu monitoring system, wall grouting, automation, remote monitoring

1009-6825(2017)10-0199-02

2017-01-20

周 帆(1991- )，男，助理工程師

U457.3

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