武俊琦, 蘇繼超, 李 媛

(1.青島市勘察測繪研究院， 山東 青島 266033；2.青島巖土工程技術(shù)研究中心，山東 青島 266033)

0 引 言

青島地區(qū)巖土體結(jié)構(gòu)屬于典型的“土巖結(jié)合”地層結(jié)構(gòu)，以“上軟下硬”和含水量大為主要特點，增加了地鐵施工難度，尤其是對區(qū)間聯(lián)通工程的施工精度和施工質(zhì)量影響較大[1]。因此，加強聯(lián)通工程施工監(jiān)測是確保施工質(zhì)量的主要措施之一。鑒于此，本文主要從以下3個方面分析聯(lián)通工程施工監(jiān)測的方法及主要技術(shù)流程，為后續(xù)同類基坑工程施工提供參考。

1 地表及地下管線沉降監(jiān)測

1.1 主要監(jiān)測儀器及精度

地表及地下管線沉降監(jiān)測是確保施工安全的基礎(chǔ)，也是分析施工沉降形變規(guī)律的基礎(chǔ)。本次地表及地下管線沉降監(jiān)測儀器采用天寶DiNi精密電子水準(zhǔn)儀及其配套的條碼銦鋼水準(zhǔn)尺，該設(shè)備的標(biāo)稱精度為0.3 mm/km[2]，其精度能夠滿足該地鐵施工精度要求。

1.2 監(jiān)測點布設(shè)

1.2.1 地表沉降監(jiān)測點布設(shè)

本次采用鉆具成孔方式布設(shè)，用工程地質(zhì)取芯機將混凝土路面取出直徑120 mm圓形孔，原則為穿透硬化路面，清除孔底渣土，向孔洞內(nèi)部注入適量清水養(yǎng)護(hù)，于孔洞內(nèi)土層底部澆筑厚度為50 mm的混凝土，并振搗使之灌注密實，在孔洞中心植入長度不小于80 cm的螺紋鋼，頂部低于路面3～5 mm，以免行車對其影響，埋設(shè)套筒進(jìn)行保護(hù)，套筒長度不小于15 cm，頂端與地面持平，孔洞頂部填充沙土，使其填充密實。共布設(shè)監(jiān)測點7個斷面，49個監(jiān)測點，編號為DC01-01/DC01-07～DC07-01/DC07-07(圖1)。

圖1 地表沉降測點布設(shè)示意圖

1.2.2 地下管線沉降監(jiān)測點布設(shè)

地下管線沉降監(jiān)測點應(yīng)盡可能采用直接監(jiān)測點的方式對其進(jìn)行監(jiān)測，在現(xiàn)場條件受限制的情況下也可以采用間接監(jiān)測點的方式對其進(jìn)行監(jiān)測。結(jié)合現(xiàn)場施工工況，建議對污水管線及自來水管線各布設(shè)1個直接監(jiān)測點方式進(jìn)行監(jiān)測，其余管線采取間接監(jiān)測點方式進(jìn)行監(jiān)測，具體布設(shè)方法由施工單位綜合考慮布設(shè)。

(1)直接監(jiān)測點。開挖土體暴露管線，將鋼片包裹在管線上并焊接好測量標(biāo)志，頂部伸至路面并低于路面3～5 mm，以免行車對其影響，回填土后做好套筒保護(hù)。自來水管線和污水管線各布設(shè)1個監(jiān)測點，編號為GXC01-03、GXC03-04。

(2)間接監(jiān)測點。將頂部打磨成圓頭的鋼筋或水準(zhǔn)釘打入地下管線垂直投影位置上方一定深度，作為間接監(jiān)測點使用。自來水管線布設(shè)5個監(jiān)測點，編號為GXC01-01、GXC01-02、GXC01-04、GXC01-05、GXC01-06。污水管線布設(shè)5個監(jiān)測點，編號為GXC03-01、GXC03-02、GXC03-03、GXC03-05、GXC03-06。

1.3 監(jiān)測方法

監(jiān)測方法采用精密水準(zhǔn)測量方法。將監(jiān)測點及基準(zhǔn)點建立閉合或附合水準(zhǔn)路線，進(jìn)行往返測，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計算后計算監(jiān)測點的沉降值。

1.4 監(jiān)測精度分析

本次采用的儀器精度為m=±0.3 mm，儀器每公里的往返測高差中數(shù)的偶然中誤差為±0.3 mm，按照三等垂直位移監(jiān)測精度進(jìn)行監(jiān)測，前后視距長度應(yīng)滿足小于等于50 m，以前后視距50 m計算，則1公里往返測測站數(shù)n=10，則各測站的測量高程中誤差為：

閉合路線的最弱點在中間測站，即第五站，最弱點的單程觀測高程中誤差為：

當(dāng)采用往返測量時，最弱點高程中誤差為：

綜合以上計算，所使用的儀器滿足監(jiān)測要求。

1.5 監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理

1.5.1 原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理

通過傳送數(shù)據(jù)線及傳輸軟件將水準(zhǔn)儀中數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)處理表格，對其進(jìn)行整理、檢查。將錯誤或廢棄數(shù)據(jù)標(biāo)明原由備注，但不得擅自刪除任何數(shù)據(jù)。

1.5.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)的計算

參照相關(guān)規(guī)范，對預(yù)處理數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。日常監(jiān)測偏差值之和為其累計變化量，本次值與前次值的差值為其本次變化量?！?”值表示隆起位移，“-”值表示沉降位移。

1.6 監(jiān)測數(shù)據(jù)保存

采用全自動記錄電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測，完成后形成電子原始數(shù)據(jù)文件，通過數(shù)據(jù)傳輸軟件傳輸至計算機中單獨文件夾保存，其所在硬盤分區(qū)嚴(yán)禁格式化。

2 拱頂沉降、凈空收斂及建(構(gòu))筑物沉降傾斜監(jiān)測

2.1 主要監(jiān)測儀器及精度

監(jiān)測儀器選擇徠卡TS11電子全站儀，主要原因在于：①該儀器監(jiān)測精度高，其角度誤差為±1.0″，距離誤差為±1 mm+1.5 ppm.D，監(jiān)測精度能夠滿足本工程的實際需求；②該儀器操作簡便，通視靈活，適合于拱頂沉降、凈空收斂及建(構(gòu))筑物沉降監(jiān)測，并能間接測量建(構(gòu))筑物傾斜度。

2.2 監(jiān)測點布設(shè)

2.2.1 拱頂沉降及凈空收斂監(jiān)測點布設(shè)

(1)聯(lián)絡(luò)通道兼泵站內(nèi)，將貼有反光片的覘標(biāo)焊接于長度10～30 cm的鋼筋端部作為監(jiān)測原件，將監(jiān)測原件嵌入初支面內(nèi)，用云石膠固定作為監(jiān)測點。隨著施工進(jìn)度，在聯(lián)絡(luò)通道頂部兩側(cè)及中間位置選取3個斷面，共布設(shè)9個拱頂沉降測點，測點編號為GGC04-01/02/03、GGC06-01/02/03、GGC08-01/02/03；并在每個斷面兩側(cè)側(cè)壁的拱腰及拱腳位置選取3個剖面，共布設(shè)9組凈空收斂監(jiān)測點，測點編號為GSL04-01/02/03、GSL06-01/02/03、GSL08-01/02/03,其中GSL04-01由GGC04-01/03組成，以此類推(圖2)。

圖2 拱頂沉降及凈空收斂測點布設(shè)剖面圖

(2)隧道內(nèi)拱頂沉降測點采用反光片直接粘貼于管片上的形式布設(shè)。共布設(shè)28個測點，聯(lián)絡(luò)通道兼泵站左線小里程方向布設(shè)7個測點，測點編號為ZXGGC01、ZXGGC04、ZXGGC07、ZXGGC10、ZXGGC13、ZXGGC16、ZXGGC19，聯(lián)絡(luò)通道兼泵站左線大里程方向布設(shè)7個測點，測點編號為ZDGGC01、ZDGGC04、ZDGGC07、ZDGGC10、ZDGGC13、ZDGGC16、ZDGGC19，聯(lián)絡(luò)通道兼泵站右線小里程方向布設(shè)7個測點，測點編號為YXGGC01、YXGGC04、YXGGC07、YXGGC10、YXGGC13、YXGGC16、YXGGC19，聯(lián)絡(luò)通道兼泵站右線大里程方向布設(shè)7個測點，測點編號為YDGGC01、YDGGC04、YDGGC07、YDGGC10、YDGGC13、YDGGC16、YDGGC19；并于每個拱頂沉降測點所在斷面腰部分別設(shè)置1組凈空收斂測點，測點編號為ZXGSL01、ZXGSL04、ZXGSL07、ZXGSL10、ZXGSL13、ZXGSL16、ZXGSL19，ZDGSL01、ZDGSL04、ZDGSL07、ZDGSL10、ZDGSL13、ZDGSL16、ZDGSL19，YXGSL01、YXGSL04、YXGSL07、YXGSL10、YXGSL13、YXGSL16、YXGSL19，YDGSL01、YDGSL04、YDGSL07、YDGSL10、YDGSL13、YDGSL16、YDGSL19。

2.2.2 建(構(gòu))筑物沉降及傾斜監(jiān)測點布設(shè)

由于場地條件受限，考慮到通視條件便利，監(jiān)測點采用徠卡高精度反光片形式布設(shè)，兩根高壓電線桿的底部和頂部分別粘貼1個反光片，底部反光片作為沉降監(jiān)測點，測點編號為JGC01、JGC02，和頂部的反光片一起作為電桿傾斜監(jiān)測點，測點編號為JGQ01、JGQ02，位于1.5倍埋深范圍外的兩棟住宅樓的拐角處分別粘貼1個反光片，作為建筑物沉降監(jiān)測點，測點編號為JGC03，JGC04。

2.3 監(jiān)測方法

沉降觀測方法擬采用精密全站儀三角高程測量方法。將監(jiān)測點及后視點建立一站觀測，通過對比每次測量后視點與監(jiān)測點之間的高差進(jìn)行計算監(jiān)測點的沉降。

2.4 監(jiān)測精度分析

本次采用的儀器測角精度即mv=±1″，測距精度即mS=±1 mm+1.5 ppm.D=±1.15 mm，根據(jù)本工程布設(shè)的觀測點位置，觀測距離不超過100 m，觀測距離S=100 m進(jìn)行分析，豎向角度值不超過20°，按β=20°計算，高差精度假設(shè)為mH，測量單次。由于觀測距離較短，可以忽略球氣差等的誤差影響，主要誤差主要是測角誤差和測距誤差，根據(jù)計算得知mH=±0.87 mm，本次采用精密全站儀三角高程測量方法進(jìn)行監(jiān)測滿足規(guī)范的監(jiān)測精度要求。

3 現(xiàn)場巡視監(jiān)測

3.1 巡視的目的

區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道工程容易發(fā)生的工程事故多為結(jié)構(gòu)坍塌，周邊道路及建筑物沉陷、裂縫等，通過現(xiàn)場安全巡視往往能更及時的發(fā)現(xiàn)事故的前兆，特別是對暴雨天氣后區(qū)間周圍地表的一些細(xì)微變化，土體的局部的沉陷，地面與建筑的裂縫等的發(fā)現(xiàn)[3]。儀器的監(jiān)測均是定量的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)上發(fā)現(xiàn)的往往是量變的過程，而規(guī)范和工程經(jīng)驗的警戒限值都是長期沿用下來的安全底限，它是一個具體的量值。因此，現(xiàn)場安全巡視是地鐵監(jiān)測的重要方法之一。

3.2 巡視的內(nèi)容及要求

現(xiàn)場巡視的主要對象為工程結(jié)構(gòu)自身和周邊環(huán)境，巡視內(nèi)容主要包括隧道結(jié)構(gòu)、周邊道路、地下管線、周邊建(構(gòu))筑物以及周邊鄰近施工情況等。

3.2.1 工程自身巡視

對聯(lián)絡(luò)通道施工過程中進(jìn)行巡視，主要包括開挖面土質(zhì)情況、施工工況、凍結(jié)面穩(wěn)定性等；對隧道的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行巡視，主要包括隧道支撐體系情況，臨近聯(lián)絡(luò)通道處隧道管片是否有錯臺、裂縫、破損、滲漏水等情況。

3.2.2 周邊環(huán)境巡視

聯(lián)絡(luò)通道上方路面有無裂縫、沉陷、隆起、冒漿等情況；周邊建(構(gòu))筑物巡視開裂、剝落等情況，如裂縫寬度、深度、數(shù)量、走向、剝落體大小、發(fā)生位置、發(fā)展趨勢等；周邊管線情況，如管體或接口破損、滲漏，包括位置、類型、破損程度、滲漏情況、發(fā)展趨勢等；臨近施工情況，在施工程項目規(guī)模、結(jié)構(gòu)、位置、進(jìn)度，以及與軌道交通工程水平距離、垂直距離等。

4 結(jié)束語

綜上所述，地鐵聯(lián)通工程施工監(jiān)測是提高施工質(zhì)量和防治施工形變惡化的基礎(chǔ)，也是減少施工安全事故的前提。施工監(jiān)測不僅需要定量的精準(zhǔn)現(xiàn)代化監(jiān)測儀器，而且需要傳統(tǒng)的現(xiàn)場巡視監(jiān)測方法，通過不同監(jiān)測方法的相互配合，能夠有效地提升監(jiān)測質(zhì)量，尤其是是對暴雨天氣后區(qū)間周圍地表的一些細(xì)微變化，土體的局部的沉陷，地面與建筑的裂縫等的發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場巡視監(jiān)測更為直觀。