楊秀才

（貴陽市公共交通投資運營集團有限公司，貴陽 550081）

1 工程概況

貴陽某地鐵暗挖車站位于黃河路與錦江路交叉口以北，沿黃河路呈南北向布置。為地下2層島式站臺車站，標準段寬19.90 m，軌面埋深22.8～24.2 m，車站起始里程ZDK37+101～ZDK37+317，總長216 m，共設4個出入口和2組風亭組。車站最大開挖斷面寬20.81 m，高17.88 m，開挖面積達334 m2，屬于特大斷面暗挖隧道。

車站采用雙層初支拱蓋法非爆破開挖方式施工，兩端接礦山法區(qū)間，利用風亭組通道作為施工通道。車站拱頂覆土約9.5 m，主要為人工填土、軟土、膨脹性土，泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖等膨脹巖，巖層走向與線路中線近于平行，巖層傾向線路右側，施工開挖后線路左側邊墻、基坑西側邊坡存在順層，施工時，易產(chǎn)生順層滑動、坍塌、掉塊等現(xiàn)象。基巖裂隙水發(fā)育不均，賦存規(guī)律性差，埋深不一，富水性及透水性弱，勘探揭示地下水位較高。

2 工程環(huán)境條件

車站兩側多為多層或高層房屋，房屋主體結構主要為磚混和混凝土結構高層。車站東側有低層商鋪及生活小區(qū)，到主體結構最小凈距為3 m；東北側有醫(yī)院，到主體結構的最小凈距3 m，西側有貴陽國家經(jīng)濟開發(fā)區(qū)大廈，與主體結構的最小凈距3 m，南側是黃河路與錦江路交叉口上的天橋，貴陽國家經(jīng)濟開發(fā)區(qū)廣場下有地下停車場。兩側的人行道下方，埋深0.2～2.8 m雜填土層中有大量管線，周圍環(huán)境條件敏感復雜。

3 監(jiān)測項目

拱蓋法施工分步較多，工序轉換頻繁，受力體系轉換多，安全隱患極大，為確保施工及周邊建構筑物安全，做好監(jiān)測工作非常重要[1-2]，故結合車站監(jiān)測設計圖的要求和車站工程施工現(xiàn)狀，周邊建（構）筑物現(xiàn)狀、相關文件以及有關規(guī)范、規(guī)程，確定本車站工程現(xiàn)場監(jiān)測項目及布點原則，見表1、表2。根據(jù)施工進展情況布設監(jiān)測點，如圖1所示。

表1 監(jiān)測項目統(tǒng)計表

表2 監(jiān)測點布設原則

圖1 監(jiān)測點布設剖面圖

4 預警情況統(tǒng)計

截至車站拱部右側導坑貫通，左側導坑正在施工，拱部⑤、⑥步還未開口的工況，監(jiān)測共發(fā)布紅色預警11次，其中，紅色預警89點次，橙色預警32點次，黃色預警3點次；按監(jiān)測項目統(tǒng)計，凈空收斂44點次，拱頂沉降18點次，地表沉降37點次，管線沉降23點次，建筑物沉降3點次。預警主要表現(xiàn)在以下方面。

4.1 凈空收斂

凈空收斂預警的44點有38點次發(fā)生在車站左線隧道，預警位置主要分布在ZDK37+110～ZDK37+135、ZDK37+155～ZDK37+195、ZDK37+225～ZDK37+235三個區(qū)段；剩余的6點次預警發(fā)生在車站右線YDK37+108～YDK37+133區(qū)段。

對車站施測凈空收斂共計96點，預警點位占所有監(jiān)測的46%；車站①步、②步開挖過程中發(fā)生預警38點次，占總預警點位的86%；③步、④步開挖過程發(fā)生預警6點次，占總預警點位的14%。凈空收斂累計變化量最大點SDJ37+128-3-1（累計變化量-90.5 mm），累計超控制值450%。

4.2 拱頂沉降

拱頂沉降預警的18點次全部發(fā)生在車站左線隧道，預警位置主要分布在ZDK37+110～ZDK37+140、ZDK37+180～ZDK37+185、ZDK37+225～ZDK37+235三個區(qū)段。

對車站施測拱頂沉降共76點，預警點位占所有監(jiān)測點的15%，累計變化最大點GDC37+125-1，累計變化量-22.6 mm。

4.3 地表沉降

地表沉降預警的36點有11點次發(fā)生在車站左線隧道上方，其余監(jiān)測點發(fā)生在隧道右線上方，預警位置主要分布在YDK37+126～YDK37+161、ZDK37+191～ZDK37+266兩 個區(qū)段。

對車站施測地表沉降共計216點，預警點位占所有監(jiān)測的16%。地表沉降累計變化最大點DBC37+141-8，累計變化量-79.51 mm。

4.4 管線沉降

管線沉降預警18個點位計23點次，有10點次發(fā)生在車站右線隧道上方，其余監(jiān)測點發(fā)生在隧道左線上方，預警位置主要分布在YDK37+071～ZDK37+136、ZDK37+121～ZDK37+141兩個區(qū)段。

對車站施測管線沉降監(jiān)測點共計97點，預警點位占所有監(jiān)測點的18%。管線沉降累計變化最大點WGXC-1-4-2，里程YDK37+136；累計變化量-80.71 mm。

4.5 建筑物沉降

建筑物沉降預警的3點次均發(fā)生在車站右線隧道上方，預警位置主要分布在YDK37+100～ZDK37+110區(qū)段。

對車站施測建筑物降監(jiān)測點共計156點，預警點位占所有監(jiān)測點的2%。預警建筑物沉降累計變化最大點JGC14-3，里程YDK37+105，累計變化量-39.02 mm。

4.6 邊墻、中隔墻位移

對現(xiàn)場凈空收斂左右監(jiān)測點，測量其相對坐標并比對，測量結果顯示，隧道開挖施工過程中側墻及中隔壁均存在向隧道內(nèi)（臨空面）偏的情況。

左線側墻最大內(nèi)偏9.9 mm，左線中隔墻最大外偏46.3 mm；右線側墻最大內(nèi)偏39.8 mm，右線中隔墻最大外偏26.4 mm。

5 監(jiān)測變形段落及部位分析

凈空收斂預警位置主要分布在ZDK37+110～ZDK37+135、ZDK37+155～ZDK37+195、ZDK37+225～ZDK37+235三個區(qū)段；預警發(fā)生主要存在于車站左右線③步、④步開挖施工過程中，③步、④步開挖完成到臨時仰拱實施完成期間洞內(nèi)凈空收斂整體變形情況在-40～-70 mm，個別監(jiān)測點能到-90 mm，其中，在③步、④步土方開挖、初支鋼拱架架設期間變形速度最為明顯，變形速率約為-8 mm/d。通過坐標計算，變形位置均為側墻向隧道內(nèi)偏移；凈空收斂出現(xiàn)預警后周邊地表、管線及鄰近建筑物均出現(xiàn)不同程度的變形。

拱頂沉降預警位置主要分布在ZDK37+110～ZDK37+140、ZDK37+180～ZDK37+185、ZDK37+225～ZDK37+235三個區(qū)段；地表沉降預警位置主要分布在YDK37+126～YDK37+161、DK37+231～DK37+266兩個區(qū)段；管線沉降預警位置主要分布在YDK37+071～ZDK37+136、ZDK37+121～ZDK37+141兩個區(qū)段；建筑物沉降預警位置主要分布在YDK37+100～ZDK37+110區(qū)段。

監(jiān)測數(shù)據(jù)整體情況分析，左線隧道小里程ZDK37+101～ZDK37+140區(qū)段，臨時仰拱施作完成后23 d內(nèi)變形最大點SDJ37+110-1-1，變形量-12.1 mm（平均變形速率-0.5 mm/d），監(jiān)測數(shù)據(jù)整體趨于穩(wěn)定。右線隧道小里程YDK37+101～YDK37+140區(qū)段，臨時仰拱施作完成后8 d內(nèi)變形最大點SDL37+138-3-2，變形量4 mm（平均變形速率-0.5 mm/d），監(jiān)測數(shù)據(jù)整體趨于穩(wěn)定。

6 監(jiān)測變形主要原因分析

經(jīng)分析，變形原因主要有以下方面：

1）拱部左右導坑開挖下臺階支護不及時，拱架長時間懸空，未及時封閉成環(huán)，且未及時進行初支背后注漿時變形較明顯。

2）車站左線隧道處于巖土順層位置，土方卸載后巖層下滑力加劇。

3）地質(zhì)位于強風化泥巖與中風化泥巖交接處，受施工擾動引起周圍土體發(fā)生位移。

4）節(jié)理裂隙較發(fā)育地段洞內(nèi)土石方挖除后地下水易沿節(jié)理裂隙滲透，軟化初支背后巖體，使其物理力學指標降低從而引發(fā)形變。

5）車站拱頂埋深較淺（9～10 m），拱頂上部巖土體主要為軟質(zhì)巖（強風化砂質(zhì)泥巖）及雜填土，圍巖等級差，上部路面為交通主干道，車流量大，路面荷載大，洞內(nèi)土方卸載后應力釋放，初期支護結構受壓引發(fā)形變。

7 結語

通過以上分析，在復雜工況條件下為了確保施工安全、結構安全和周邊環(huán)境安全，采用現(xiàn)代化的監(jiān)測手段獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整設計支護參數(shù)、施工組織措施，制訂有針對性的應急處理方案等是十分必要的。同時，要求參建單位嚴格按設計要求有序開展現(xiàn)場開挖工作，控制車站隧道開挖進尺，嚴控導坑上下臺階間距并及時進行初期支護；車站導洞下臺階開挖支護完成后，及時跟進臨時仰拱，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)情況調(diào)整導洞中空錨桿和系統(tǒng)錨桿打設角度，適當增長錨桿長度等支護措施；還要對拱部埋深較淺的車站上方具備條件的盡量增設地表預注漿加固，切實保證安全。