
四、地层变形的预测和施工监测
(1)为了减少地层变形,推进前应根据过去的施工经验和有限单元法等进行预测,以预测结果为依据设定土仓压力或泥水仓压力管理基准值。同时,在推进时,要在隧道中心线上及其两侧范围内设定变形监测点,根据变形监测结果适时地调整管理基准值。这一过程在盾构掘进施工管理中是很重要的。
(2)地面和隧道内监测点宜在同一断面布设;盾构通过后,处于同一断面内的监测数据应同步采集,并应收集同期盾构掘进参数。
(3)施工监测项目应符合表1K413035的规定。当穿越水域、建(构)筑物及其他有特殊要求地段时,应根据设计要求确定。
(4)竖向位移监测可采用水准测量方法,水准基点应埋设在变形影响范围外,且不得少于3 个;水平位移监测可采用边角测量或卫星定位等方法,并应建立水平位移监测控制网,水平位移监测控制点宜采用具有强制对中装置的观测墩和照准装置;当采用物理传感器监测时,传感器埋设应符合仪器埋设规定和监测方案的规定;当竖向位移监测采用静力水准测量方法时,静力水准的埋设、连接、观测、数据处理等应符合国家现行相关标准要求,测量精度应与水准测量要求相同。
【案例1K413035】
1.背景
某地铁隧道盾构法施工,隧道穿越土层有黏土、粉土、细砂、小粒径砂卵石、含有上层滞水,覆土厚度8~14m,采用土压平衡盾构施工。施工项目部依据施工组织设计在具备始发条件后开始隧道施工,掘进过程中始终按施工组织设计规定的各项施工参数执行。
施工过程中发生以下事件:
事件一:拆除始发工作井洞口围护结构后发现洞口土体渗水,洞口土体加固段掘进时地表沉降超过允许值。
事件二:在细砂、砂卵石地层中掘进时,土压计显示开挖面土压波动较大;从螺旋输送机排出的土砂坍落度较低。
【问题】
(1)施工项目部依据施工组织设计开始隧道施工是否正确?如不正确,写出正确做法。
(2)掘进过程中始终按施工组织设计规定的各项施工参数执行是否正确?如不正确,写出正确做法。
(3)分析事件一发生的主要原因以及正确的做法。
(4)分析事件二发生的主要原因以及应采取的对策。
【参考答案】
(1)不正确。根据住房和城乡建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质[2009]87号)的规定,盾构工程属于危险性较大的分部分项工程,开工前施工单位必须编制专项施工方案,并应组织专家对专项方案进行论证。
(2)不正确。首先,在初始掘进过程中应根据收集的盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等)及地层变形量测量数据,判断土压(泥水压)、注浆量、注浆压力等设定值是否适当,及时进行调整,并通过测量盾构与衬砌的位置,及早把握盾构掘进方向控制特性,为正常掘进控制提供依据。其次,由于掘进过程中地层条件、覆土厚度等差异很大,应根据实际情况适时调整施工参数。最后,根据反馈的监控量测数据及时调整相关的施工参数。
(3)事件一发生的主要原因是洞口土体加固效果不满足要求。正确做法是:
1)根据地质条件、地下水位、盾构种类与外形尺寸、覆土深度及施工环境条件等,明确加固目的后,合理确定加固方法与加固范围;本案例的加固目的,既要加固又应止水。
2)拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果,必要时进行补注浆加固。
(4)事件二发生的主要原因是塑流化改良效果欠佳。应采取的对策主要有:
1)选择适宜的改良材料,并适当提高添加比例。
2)开挖面土压波动大的情况下,开挖面一般不稳定,此时应加强出土量管理。
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