地铁基坑监控量测关键技术

地铁基坑监控量测关键技术

边兆显

中铁二十局集团市政工程有限公司兰州市730000

摘要：随着城市地铁建设开发的不断推进，地铁工程基坑开挖深度也逐渐增加，需要在工程前期做好基坑监控量测工作，从而保证施工过程的安全性和工程质量。本文将以东方红广场站基坑监控量测工程为例，探讨其关键技术。首先对工程情况进行简单介绍，并分析检测目的和依据。在此基础上，重点研究巡视检查、工程检测、检测数据处理和信息反馈等技术的应用。

关键词：地铁基坑；监控量测；关键技术

前言

地铁基坑开挖工程施工具有较高的危险性，目前基坑开挖深度已经逐渐由地表以下5~6m发展到12~13m，甚至部分工程可达到20~30m。在这种情况下，基坑开挖施工前需要充分考虑周围建筑、地下管线、土体变化等方面的影响，通过做好基坑监控量测工作，为施工方案设计和施工过程控制提供依据。从而避免因监控量测工作不到位，导致施工技术选择不合理，进而引发边皮失稳和地面沉降等问题。

一、工程概况

东方红广场站是兰州地铁1号线的中间车站，同时也是1号线和2号线换乘站。东方红广场站的1号线中心里程为YCK26+479.294，车站总高度为14.04m，结构底板的埋深约为17.02m，覆土厚度为2.87m。车站主体长度为743.1m，标准段宽度为41.3m。由于车站位于城市繁华地段，周边已建成建筑物较为密集，有大型城市广场、商业建筑群和办公楼，地下管线布置也较为复杂。而且车站施工地点周边路段的车流量较大，经过前期的调查研究后，东方红广场站该标段决定采用800@1400钻孔灌注桩基坑围护结构，沿基坑竖向设置3道混凝土支撑，局部加深段设置4道支撑。

二、地铁基坑监控量测目的和依据

（一）监测目的

开展地铁基坑监控量测的主要目的是为基坑开挖及支护施工提供依据，工程施工必须在支护结构和土体稳定的条件下进行，避免因支护结构或土体出现过大变形，导致周围建筑物和邻近管线受到破坏。实际工程中的基坑破坏现象一般会在基坑侧向不同位置上出现较大变形，而且变形速率显著增加。虽然在地铁基坑施工技术的发展下，由基坑失稳引起的事故越来越少，但因支护结构和土体变形过大引起的破坏现象仍然存在。因此，在基坑开挖过程中，必须进行周密监测，确保周围建筑物、管线变形处于正常范围，当其接近警戒值时，需要及时采取有效的保护措施，减轻破坏后果。以此为目的，上述工程在采取信息化施工监测技术，通过加强施工过程监测，可快速反馈施工信息，降低事故发生可能性，具体监测机制如图1所示。

图1地铁基坑施工监测机制

（二）监测依据

本工程基坑监测的相关资料包括总承包项目招标文件、设计图纸、地质勘查资料、现场踏勘资料、招标人提供的补充文件及附件、国家和地方工程施工规范等。监测技术的选择主要以《建筑基坑支护工程技术规范》、《建筑基坑工程检测技术规范》、《地下铁道工程施工及验收规范》、《铁路隧道监控量测技术规程》等为依据。

三、地铁基坑监控量测的关键技术分析

（一）巡视检查技术的应用

本工程现场监测对象主要包括基坑支护结构、地下水状况、周边地表和地下管线等。监测方法包括日常巡视检查、仪器观测、数据分析等。其中，日常巡视检查是通过目测和现场调查对监测对象的实际状态进行了解，在整个施工周期内，每天都要安排专门人员进行巡视检查。日常巡视检查的重点包括：（1）支护结构，检查支护结构的成型质量，观察支撑和梁冠是否有裂缝现象，支撑和立柱是否出现较大变形，基坑内是否出现管用、流沙等现象，止水帷幕是否出现开裂和渗漏问题；（2）施工状态，检查开挖后表面土质与岩土勘察报告结果是否存在差异，开挖分段长度、分层厚度等是否符合设计要求，地表水和地下水的排放是否正常，基坑周围有无超堆载现象；（3）基坑周边环境，检查周边建筑物、周边道路、地下管道等是否出现裂缝、沉陷和破损现象，同时对邻近基坑施工情况进行检查；（4）对监测设施的运行状态进行检查；（5）按设计要求确定其他巡视检查内容[1]。

（二）工程监测技术的应用

在工程施工监测过程中，可采用全站仪设备对桩顶水平位移情况进行测量，要求在影响区外设置2~4个强制观测基点，确保能够观测到所有测点，可采用相同方法对土体水平位移进行监测。桩体变形主要采用测斜法进行测量，首先设置好测斜孔，然后用探头模型进行观测，为避免孔壁不畅通，可将测下管与钢筋笼一同绑扎，对管底进行密封，对管口加盖保护措施。对地表沉降进行监测需要合理布置地表沉降观测点，采用水准测量装置，埋设深度1.8m以上的水准桩，并在地面加保护盖，其内径应大于精密水准尺的宽度。在布点前需要先进行物探，采用人工开挖方式，防止对管线造成破坏。在对地下水进行监测时，可根据水文地质条件和地下水空间分布情况等，布设测量点位，并采取分层监测方法，以地下水性质为分层依据，使用专用水位计进行测量。此外，可采用高精度水准仪对周边建筑倾斜情况进行监测，采用高精度水准仪和铟钢尺对支撑立柱沉降情况进行监测，支撑立柱的倾斜情况则通过全站仪进行测量[2]。

（三）检测数据处理及信息反馈

对采集到的监测数据进行处理和分析，并及时进行信息反馈，是地铁基坑监控量测的重要环节。在现场监测过程中，要做好采集数据和相关资料的记录工作，上述使用的测量仪器既有自动数据采集仪器，也有非自动数据采集仪器，后者需要进行人工记录，确保读数和记录的准确性。完成数据采集工作后，要立即对原始数据进行整理和校核，提出异常数据，完成初步的图表编制工作，并录入计算机数据库系统。在数据分析过程中，主要可采用作图法、比较法、数学模型分析法、物理模型分析法等，对工程安全状态进行科学评估，为后续的技术决策工作提供依据。重点应做好时间位移曲线散点图、距离位移曲线散点图的绘制工作，并根据散点图数据分布情况，合理选择函数，对监测结果进行回归分析。完成数据分析处理工作后，由信息管理系统自动进行反馈，并通过设计预警报告机制，及时反应出工程施工可能出现的问题，提前采取相应处理措施。

结束语：

综上所述，地铁基坑监控量测对工程施工的安全性有重要影响，通过结合实际工程案例，对其监控量测的关键技术进行分析，可以为相关工程提供参考，提高地铁基坑监控量测水平。通过将地铁基坑监控量测工作常态化、规范化，可以提前发现施工过程可能出现的问题，将施工技术管理提前化。

参考文献：

[1]刘璐.合肥膨胀土地层明挖地铁车站两阶段施工关键技术研究[D].西南交通大学，2015.

[2]林小娇.基于监测信息的地铁基坑施工安全风险评价[D].华中科技大学，2012.