地铁盾构隧道施工对周边环境影响的监测？
广州地铁三号线株客段利安花园段穿越在建的利安花园三期。盾构施工前，该场地基坑土方开挖已完成，正在进行工程桩施工。地铁盾构隧道将从工程桩中间穿过，两者之间的最短距离为1.7 ~ 1.8m..莲花园三期基坑采用搅拌桩和旋喷桩止水，并采用锚喷支护。该地区工程地质条件较差，有较厚的淤泥层和砂层。
盾构施工前，莲花园三期周边出现了明显的地面沉降。该地区建筑多为多层建筑，基础为静压桩(桩长12~18m)或锤击灌注桩(持力层为强风化层)，部分建筑基础形式不明。
由于地质和设计原因，该段地铁隧道顶部需要在砂层中钻孔。钻孔过程中，流沙和降水可能对周围环境产生影响:①会引起周围地面和建筑物的沉降；(2)引起周围土体和工程桩位移；(3)引起周围水位下降，导致淤泥层固结压缩，周围地面和建筑物沉降；(4)隧道穿越止水帷幕墙时，止水帷幕墙与周围土体的扰动引起止水帷幕墙的变形，可能使帷幕墙开裂，造成基坑渗漏，从而导致周围地面和建筑物的沉降。基于以上考虑，在采取相关加固措施确保周围既有结构安全的同时，应进行密切监测，确保周围结构的安全。
2监测目的和监测内容
为了及时、准确地掌握3号线盾构工程株-科段施工过程中周边环境和建筑物的沉降、基坑变形及对莲花园成桩的影响，确保莲花园基坑及其早期建筑物、怡园小区和果园小区建筑物及其周边环境的安全， 及时发现可能出现的危险并采取相应措施，将地铁施工对周边地区的不利影响降至最低，施工期间，周边建筑物和地面(管线)的沉降测量、周边水位测量、基坑止水幕墙顶部位移和沉降测量、工程桩顶水平位移测量为主要观测项目。 并在隧道与止水幕墙相交位置和隧道靠近建筑物的位置进行土体深层变形测量，根据监测结果及时反馈信息指导施工，为信息化施工管理提供可靠依据。
具体监测项目和内容见表1。
3监测方法和测点布置
测点的布设是在全面了解周边建筑物沉降和莲花园三期基坑止水幕墙变形的基础上进行的。同时突出了影响构筑物结构安全的重点工程和关键部位，如在地铁隧道与止水幕墙交叉处增设水位测量孔、土体变形测量孔等。
具体如下。
3.1周边建筑物及地面(管线)沉降测量
沉降监测应按照二等水准测量的技术要求和先控制后加密的原则进行。测量选用进口精密水准仪和铟钢直尺，仪器标称精度为0.4 mm/km。
在测量过程中，使用相同的观测网，选择仪器和观测人员，尽可能选择最佳观测时段，在基本相同的环境和条件下进行观测。
由于场地面积较大，为减少测量误差，* * *埋设了6个测量基准点:莲花园小区埋设了3个测量基准点，其中2个为深埋基准点；在怡园小区和果园小区，埋设三个深埋基准点。所有深埋基准点都钻入岩层，然后在顶部设置盾构。水准基点稳定后进行水准测量。
本工程的监测主要以建筑物结构沉降测量为主，同时测量周围地面沉降。* * * 165测点布置。根据距地铁隧道的距离和不同的基础形式，每栋建筑物布置2~12个结构沉降测点和1~4个地面沉降测点；在莲花园三期基坑南侧管线位置布置8个地面沉降测点；在隧道穿越止水幕墙的两个位置布置6~8个地表沉降测点。
3.2周围水位的测量
地下水位通过钻水位测量管进行测量，测量孔穿过砂层到达岩石层面，深度约为18m。利用声学水位计进行观测，通过每次监测到的水位高程，计算出一段时间内地下水位的累计变化量和平均变化率，从而判断地下水位变化对现有建筑物或构筑物的影响。水位测量* * * 19布置测量孔:在基坑止水幕墙周围布置水位测量孔，测量止水幕墙后的水位变化，测量孔间距20 ~ 40m在隧道附近的建筑物附近布置水位测量孔，测量该位置的水位变化；果园群落布置两条水位测量剖面，在距隧道边3m、10m和20m处布置测量孔，测量水位变化的梯度。
3.3基坑止水幕墙顶部位移和沉降测量
水平位移观测采用精密全站仪和棱镜，采用极坐标法。监测工作基点布置在基坑周围，同时在远处稳定的地方布置基准点，测量工作基点的变化。测量采用二等水平位移监测标准，变形点的点对点中误差≤ 3 mm..测点采用强制对中，减少对中误差。
其沉降测量方法与周围建筑物和地面(管道)相同。
在基坑止水幕墙顶部的位移和沉降测量中，共布置了21个测点。测点布置在基坑止水幕墙顶部，测点间距为15~30m。
基坑周边监测点布置见图1。
3.4工程桩顶水平位移测量
工程桩顶水平位移测量方法与基坑止水幕墙顶部相同。
工程桩顶水平位移测量共布置20个测点。从隧道两侧的82根工程桩中选取20根桩，在桩顶布置水平位移测点。
3.5土壤深层变形测量
精密测斜仪用于土壤深层变形测量(测斜仪)。用测斜仪观测不同深度的土体侧向位移时，首先将带有十字导向槽的专用测斜仪埋入土体中，在隧道开挖前测得初始值。过程如下:将仪器探头沿十字导向槽放入测量管底部，自下而上每隔0.5m测量一次数值；隧道开挖过程中实测值与初始值的差值，不仅是每0.5m开挖引起的位移，而且每0.5m从下到上的累计位移是不同深度的位移(测量管底部埋在不动层中，即管底部不动)。土体深层变形测量* * * 10测斜仪钻孔埋深20m。在隧道穿越止水幕墙的两个位置布置三个测斜孔，测量土体的深层变形；在隧道附近的建筑物附近分别布置1个测斜孔，测量土体的深部变形。
4监控频率
根据工程的实际情况，测量分为两部分，一是所有测点的定期普查，二是盾构机刀盘位置前后测点的加密观测。观察周期和次数:
(1)每个监测项目的初始值测量两次。
(2)地铁隧道施工前期(1月)，每7天测一次。
(3)地铁隧道施工期(3个月)，3天内所有测点测得1次；盾构机刀盘通过莲花园三期基坑时，在1天测点(盾构机前后50m，隧道左右侧线15m范围内)测两次。
(4)地铁隧道施工后(3个月)，第一个月7天测得1次；第二个月15天测了1次；第三个月，测得1次。
5监测数据分析
5.1周边建筑物及地面(管线)沉降测量
周边新中国造船厂、利安花园、果园小区、怡园小区内的建筑物沉降监测点及其范围内的地面点在地铁隧道施工过程中没有出现较大的沉降，处于稳定状态，特别是果园小区加固注浆线以东的地面点沉降较小，说明地铁隧道施工对周边建筑物影响不大。地铁隧道通过位置上方的地面监测点在盾构机通过时沉降较大，最大累计沉降量为154.4mm，说明地铁隧道施工对隧道通过位置上方的地面影响较大。由于监测方反馈及时，通知施工方注意加固灌浆，通过采取措施逐渐稳定，没有造成太大影响。盾构穿越淤泥层和砂层时对地面影响较大，在今后类似地质条件的施工中需要更加注意。
5.2周围水位的测量
地铁盾构机穿越基坑止水幕墙前，基坑止水幕墙周围布置的水位测量孔变化较大，而周围建筑物附近布置的水位测量孔变化较小。通过密集监测后的分析，认为是由于莲花园三期基坑施工降水的影响，说明地下水的积累、扩散和消散与地下应力的变化密切相关。地铁盾构机即将穿越基坑止水幕墙时，莲花园三期基坑施工降水井已经填实，地铁盾构机穿越莲花园三期基坑期间所有水位测量孔变化不大，无异常。
通过对所有水位观测数据的分析，表明地铁盾构工程中开挖面小、及时注浆加固对周围水位影响较小。
5.3基坑止水幕墙顶部位移和沉降测量
地铁盾构隧道穿越莲花园三期基坑是本工程监测的重点，在基坑止水幕墙顶部布置了21位移和沉降测点。地铁盾构机穿越莲花园三期基坑过程中，大部分观测点的水平位移小于20mm，位移大于20mm的有3个点，如表2所示。
表2中位移较大的点均位于地铁隧道与莲花园三期基坑止水幕墙的相交处，在盾构隧道施工过程中出现较大位移，盾构隧道施工结束后这些点逐渐趋于稳定。
基坑止水幕墙顶部沉降监测点沉降位移较大的点也出现在地铁隧道与莲花园三期基坑止水幕墙的相交处，最大累计沉降为-32.5mm，说明地铁隧道施工对隧道通过位置上方的基坑止水幕墙影响较大。
对所有基坑止水幕墙顶部的水平位移和沉降位移观测数据进行了分析。结果表明，地铁盾构工程在穿越已有基坑下部时，对基坑止水幕墙产生较大影响，尤其是地铁隧道与基坑止水幕墙相交处的位移超过警戒值。在施工过程中，应采取有效的控制措施，最大限度地减少地铁盾构施工对地面已有工程的影响，避免出现基坑坍塌等不良后果。
5.4工程桩顶水平位移测量
受基坑施工影响，莲花园三期基坑工程桩顶平面位移监测仅在盾构施工进入基坑后一个月左右进行，监测期内位移较小。后来因为基坑内工程桩顶受施工影响，埋设的平面监测点被破坏，工程桩的监测也停止了。
5.5土体深层变形测量
本工程共布置钻孔* * * 10个，大部分钻孔位移小于10mm，土体主要位移范围为4~10m，最大位移位于6.0m处，位移为13.25 mm..在整个施工期间，土体向开挖侧位移，且在开挖过程中位移速率相对较高。开挖完成后，变形逐渐缓解并趋于稳定，位移变化在安全范围内，未出现异常。
6结论理论
广州地铁三号线盾构隧道施工期间，通过第三方监测，掌握了莲花园三期基坑及其早期建筑物、怡园小区和果园场小区建筑物及其周边环境在盾构隧道施工过程中的动态变化，并及时做出预测和信息反馈。监测结果用于调整设计和指导施工，达到了信息化施工的目的，为以后的工程做了技术储备。
地铁隧道穿越淤泥层、砂层等不良地质条件时，需要采取严格的监控措施，尤其是第三方监控。通过对比分析第三方和施工方的监测结果，及时掌握施工对周围环境的影响，从而达到大型地下工程安全施工的目的。
更多工程/服务/采购招标信息，提高中标率，可点击官网客服底部免费咨询:/#/？source=bdzd