某顶管施工工程地下管线沉降和地表深埋点沉降监测分析

某顶管施工工程地下管线沉降和地表深埋点沉降监测分析

摘要：本文结合上海某矩形顶管施工实际情况，综合考虑设计、施工安全及环境保护等因素，分析了该工程顶管施工和顶管后期的周边管线、深埋地表测点的监测数据，得出一些初步的结论和建议，供今后类似工程作参考。

关键词：顶管监测分析

1. 工程概述

上海市陆家嘴中心区某5#通道矩形顶管穿越东泰路于上海中心进洞。地下通道五（环球～上海中心）采用矩形顶管施工工艺进行。采用外截面为6240*4360的矩形顶管工艺，壁厚500mm，坡度为1.2%，全长24米，穿越东泰路，覆土深度为8.63米。始发工作井设立于环球地下空间开发基坑内，接收方式采用“金蝉脱壳”工艺进行,主要土质为③灰色淤泥质粘土与④灰色淤泥质粘土。5#通道始发井位于陆家嘴J4-2地块，基坑围护采用800mm地下连续墙，工作井后靠加固采用ф800@600三重管高压旋喷桩或三轴搅拌桩工艺，加固厚度为4米。出洞加固采用ф850三轴搅拌桩和高压旋喷桩工艺结合，加固厚度为3~6.6m（含弧度）。5#通道接收区域位于上海中心，进洞口位于东泰路正中间，加固采用洞口水平冷冻加固。本次矩形顶管的始发井设置在L型环球基坑内，是结合大基坑施工的一种全新模式，节约了始发工作井的位置。但是必须利用基坑的面积作为施工场地，故先施工完顶管工程后，才能施工大基坑，对工期的制约影响大，工期长。

2. 施工内容和时间节点

施工内容施工时间备注

顶管推进2013年7月19日～2013年7月29日

冷冻施工2013年7月27日～2013年9月30日

现浇段施工2013年9月13日～2013年9月30日

二次注浆2013年7月28日～2013年10月5日

融沉注浆2013年10月5日～2013年12月15日

3.监测目的

在岩土工程中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、地下构筑物的受力状态和力学机理、施工条件以及外界其它因素的复杂性，岩土工程迄今为止还是一门不完善的科学技术，很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题，而且理论

预测值还不能全面而准确的反应工程的各种变化。所以，在理论分析指导下有计划的进行现场监测是十分必要的。

监测可谓是对工程施工质量及其安全性用相对精确之数值解释表达的一种定量方法和有效手段，是对工程设计经验安全系数的动态诠释，是保证工程顺利完成的必需条件。在预先周密安排好的计划下，在适当的位置和时刻用先进的仪器进行监测可收到良好的效果，特别是在工程师根据监测数据及时调整各项施工参数，使施工处于最佳状态，实行“信息化”施工方面起到日益重要的、不可替代的作用。

在现场监测工作过程中建立日报表制度，及时汇报当天监测数据。通过对周边管线和深埋地表测点进行监测，及时了解顶管施工对周围环境的影响，分析、计算各监测点间的差异变形以及各监测点的变形速率，判断周边管线和道路是否存在安全隐患。

4. 管线沉降和地表深埋点沉降监测分析

（1）、顶管施工期间（2013年7月～12月）地表深埋点垂直位移监测

（1）各深埋地表测点圴在顶管施工前测得初始值。顶管施工过程中，各测点不断下沉，从2013年7月25日开始，SC19、SC26、SC7测点数据超过报警值±10mm；至9月30日冷冻和现浇段施工结束时，累计14个测点超过报警值±10mm，其中沉降最大测点SC27累计下沉-32.9mm；由数据分析可知，至2013年12月15日融沉注浆结束时，地表明显下沉趋势，SC24测点累计沉降达到-63.5mm，。

在监测过程中，我方及时监测并提交报表，数据报警后，对报警区域测点进行一天二到三次的跟踪测量，监测数据显示在融沉注浆期间各测点亦有明显下降趋势，地面原有裂缝宽度增大2～3公分，我方及时汇报各参建方，建议施工单位对地表裂缝进行修复、调整施工工艺和注浆参数等一系列相关施工措施，并制定了后期监测专项方案，及时掌握地表沉降的第一手资料。SC24测点累计沉降量随时间变化曲线详见下图：

(2)、顶管施工后期（2014年1月～6月）深层地表点垂直位移监测

（1）2013年12月30日，根据陆家嘴地下空间项目与Z4-2项目协调会议要求，加强对通道五地表深埋点和管线的监测，和Z4－2项目共点监测，我项目部制定了专项监测方案，重新取得初始值。截止至2014年6月份，累计有9个测点报警，其中沉降最大测点SC22累计下沉-32.8mm；其中该测点从4月1日到6月1日2个月累计沉降变化仅-3.2mm，沉降速率明显趋缓，仅为-1.6mm/月。SC22测点累计沉降量随时间变化曲线详见下图：

（3）、地下管线（2013年4月～12月）垂直位移监测

各管线测点在2013年4月取得初始值，工作井基坑开挖期间，东泰路上水管线S20测点累计下沉-11.1mm，超过报警值±10mm，顶管施工至2013年12月17日，上水管线S20测点累计下沉-34.1mm，超过报警值±10mm，其它在顶管中心轴线上的测点数据均产生不同程度的报警。

在监测过程中，我方及时报警并对管线进行一天三次的跟踪测量，加强了巡视和监测工作，反复比较和分析监测数据，建议施工方调整施工工艺，加快施工进度，现场巡视未发现煤气漏气等管线损坏现象。S20测点累计沉降量随时间变化曲线详见下图：

（4）、地下管线（2014年1月～6月）垂直位移监测

各管线测点在2014年1月重新取得初始值，截止至2014年6月，电信管线DX4测点累计下沉-9.4mm，接近报警值±10mm。数据显示测点从4月1日到6月1日累计变化仅有-0.2mm，沉降速率明显趋缓，仅为-0.1mm/月。管线代表测点DX4累计沉降量随时间变化曲线详见下图：

5、结论及建议

（1）、综观整个通道五顶管施工过程，周边环境极其复杂，保护等级要求非常高，施工难度大，现场项目部对整个监测工作高度重视。在顶管施工过程中，监测技术人员24小时蹲守现场实施各项监测内容，将周边管线沉降和各项监测信息及时反馈到各参建单位，确保顶管工程施工对地下管线和道路的影响降到最低。

（2）、融沉注浆结束时,顶管施工期间深埋点SC24累计沉降量达-63.5mm，远远超过设计报警值±10mm，希望各方引起重视。需要各参建单位进行认真分析和总结经验，便于在今后的顶管施工过程中减少对周边管线和道路的影响。

数据显示：2014年1月1日至2014年6月1日顶管施工后期，地表深埋点沉降最大测点SC22累计下沉-32.8mm；该测点从4月1日到6月1日2个月累计沉降变化仅-3.2mm，沉降速率明显趋缓，仅为-1.6mm/月。地下管线DX4测点累计下沉-9.4mm，接近报警值±10mm。DX4测点从4月1日到6月1日累计变化仅有-0.2mm，沉降速率明显趋缓，仅为-0.1mm/月，监测速率变化较小，数据已收敛。