地铁盾构隧道下穿机场停机坪监测方法及变形规律分析
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地铁盾构隧道下穿机场停机坪监测方法及变形规律分析
发表时间:2019-05-08T10:48:52.757Z 来源:《防护工程》2019年第2期作者:陈炎
[导读] 盾构施工过程共布设30组洞内收敛和拱顶沉降监测点,变形均在-2mm~+2mm之间,监测数据稳定,无明显突变情况。
中铁第五勘察设计院集团有限公司北京市 102600
摘要:盾构法是地铁区间施工使用最普遍的工法之一,施工过程会不可避免的引起地表沉降。本文以成都地铁10号线下穿双流机场停机坪为例,简要阐述了施工监测方案,对监测成果进行了分析,结果表明停机坪变形控制达到了预期效果,盾构隧道施工过程安全风险可控,分析了盾构穿越过程停机坪的变形特性,为以后类似工程的监测和设计提供参考和指导。
关键词:地铁;盾构隧道;停机坪;监测方法;变形规律
1 工程概况
成都地铁10号线二期工程空港二站-双流西站盾构区间垂直下穿双流机场T2航站楼停机坪,穿越长度约为850m,停机坪结构为混凝土路面结构,由上至下依次为380mm混凝土路面、20mm碎石垫层、200mm水泥碎石上稳定基层、200mm水泥碎石下稳定基、压实度大于95%的土基,此处盾构处于砂卵石地层,隧道顶埋深为8.1m~25m。停机坪为机场重要建筑物,由于施工期间不允许停航,所以对于盾构姿态的控制和沉降的要求特别严格,一旦出现沉降过大,导致航班延迟或者地面机坪道面开裂,会造成非常严重问题。
2 监测方案
(1)监测项目
根据成都地铁10号线二期工程施工图设计文件及相关规范,并综合考虑技术的可行性,盾构区间下穿双流机场停机坪过程中对停机坪地表,及停机坪内登机廊桥、高杆灯等附属设施进行了沉降和倾斜监测。
(2)测点布设方法
由于停机坪部分区域无法钻孔,故地表监测点采用喷漆和钻孔两种方式布设。小里程端100米范围,埋深8.1米-8.5米,采用钻孔方式布设;其他区域,埋深8.5米-25米,采用喷漆方式布设。监测点沿左、右线中线布设,每5米一个。钻孔方式:首先在地面开Φ120mm的孔,打入Φ20mm螺纹钢筋,钢筋长度1米,然后在钢筋周围填入细沙夯实,细沙顶部距离地面5cm,钢筋露出细沙1cm,然后盖上保护盖。喷漆方式:在地表喷直径4cm的圆形白色喷漆作为底色,待白色喷漆干后再喷直径3cm的红色圆形喷漆,待红色喷漆干后,用细线占沾白色喷漆弹出圆的“十”字中心,中心即为每次监测位置。
登机廊桥另一端与指廊铰接,下部由四根钢管柱支撑,对该每个钢管柱进行沉降监测,各钢管柱的沉降值可反应登机廊桥四个部位的沉降情况,通过各钢管柱的差异沉降量,可计算登机廊桥横向和纵向的差异沉降。钢管柱与下部基础通过螺栓紧密连接,对每个钢管柱最外侧螺栓喷漆标记,作为沉降监测点。
高杆灯倾斜测点通过在高杆灯表面上粘贴反射膜片布设。上下各一片为一组,通过测量反射膜片的坐标变化,计算高杆灯的倾斜变形。
(3)监测方法
沉降监测采用电子水准仪Trimble DINI03,按照二等水准测量技术要求进行;倾斜监测采用徕卡TS11型全站仪,按照极坐标法测量反射膜片坐标计算其倾斜值。
3 监测结果和变形特性分析
停机坪上方共布设316个沉降监测点,最大沉降值-15.56mm,平均沉降值-2.67mm,其中有2个监测点沉降超过控制值-10mm。沉降值主要分布在-6mm~0mm之间,共295个监测点,占监测点总数的92%,沉降范围分布见图1。
图2隧道中线变形曲线图
盾构区间下穿停机坪过程中,停机坪上方典型测点沉降区间见图3所示。由图可以看出盾构施工过程中,停机坪沉降主要在左线盾尾脱出后3天内,该阶段沉降量约占总沉降量的90%,右线再次通过过程无明显沉降。
图4 超方部位监测点变形过程曲线
盾构施工过程共布设30组洞内收敛和拱顶沉降监测点,变形均在-2mm~+2mm之间,监测数据稳定,无明显突变情况。
4 结论
(1)本项目盾构区间穿越停机坪过程中,出超方区域外,其他部位沉降满足设计要求;
(2)停机坪沉降主要发生在盾构脱出后的3-4天内;
(3)该区域由于埋深较深,后掘进的右线对左线上方停机坪无明显影响;(4)本项目盾构区间洞内收敛和拱顶沉降监测数据稳定,无明显变形。