上海京海工程技术有限公司 上海市 200131
摘要：随着上海城市的发展，人员的增加，地面交通的压力也在增加，城市轨道交通在城市的发挥着越来越重要的作用，上海地铁的里程也在年年梯增。城市建设的地下基坑项目也越来越多发生在地铁隧道的保护区内，对隧道的安全运营也产生了不利的影响，所以深基坑施工期间的工程影响监护测量，对地铁运营隧道的影响也具重要的意义。本文结合一个工程实例从基坑开挖施工对地铁运营隧道的变形影响报警后，采取了隧道外注浆的补救措施后，讨论隧道收敛变形的规律。
关键词：安全保护区；工程影响监护测量；隧道收敛；微扰动（地面）注浆
安全保护区--轨道交通结构外边线分别向外平移一定的距离所围成的区域。
范围如下：a）地下车站与隧道外边线外侧五十米内；
b）地面车站和高架车站以及线路轨道外边线外侧三十米内；
c）出入口、通风亭、变电站等建筑物、构筑物外边线外侧十米内。
工程影响监护测量：为监控轨道交通安全保护区的施工作业对轨道交通结构安全的影响而进行的监护测量，工程影响监护测量应能反映施工作业对轨道交通结构的影响程度和影响过程。
隧道收敛测量：确定隧道结构净空尺寸变化的测量。
1、工程概况
项目位于上海杨浦区，安全保护区内有多层建筑F、G、H楼，地下三层退隧道结构外边线约35m，基坑深度约16.1m；D、E、F楼地下二层距隧道结构外边线约10.5m，基坑深度约12.0m。基坑边线平行地铁隧道延长距离总共约160m。
该区段为轨交为运营线路，区间隧道为直径 5.5米的单圆隧道。隧顶覆土约14.2m。近侧基坑开挖的底面处于隧道的顶部以上1~2米，离基坑最近的为隧道上行线。
受到基坑施工影响，项目对应轨道交通XX路站～XX站隧道上行线部分环片水平直径收敛变形过大。根据“XX项目地铁隧道纠偏专题协调会会议纪要”，需对XX路站～XX站上行线区间隧道因施工引起变形超过3cm区域范围内（上行线628~767环）进行微扰动注浆，为确保注浆期间地铁结构安全，在对上述区段进行微扰动（地面）注浆加固施工。时间：2017年1月至2017年7月。
2、注浆方案
2.1注浆控制措施
1.注浆范围：对隧道底标高以上5.2m范围内进行注浆，隧道覆土深度由测量单位进行测量以保证注浆深度的精确性。本次注浆范围为上行线环号S628~S767以及下行线部分变化大的点。
2.注浆孔布置：在上行隧道靠近基坑一侧，距离隧道边线3.6m、3m的位置进行2排注浆；在上行线隧道远离基坑一侧，距离隧道边线3m进行1排注浆。注浆时根据监测数据调整实际注浆孔位，部分孔位可能会进行重复注浆。视注浆控制变形效果，在距离上下隧道内铡边线3.6m、3m的位置进行北侧2排注浆，部分孔位可能会进行重复注浆。
3.注浆流量：水泥浆泵流量：14～16 l/min；水玻璃泵流量：5～10 l/min。
4.注浆顺序：
1）分析区段数据，注重轻重缓急，优先考虑对变形大的区域进行注浆整治
2）同一排内按照做1跳5环施工（根据监测数据调整）；相邻孔注浆间隔不少于2天。并根据监测情况及时调整；
5.注浆拔管：由下而上均匀拔管进行，每分钟拔10cm（根据实际监测数据调整拔管提升速度）。
6.注浆终止条件：
（1）注浆量达到每次注浆的要求；
（2）单次注浆管片变形接近或达到允许值：预警值为≥3mm，变形5mm则停止注浆。
施工顺序：放样-钻取导孔-打设注浆管隧道底部位置-连接注浆管路-配制浆液-注浆、拔管-拔除注浆管
2.2隧道内渗漏治理
项目对应的区间隧道内多条环纵缝渗漏较为严重，在微扰动注浆的同时，采用壁后注浆堵漏为主、环纵缝堵漏相结合的方法解决渗漏情况。注浆工序注意注浆孔位、注浆顺序。在堵漏施工期间及之后甲方应及时提供隧道收敛及沉降数据，若数据发生较大变化则堵漏方案和效果可能也随之变化。
1．按施工要求和根据不同工况、气温调节浆液性能和凝固速度；
2．打开管片上的预埋孔，安装螺孔外接头、球阀；
3．通过球阀钻孔，钻孔深度在隧道管片外0.05～0.10m位置；
4．连接注浆泵，注入聚氨酯浆液；
5．注浆结束关闭球阀待凝；
6．待聚氨酯完全固化后拆除球阀根据要求封堵注浆孔；
7．垃圾清理，保持隧道内清洁。
3、注浆期间监测方案
3.1监护测量项目
1）注浆区域与隧道结构相对几何关系测量
①区间隧道结构边线实测和放样；
②覆土标高测量。
2）人工监护测量项目
上、下行线隧道管径收敛监护测量。
3）自动化监护测量项目
上行线隧道管径收敛自动化监护测量。
各监测项目布点范围详见下表所示。
表1 各监测项目布点范围表
3.2管径收敛测点埋设
沿环片左右两侧接缝中间位置分别往下量取0.813m至环片两侧对称分布的A，A’两点（如图4-1所示），粘贴专用测量反射片，即取AA’两点间的空间距离作为管径收敛初始值。管径收敛监测点埋设示意图见下图4-1。
图1 管径收敛监测点埋设示意图
3.2.1点位布设及数量
■布点原则
监护测量范围内上行线逐环布设，下行线按每5环布设一个收敛监测点；
■监测点布置
上行线管径收敛监测点共布设150个断面（每个断面布设两个点、利用原有测点SSL08-SSL36），编号分别为SL623～SL772（上行线管径收敛，按实际环号编号），管径收敛监测点点位示意图见附图。
3.2.2数据处理
A-A’距离根据全站仪自由设站极坐标法测定的两点三维坐标反算A-A’距离， 将各次测量值与原始值进行比较，即可得隧道的管径收敛变形情况。
3.3隧道管径收敛自动化监护测量
3.3.1管径收敛测量方法
隧道管径收敛自动化监测系统由激光测距仪、数据采集及传输装置、计算机监控管理系统组成。
数据采集装置放置在测距仪附近，对所接入的仪器按照监控主机的命令或预先设定的时间自动进行控制、测量，并就地转换为数字量暂存于数据采集装置中，并根据监控主机的命令向主机传送所测数据，监测技术人员对存储的数据进行处理和分析。
3.3.2点位布设及数量
■布点原则
①测量单圆隧道大直径，注浆施工对应上行线范围内每3环布设一台监测仪器，每5环再加设一台；
②测点安装在隧道环片内壁，采用固定支架安装专用测距仪；
③安装位置及尺寸不影响隧道的正常使用和车辆的正常通行；
④自动化管径收敛监测点与人工管径收敛监测点布设于同一断面。
■自动化管径收敛监测点布置
自动化管径收敛监测点布设于上行线，共布设59个断面，编号按照“ZSL”+实际环号编写。
3.3.3数据处理
将各点本次测量值与原始值进行比较得出隧道的管径收敛变形累计变形量，与上次测量值比较得出本次变形量。变形量为正表示拉伸，为负表示收缩。
历次报表包括自动化管径收敛本次变化量、自动化管径收敛累计变化量，并绘制自动化管径收敛累计变化曲线图，本次及累计变化量均取位至1.0mm。
各监测项目监测频率汇总情况见下表；
表2各监测项目监测频率表
注：如发生大的变形，及时加密监测，自动化监测频率根据施工需要设置，施工期间可实时测量。
本项目投入仪器设备情况如下表所示。
表3 仪器设备一览表
4注浆施工时间节点
表4 注浆施工节点统计表
第一阶段施工上行线南侧的2排孔位，施工范围为S628~765环，总数276孔，施工时间2017年1月17日~3月10日。
第二阶段施工2排孔位，第一排距离上行线隧道边线3m，施工范围S672~S744，第二排距离上行线隧道边线2.6m，施工范围S672~S744，总数109孔，施工时间2017年5月23日~7月5日。
5监测数据及分析
5.1上行线监测数据分析
5.1.1单孔注浆数据分析
图2 1月20日凌晨注浆影响范围
选取有代表性的注浆孔作曲线图，从图可以看出，注浆当日影响范围一般约左右5环，离注浆孔越近，变化量越大。
图3注浆当晚S754累计变化量曲线图
通过曲线图可以看出从注浆开始到结束隧道收敛逐渐减小，注完之后影响随之停止。经过统计，单孔在注浆期间收敛呈收缩状态，单孔注浆影响大部分在-4mm～-1mm之间，本阶段平均值在-2.2mm左右。
5.1.2收敛总累计量分析
图4 上行线收敛累计量变化曲线图
从注浆开始到结束（因时半年），各个测点经过注浆影响后，收敛值都吴现收缩，但各个点位所体现量值有所差异。上行线测点注浆影响量大部分在-10mm～-40.2mm之间，最大累计量为-40.2mm（S705），控制收敛变形的有一定效果。
5.1.3收敛绝对值分析
表5 注浆前后隧道绝对值分布区间
图6 隧道直径绝对值分布图
注浆结束后上行线收敛绝对值大部分在6cm以下，个别点在6.5cm以下。
图7上行线收敛绝对值变化曲线图
注浆前后对比可以看出，隧道直径绝对值从注浆前的最大的9cm到注浆结束后大多数处于6cm以下，个别点6.5cm以下，注浆对于收敛绝对值的控制起到明显的效果。
5.1.4注浆结束后收敛回弹分析
图8 S707收敛变化历时曲线图
选取累计变化量最大的S707历时曲线图，第一阶段注浆完成停工期间（3月至5月）隧道收敛部分测点有增大的趋势，这个阶段最大变化量为5mm。5月23日开始第二阶段注浆，第二阶段变化速率较第一阶段有所增大。据第一、第二阶段注浆间歇期间存在回弹情况判断，预计后期6个月跟踪测量期间隧道直径收敛会有一定的回弹量，预计在5mm~1cm的回弹量。
6隧道渗漏治理
上行线隧道内的渗漏一直比较严重，所在的区域多次出现漏水现象，施工单位在注浆期间及时的进行了堵漏，确保了施工过程中隧道的安全，也改善了隧道的病害的现状。
7结论
1.注浆期间自动化能够适时有效的反映了隧道的收敛变形，为信息化施工提供了依据。
2.通过监测数据可以看出注浆后隧道收敛变形得到一定程度的改善，变形均较稳定。
3.在隧道注浆期间对隧道内进行巡视，注浆过程中对隧道产生的渗漏病害应及时进处理，可以有效的阴止隧道变形的发展。
运营线路结构收敛变形过大若不及时控制，可能引起隧道结构失效而发生垮，给隧道带来灾难性的影响。通过合理的注浆加固，提高隧道铡向抗力，对控制隧道结构收敛变形及有效遏制隧道发生恶性事件有非常明显的效果，将注浆施工作为结构补强的一种临时性处理措施，具有十分明显的效果。
参考文献
[1]王海飙，杨海旭，张华.安全保护区巡查管理规定.建筑技术，2010，03：257-260.
[2]上海市《城市轨道交通结构监护测量规范》（DG/TJ 08-2170-2015）.2015，-11-01
[3]王如路，贾坚，廖少明.上海地铁监护实践.同济大学，ISBN978-7-5608-5084-9.
论文作者:彭乐平
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/6
标签：隧道论文; 注浆论文; 测量论文; 管径论文; 基坑论文; 结构论文; 曲线图论文; 《基层建设》2018年第17期论文;