摘要:城市地鐵施工(gōng)具有技術要求高,工(gōng)程量浩大(dà)、對周圍環境(如建築物(wù)、路面、地下(xià)管道等)影響大(dà)等特點,施工(gōng)風險很高。因此,對地鐵的施工(gōng)進行有效地檢測就顯得格外(wài)重要。
進入新世紀以來,我(wǒ)(wǒ)國城市人口快速增長,引起了一(yī)系列的問題,尤其是交通擁堵問題,嚴重妨礙了人們的出行。爲了緩解交通壓力,很多城市開(kāi)始了地鐵建設,随着地鐵在我(wǒ)(wǒ)國城市建設中(zhōng)的迅速發展,地鐵施工(gōng)對城市原有建築帶來了一(yī)些影響。地鐵工(gōng)程常處在高層建築和地下(xià)管線密集區,爲了保護這些已有建築物(wù)和管線的安全,常需将施工(gōng)引起的周圍地層移動及圍護結構變形限制在一(yī)定範圍内。
但由于施工(gōng)技術不夠成熟和施工(gōng)經驗的缺乏,以及對施工(gōng)過程缺乏有效的監測,造成了施工(gōng)安全事故時有發生(shēng),給施工(gōng)人員(yuán)和人民帶來了重大(dà)的生(shēng)命和财産損失。因此,有效地監測地鐵施工(gōng)過程具有十分(fēn)重要的現實意義。
監控量測的任務是采用多種監測手段和方法相結合對工(gōng)程主體(tǐ)和周邊環境實現三維空間全方位全過程監測,爲工(gōng)程決策、設計修改、工(gōng)程質量管理、周邊環境影響提供第一(yī)手的監測數據和資(zī)料,所以監測工(gōng)作在實際實施過程中(zhōng)的四個基本要求是:科學性、準确性、及時性和連續性。
地鐵的建設必須要挖掘四通八達的地下(xià)孔洞,以容納路基、交通工(gōng)具、站點等設施,挖掘的土方量十分(fēn)浩大(dà)。在施工(gōng)過程中(zhōng),孔洞經過的上方的建築物(wù)、道路、立交橋等原本完整的地基承力結構有可能被破壞,造成上層建築原本均勻的受力點失去(qù)平衡。倘若沒有施工(gōng)監測或監測工(gōng)作出現漏洞,挖掘的孔洞就很有可能超過這些承力結構所允許的最大(dà)破壞限度,使上層建築完全失去(qù)平衡,進而引發其傾斜甚至倒塌的惡果。而且,還有可能導緻挖掘的施工(gōng)方向出現偏差,導緻重大(dà)安全事故,嚴重威脅施工(gōng)人員(yuán)和居民的生(shēng)命安全。
實踐證明,有效地對地鐵施工(gōng)進行監測,能夠在很大(dà)程度上将施工(gōng)過程對周圍環境的影響置于可控範圍内,極大(dà)地減小(xiǎo)了重大(dà)安全事故的發生(shēng)概率,而且可以通過監測對地鐵施工(gōng)過程進行優化指導。
一(yī)、監測等級的種類劃分(fēn)。
1、坑、隧道工(gōng)程自身風險等級劃分(fēn)
工(gōng)程自身風險等級宜根據基坑、隧道工(gōng)程支護結構發生(shēng)變形或破壞、岩土體(tǐ)失穩等的可能性和後果的嚴重程度,采用工(gōng)程風險評估的方法确定,也可根據基坑設計深度、隧道埋深和斷面尺寸等按表劃分(fēn)。
基坑、隧道工(gōng)程自身風險等級
工(gōng)程自身 風險等級 |
等級劃分(fēn)标準 |
一(yī)級 |
基坑設計深度H≥20m。 超淺埋隧道,超大(dà)斷面隧道。 |
二級 |
基坑設計深度10m≤H<20m。 淺埋隧道,近距離(lí)并行或交疊的隧道,盾構始發與接收區段,大(dà)斷面隧道。 |
三級 |
基坑設計深度H<10m。 深埋隧道,一(yī)般斷面隧道。 |
(1)、超大(dà)斷面隧道是指斷面尺寸大(dà)于100 m2的隧道;大(dà)斷面隧道是指斷面尺寸在50m2至100m2的隧道;一(yī)般斷面隧道是指斷面尺寸在10m2至50m2的隧道。
(2)、隧道深埋、淺埋和超淺埋的劃分(fēn)根據施工(gōng)工(gōng)法、圍岩等級、隧道覆土厚度與開(kāi)挖寬度(或直徑),結合當地工(gōng)程經驗綜合确定。
2、周邊環境風險等級劃分(fēn)
周邊環境風險等級宜根據周邊環境發生(shēng)變形或破壞的可能性和後果的嚴重程度,采用工(gōng)程風險評估的方法确定,也可根據周邊環境的類型、重要性、與工(gōng)程的空間位置關系和對工(gōng)程的危害性按表劃分(fēn)。
周邊環境風險等級
周邊環境 風險等級 |
等級劃分(fēn)标準 |
一(yī)級 |
主要影響區内存在既有軌道交通設施、重要建(構)築物(wù)、重要橋梁與隧道、河流或湖泊。 |
二級 |
主要影響區内存在一(yī)般建(構)築物(wù)、一(yī)般橋梁與隧道、高速公路或重要地下(xià)管線。 次要影響區内存在既有軌道交通設施、重要建(構)築物(wù)、重要橋梁與隧道、河流或湖泊。 隧道工(gōng)程上穿既有軌道交通設施。 |
三級 |
主要影響區内存在城市重要道路、一(yī)般地下(xià)管線或一(yī)般市政設施 次要影響區内存在一(yī)般建(構)築物(wù)、一(yī)般橋梁與隧道、高速公路或重要地下(xià)管線。 |
四級 |
次要影響區内存在城市重要道路、一(yī)般地下(xià)管線或一(yī)般市政設施。 |
3、地質條件複雜(zá)程度劃分(fēn)
地質條件複雜(zá)程度可根據場地地形地貌、工(gōng)程地質條件和水文地質條件按表劃分(fēn)。
地質條件複雜(zá)程度
地質條件 複雜(zá)程度 |
等級劃分(fēn)标準 |
複雜(zá) |
地形地貌複雜(zá);不良地質作用強烈發育;特殊性岩土需要專門處理;地基、圍岩和邊坡的岩土性質較差;地下(xià)水對工(gōng)程的影響較大(dà)需要進行專門研究和治理 。 |
中(zhōng)等 |
地形地貌較複雜(zá);不良地質作用一(yī)般發育;特殊性岩土不需要專門處理;地基、圍岩和邊坡的岩土性質一(yī)般;地下(xià)水對工(gōng)程的影響較小(xiǎo) 。 |
簡單 |
地形地貌簡單;不良地質作用不發育;地基、圍岩和邊坡的岩土性質較好;地下(xià)水對工(gōng)程無影響 。 |
4、工(gōng)程監測等級劃分(fēn)
⑴、工(gōng)程監控量測宜根據基坑、隧道工(gōng)程自身風險等級、周邊環境風險等級和地質條件複雜(zá)程度進行工(gōng)程監控量測等級的劃分(fēn)。
⑵、工(gōng)程自身風險等級宜根據基坑、隧道工(gōng)程支護結構發生(shēng)變形或破壞、岩土體(tǐ)失穩等的可能性和後果的嚴重程度,采用工(gōng)程風險評估的方法确定。
⑶、周邊環境風險等級宜根據周邊環境發生(shēng)變形或破壞的可能性和後果的嚴重程度,采用工(gōng)程風險評估的方法确定,也可根據周邊環境的類型、重要性、與工(gōng)程的空間位置關系和對工(gōng)程的危害性劃分(fēn)。
⑷、地質條件複雜(zá)程度可根據場地地形地貌、工(gōng)程地質條件和水文地質條件對工(gōng)程的影響性劃分(fēn)。
二、監測信息反饋
實現監測過程的信息化,建立順暢、快捷的信息反饋渠道,及時、準确地測定各監測項目的變化量及變化速率,及時反饋獲取的與施工(gōng)過程有關的監測信息,供設計、施工(gōng)及有關工(gōng)程技術人員(yuán)決策使用,才能最終實現信息化施工(gōng)。爲實現順暢、快捷地反饋監測信息的目的,我(wǒ)(wǒ)們的監測信息反饋流程如下(xià)圖所示:
工(gōng)程監控量測預警信息管理平台(西安地鐵沒有該系統),對每個監測項目都設定了預警值及報警級别。根據當日監測的情況及現場施工(gōng)工(gōng)況信息,平台會自動顯示不同的安全級别。若出現預警情況,系統将自動把預警信息發送至工(gōng)程管理者的手機上,提醒相關單位或人員(yuán)注意,并提供相應施工(gōng)措施及建議,真正做到信息化施工(gōng)。平台還包括現場施工(gōng)工(gōng)況圖、測點布置圖, 并提供監測數據變形曲線圖,使管理者坐在電(diàn)腦面前便可輕松掌握施工(gōng)現場第一(yī)手資(zī)料。
利用可靠地監測手段可以在施工(gōng)過程中(zhōng)随時實時監控,并對施工(gōng)中(zhōng)出現的一(yī)些問題的信息及時的傳送到施工(gōng)指揮中(zhōng)心,以便施工(gōng)指揮人員(yuán)及時的采取針對性的措施。同時,還能監測到因施工(gōng)而引起地表建築物(wù)發生(shēng)的一(yī)些變化,一(yī)旦發生(shēng)施工(gōng)安全事故,可以及時的疏散人員(yuán),将損失降低到最小(xiǎo)。
三、我(wǒ)(wǒ)國城市地鐵施工(gōng)監測中(zhōng)存在的不足 。
監測設備落後,城市地鐵的建設複雜(zá)程度極高,其施工(gōng)工(gōng)藝和施工(gōng)技術遠遠高于其他多種交通設施的建設。因此,傳統的監測設備已然落後于地鐵施工(gōng)技術的發展,無法滿足現代化城市地鐵的建設要求。其原因在于傳統監測設備具有很大(dà)的局限性,其信息化程度低、效率低、應用範圍小(xiǎo)、操作繁瑣,而且無法實現實時的全天候監測,監測到的信息傳遞速度也很慢(màn),根本無法滿足城市地鐵監測工(gōng)作的要求。
部分(fēn)監測人員(yuán)水平有限,難以避免的會影響到監測工(gōng)作的質量。就目前來看,爲數不少的監測人員(yuán)爲非專業人才,自身的職業水平不過關,監測經驗不足,無法及時的發現出施工(gōng)中(zhōng)存在的安全隐患,也不能對出現的安全問題做出合理的處理措施,有的甚至連監測儀器都不操作不了。
四、完善上述不足的一(yī)些對策
監測檢測設備進行升級,俗話(huà)說:“工(gōng)欲善其事,必先利其器”。做好對城市地鐵施工(gōng)的監測工(gōng)作,沒有高效的監測設備不行。而且,對城市地鐵施工(gōng)的監測所使用的設備來說,高技術含量往往就能換來高的工(gōng)作效率。因此,施工(gōng)單位應當投入必要的資(zī)金購買現代化的試驗檢測設備,投入到實際監測中(zhōng)去(qù),并在此基礎上開(kāi)發新的監測手段,以滿足新階段的地鐵施工(gōng)監測的要求。
切實提高監測人員(yuán)的素質,可以通過以下(xià)措施達到這個目的:(1)、引進專業的監測人才;(2)、對現有人員(yuán)進行專業技能培訓;(3)、對使用的監測設備作專門的使用介紹的培訓。
五、 監測管理工(gōng)作其他建議
1、根據各城市軌道交通工(gōng)程建設經驗,在地鐵建設開(kāi)工(gōng)之前應制定貼近當地工(gōng)程情況的監測管理辦法和監測技術規定,統一(yī)作業标準,并于開(kāi)工(gōng)前進行交底說明。
2、重點監測地段,監督施工(gōng)單位編制專項監測方案,并經專家論證會實施。
3、監測基準點采用施工(gōng)水準點,保證基準點穩定可靠便于點位的保護和統一(yī)高程系統兼顧方便原則,基準點選取應在基坑變形區之外(wài)100m左右,且對基準點定期聯測。
4、第三方監測點、基準點盡量與施工(gōng)單位的點位一(yī)緻,所用的測斜孔、水位孔、傳感器一(yī)緻,在施工(gōng)區加挂醒目警示牌,便于保護。
5、定期召開(kāi)由業主、施工(gōng)、監理、設計、第三方監測單位參加的監測會議,解決存在的監測問題。
6、施工(gōng)單位定期向第三方監測單位通報施工(gōng)進度,使第三方監測時間、頻(pín)率于本項目監測規劃相一(yī)緻,避免出現誤測、漏測現象。
7、應加強對監測點的保護,所有監測點應做好相應的防護措施,标明警示标志(zhì)。對于遭破壞的監測點,承包商(shāng)應立即申報監理及第三方監測部門,并除重新埋設外(wài),原來的監測累計值還要加入新的成果中(zhōng),使監測數據保持連續。
8、建議業主加強監測技術管理,根據監測工(gōng)作實際情況,不斷完善監測技術要求,同時,委派專人管理協調全線監測工(gōng)作,成立由業主專業人員(yuán)、設計人員(yuán)、施工(gōng)人員(yuán)、第三方監測人員(yuán)及專家組成的技術機構,加強各方溝通協作,定期組織會議,交流監測工(gōng)作情況,對監測工(gōng)作進行指導,共同把監測工(gōng)作做好。
9、地鐵施工(gōng)的深基坑開(kāi)挖過程中(zhōng)支護結構及周圍土體(tǐ)的穩定存在很多潛在的危險和破壞的突然性。由受勘察設計、地質條件、設計結構情況、使用材料、施工(gōng)方法、周圍環境、氣象等多種因素的影響很難單純從理論上預先估計可能出現的問題。信息化的監測施工(gōng)手段是安全施工(gōng)的有效的保障手段,在西安市的地鐵施工(gōng)建設中(zhōng)已有成功使用的經驗,在這基礎上,推廣建立完善的地鐵監測數據庫系統,服務于地鐵施工(gōng)工(gōng)作,評估全線的工(gōng)程設計、施工(gōng)技術水平,總結工(gōng)程經驗,爲今後的類似工(gōng)程設計、施工(gōng)及運營管理提供借鑒和參考。
10、建議業主根據各工(gōng)點情況,督促施工(gōng)單位分(fēn)析各自施工(gōng)中(zhōng)潛在的各種險情,并針對性地做好各種緊急情況處理方案,一(yī)旦監測發現有異常情況,及時采取應對措施。
結語:有效的城市地鐵施工(gōng)監測是保證地鐵施工(gōng)安全有序進行的根本保證,也是緩解廣大(dà)居民對地鐵施工(gōng)憂慮的一(yī)顆“定心丸”,因此必須加強對地鐵施工(gōng)的監測。