導語：地區(qū)地鐵基坑監(jiān)測方案一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：巖溶地區(qū)的地表塌陷是由溶洞與土洞的相互作用和持續(xù)發(fā)展引起的，它具有長期性、不可預見性、隨機性和突發(fā)性的特點，具有嚴重的危險性。巖溶、土洞及地表坍塌嚴重影響場地及基礎(chǔ)的穩(wěn)定，嚴重影響結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，嚴重影響軌道交通的正常使用及地面設(shè)施的安全。該文依托深圳某巖溶強烈發(fā)育地鐵車站基坑工程，通過分析研究，提出了針對于巖溶發(fā)育地區(qū)地鐵基坑工程監(jiān)測應(yīng)該注意的事項及重點關(guān)注的點，希望能為今后巖溶地區(qū)的基坑監(jiān)測方案提供合適的思路，以便讓基坑監(jiān)測為基坑的正確分析評價及治理提供可靠的科學依據(jù)。

關(guān)鍵詞：巖溶地表塌陷地鐵基坑基坑監(jiān)測

巖溶發(fā)育地區(qū)地鐵基坑工程經(jīng)常出現(xiàn)基坑周邊地面沉降、基坑涌水涌砂等工程事故，影響基坑工程安全甚至造成重大的社會影響?；庸こ瘫O(jiān)測可提供及時、可靠的監(jiān)測信息以評定工程在施工期間的安全性及對周邊環(huán)境的影響，并做出有關(guān)預報，以便跟蹤和控制施工進程，對可能出現(xiàn)的險情及時報警，做到信息化設(shè)計、施工。

1工程概況

深圳某車站位于深圳市龍崗區(qū)。車站總長234.4m，站臺寬12m，車站標準段寬度為20.7m，底板埋深約16.95m,頂板覆土約3m。為地下2層島式車站，采用明挖順筑法施工。車站所處地層從上而下依次為：素填土、可塑狀粉質(zhì)黏土<5-4-1>、礫砂層<5-7>、可-硬塑狀粉質(zhì)粘土層<8-3-3>、溶槽堆積粉質(zhì)黏土<9-1>、微風化大理巖<31-4-12>，基底主要位于溶槽堆積粉質(zhì)粘土層，其中礫砂層厚約1~8.2m，為主要含水層，非液化。該工點位于龍崗向斜，屬于匯水構(gòu)造，向斜北西翼巖層出露不全，巖層產(chǎn)狀整體緩傾，基巖垂向裂隙較發(fā)育，易形成溶溝溶槽；且存在可溶性巖與非可溶性巖接觸帶或不整合面，易于地下水垂向及水平向活動，從而也容易形成溶洞等巖溶發(fā)育形態(tài)。該工點廣泛揭露大理巖，均分布于基底以下，發(fā)育溶（土）洞，見洞率約51.3%，線巖溶率為24%，巖溶發(fā)育等級為強烈發(fā)育。巖溶水賦存于石炭系石大理巖中，溶蝕裂隙和溶洞發(fā)育，水量中等豐富，具承壓性，承壓水水頭11.0~45.0m。溶槽堆積粉質(zhì)粘土層以可塑狀為主，系溶蝕成因堆積而成，主要由黏性土、卵石、角礫、砂土等組成，局部含灰白色溶蝕殘積物，地質(zhì)參數(shù)較差，滲透系數(shù)大。站點北側(cè)原為工業(yè)廠房，在車站圍擋前以完成拆遷。站點東南為城中村（淺基礎(chǔ)），型式，距離基坑約32m。南側(cè)有新建成的居住區(qū)（樁基礎(chǔ)）、學校，距離基坑約33m?；又饕捎?00mm厚地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)形式?；哟蟛糠诌B續(xù)墻穿透礫砂層及溶槽堆積粉質(zhì)粘土層進入微風化大理巖1.5m。局部微風化大理巖面較深處連續(xù)墻未入巖，但保證嵌固深度不小于8m且穿過礫砂層下不小于3m。

2監(jiān)測等級的調(diào)整

工程監(jiān)測等級的劃分主要依據(jù)《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（GB50911-2013）》[1]。工程的監(jiān)測等級主要根據(jù)基坑工程的自身風險等級、周邊環(huán)境風險等級和地質(zhì)復雜程度進行劃分，工程監(jiān)測等級可按圖3劃分，并應(yīng)根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗結(jié)合地質(zhì)條件復雜程度進該工程自身風險等級二級、周邊環(huán)境風險等級二級，根據(jù)表1初步判定工程監(jiān)測等級為二級。該工程巖溶強烈發(fā)育，需要專門進行研究和處理，根據(jù)上述規(guī)范2條，地質(zhì)條件復雜程度可劃分為復雜。工程周邊巖土體是工程支護結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境對象的載體，也是兩者之間相互作用的介質(zhì)。兩者的安全狀態(tài)及穩(wěn)定性都受工程地質(zhì)條件的影響。因此，工程監(jiān)測等級與工程地質(zhì)條件的復雜性有很密切的關(guān)系。在已有分級的基礎(chǔ)上，還需要根據(jù)工程地質(zhì)條件復雜程度對監(jiān)測等級進行調(diào)整。工程地質(zhì)條件復雜程度為中等或簡單時監(jiān)測等級可不進行調(diào)整，工程地質(zhì)條件為復雜時監(jiān)測等級上調(diào)一級，上調(diào)后最高為一級。

3地下水位的監(jiān)測尤為重要

巖溶涌水涌砂是富水巖溶地區(qū)深基坑施工中常見的地質(zhì)災(zāi)害，給基坑的正常施工與安全生產(chǎn)造成極大影響。通過分析基坑工程所在場地巖溶地下水通道類型，有針對性地進行基坑內(nèi)、外地下水位監(jiān)測，能夠在一定程度上預測巖溶涌水涌砂的可能性，并驗證及檢驗巖溶處理的效果[2]。根據(jù)巖溶地下水理論分析，巖溶地下水通道可分為富水巖溶管道、巖溶裂隙通道、斷層巖溶通道、地下河通道、層間巖溶通道、覆蓋巖溶通道和隱伏巖溶通道等[3-4]。根據(jù)此工程勘察報告[5]，該地鐵車站基坑內(nèi)巖溶地下水通道主要為富水巖溶管道，基坑大理巖巖層在地下水的溶蝕和侵蝕作用下，經(jīng)過漫長的地質(zhì)作用，形成了大規(guī)模的巖溶地下水管道網(wǎng)絡(luò)，其連通性較好，水量豐富，與上部砂土層孔隙水水力聯(lián)系密切，并且網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)隨著時間的推移在不斷地演變和交替。該工程溶槽堆積粉質(zhì)粘土層可塑狀為主，系溶蝕成因堆積而成，主要由黏性土、卵石、角礫、砂土等組成，局部含灰白色溶蝕殘積物?？烧J為是大理巖在地下水長期溶蝕作用下，節(jié)理裂隙不斷擴大并最終與溶洞填充物一起形成的溶蝕殘積層。該堆積層地質(zhì)參數(shù)較差，透水性強，位于大理巖層之上，作為基坑底板下的相對隔水層，當隔水層下大理巖層存在承壓水時，承壓水有突破隔水層的可能。根據(jù)以上情況，建議該工程地下水位監(jiān)測著重考慮以下措施。大理巖層應(yīng)設(shè)置單獨的水位監(jiān)測孔，用以在基坑施工過程中長期觀測并跟蹤巖溶水的演變和交替。大理巖層水位監(jiān)測孔宜結(jié)合巖溶分布進行布設(shè)，可利用圖3規(guī)范圖、工程監(jiān)測等級表1地質(zhì)條件復雜程度地質(zhì)條件復雜程度復雜中等簡單等級劃分標準地形地貌復雜；不良地質(zhì)作用強烈發(fā)育；特殊性巖土需要專門處理；地基、圍巖和邊坡的巖土性質(zhì)較差；地下水對工程的影響較大需要進行專門研究和治理地形地貌較復雜，不良地質(zhì)作用一般發(fā)育；特殊性巖土不需要專門處理；地基、圍巖和邊坡的巖土性質(zhì)一般；地下水對工程的影響較小地形地貌簡單；不良地質(zhì)作用不發(fā)育；地基、圍巖和邊坡的巖土性質(zhì)較好；地下水對工程無影響注：符合條件之一即為對應(yīng)的地質(zhì)條件復雜程度，從復雜開始，向中等、簡單推定，以最先滿足的為準。巖溶處理檢查孔進行觀測。巖溶處理效果檢查孔法是在注漿處理結(jié)束后設(shè)置檢查孔，分別查看檢查孔成孔時及放置一段時間后是否完整，是否涌水、涌砂、涌泥，檢查孔是否塌孔等，可定性評定注漿效果。基坑封閉后開挖前在基坑內(nèi)設(shè)置水位監(jiān)測孔，在監(jiān)測水位的同時可在監(jiān)測孔中進行抽水試驗，通過抽降水與水位恢復速率判斷巖溶處理效果及基坑隔水效果。該工程溶槽堆積粉質(zhì)粘土層上為深厚富水礫砂層，在基坑底部及基坑深度內(nèi)均有分布。雖然基坑圍護結(jié)構(gòu)全部穿透砂層并進入砂層下不小于2m，但考慮到地層分布的不確定性及礫砂層潛水水力聯(lián)系復雜性，根據(jù)情況可以在基坑外礫砂層內(nèi)進行地下水位監(jiān)測，以針對因礫砂層水力流失造成上部土層固結(jié)沉降導致的地面沉降房屋開裂等現(xiàn)象進行預測及采取相應(yīng)措施。

4土體深層水平位移

溶洞注漿效果的好壞決定了地下水的通道，對支護結(jié)構(gòu)承受的水土壓力有較大影響，且溶洞的存在改變原始土體應(yīng)力狀態(tài)，溶洞發(fā)育地區(qū)與不發(fā)育地區(qū)基坑及坑外土體水平方向變形差別較大，直接影響著基坑整體穩(wěn)定性[6]。大量監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，巖溶區(qū)域土體深層水平位移累計值及變形速率明顯大于非巖溶區(qū)域。巖溶區(qū)域的土體產(chǎn)生深層水平位移，可能原因為巖溶處理不到位造成溶土洞開始產(chǎn)生塌陷等。土體產(chǎn)生較大深層水平位移往往最終會導致產(chǎn)生地面沉陷及建構(gòu)筑物變形，所以巖溶區(qū)域城市軌道交通基坑工程基坑外土體深層水平位移建議列為應(yīng)測項目[7]。

5監(jiān)測方案應(yīng)與基坑施工工況進行聯(lián)動

明挖基坑在基坑回筑階段，每一層主體板施工完成后進行所在位置臨時支撐的拆除，每一道臨時支撐拆除過程是圍護結(jié)構(gòu)（連續(xù)墻）內(nèi)力重新分布的過程，必然導致連續(xù)墻水平變形也重新分布，基坑外土層塑性區(qū)的分布和發(fā)展也發(fā)生變化。因此，在支撐拆除過程及支撐拆除完成后3d內(nèi)連續(xù)墻深層水平位移、地表沉降及建構(gòu)筑物沉降等監(jiān)測項目的監(jiān)測頻率可以考慮適當增加。一般基坑在基坑開挖前一周測定監(jiān)測初值，在基坑開挖時開始進行各項監(jiān)測工作。該工程圍護結(jié)構(gòu)在成槽過程中需要穿透深厚礫砂層并且大部分深入微風化大理巖層，可能會對礫砂層產(chǎn)生擾動導致礫砂層失水塌陷，還可能會因溶、土洞承載力不夠，引起地面塌陷，影響鄰近建筑物安全。因此，針對該工程情況建議在圍護結(jié)構(gòu)施工過程中同步進行地面沉降、礫砂層及巖溶的水位監(jiān)測工作。

6有必要推行自動化監(jiān)測和信息化施工

該地鐵基坑地處城市繁華區(qū)域，周圍環(huán)境復雜，地質(zhì)情況存在深厚礫砂層及巖溶強烈發(fā)育大理巖層。這種典型復雜巖溶條件下城市繁華區(qū)地鐵深基坑工程對施工監(jiān)測和信息化施工技術(shù)提出的新的要求，決定了必須對基坑工程進行自動化監(jiān)測和信息化施工。自動化監(jiān)測可進行缺失監(jiān)測數(shù)據(jù)處理、建立監(jiān)測信息反饋機制，及時掌握施工開挖過程中基坑的實際工作狀態(tài)，指導修改設(shè)計參數(shù)，調(diào)整施工工藝，保證結(jié)構(gòu)和施工安全。

7結(jié)語

除了在設(shè)計和施工中采取相應(yīng)的措施外，通過有針對性的基坑監(jiān)測，不但能預測事故的發(fā)生、驗證設(shè)計措施，還能為研究分析提供依據(jù)，值得引起相關(guān)工作者重視。如果能在對比研究的基礎(chǔ)上編制專門的巖溶區(qū)基坑監(jiān)測規(guī)范，則可以更好地為工程建設(shè)服務(wù)。

參考文獻

[1]王宏亮.地鐵車站基坑施工對周邊環(huán)境的影響研究[J].工程機械與維修,2022(3):212-215.

[2]徐鐘.復雜巖溶隧道涌突水演化機理及災(zāi)害綜合防治研究[D].成都:成都理工大學,2018.

[3]尚世強.復雜環(huán)境下地鐵深基坑施工動態(tài)監(jiān)測及應(yīng)用[J].中華建設(shè),2022(4):149-150.

[4]李由家,單強英,安平利,等.測量機器人在隧道監(jiān)測中的應(yīng)用分析[J].測繪技術(shù)裝備,2022,24(1):101-104.

[5]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范:GB50911-2013[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2013.

[6]吳志強.水下大直徑淺埋盾構(gòu)隧道施工風險分析與控制研究[D].衡陽:南華大學,2021.

[7]雷進財.徐州淺覆蓋型巖溶對隧道管片與地表沉降影響研究[D].徐州:中國礦業(yè)大學,2021.

作者：李瀟 單位：廣州地鐵設(shè)計研究院股份有限公司