摘要：即使采用先進的土壓平衡式盾構，并輔以盾尾注漿技術，也難以避免引起地表、附近建筑物變形或沉陷，甚至危及附近建筑物的安全。因此，為了保證隧道工程安全、順利施工，在盾構施工中必須了解和掌握盾構施工過程中地表隆陷情況及其規律性，了解盾構掘進過程中因地表隆陷而引起的房屋及其它構筑物下沉及傾斜情況，了管片襯砌的沉降情況等。
　　關鍵詞：盾構，隧道，施工，監測，技術
　　隨著地鐵建設的發展，盾構工法在地鐵建設中起到了越來越重要的作用。它的優越性，實際上是得益于盾構技術的發展。在盾構隧道施工過程中，開挖破壞了地層的原始應力狀態，這將引起地層的移動，而地層移動的結果又必將導致不同程度的地面沉降。當差異沉降過大，可能導致地表的沉降或變形，筆者對深圳地鐵2號線后海站～科苑站區間盾構隧道施工監測技術進行分析和總結，可為類似地鐵工程提供參考依據。
　　1工程概況
　　深圳地鐵2號線是深圳市優先發展的軌道交通線路，是連接城市中心區與蛇口、南頭半島的紐帶，也是特區內東西向交通走廊內的第二條軌道客運干線，沿途將經過蛇口、后海開發區、南山商業文化中心和深圳灣填海區，串聯了上述片區主要的居住區和商業文化密集區，滿足了南山與福田、羅湖二級客運走廊的客運需求。地鐵2號線建成后在深圳世界之窗站與1號線換乘，將直接為300萬以上的市民提供安全便捷的交通服務，能有效緩解南山區的交通壓力。深圳地鐵二號線某標段土壓盾構機從后海站向科苑站方向掘進。本區間左、右線隧道平面最大曲線半徑為1000m，最小曲線半徑為400m，左、右線線間距13.2m～14.2m，區間隧道最大線路縱坡為28‰，最小縱坡為2‰，豎曲線半徑最大為5000m，最小為3000m，隧道拱頂埋深為10m～15m。
　　2監測目的
　　2.1施工監測的必要性
　　地鐵區間所采用的施工方法較多，各種施工方法均會對地層產生不同程度的擾動，即使采用先進的土壓平衡式盾構，并輔以盾尾注漿技術，也難以避免引起地表、附近重要或高大建筑物變形或沉陷，甚至危及附近建筑物的安全。因此，為了保證隧道工程安全、經濟順利進行，在盾構施工中必須了解和掌握盾構施工過程中地表隆陷情況及其規律性，了解盾構掘進過程中因地表隆陷而引起的房屋及其它構筑物下沉及傾斜情況，管片襯砌的變形沉降等，在施工過程中，一是積極改進施工方法、施工工藝和施工參數，最大限度減少地層變形；二是制定詳細的監測方案，并根據監測成果，及時反饋信息，指導施工，以確保建（構）筑物及作業人員的安全。
　　2.2施工監測的目的
　　⑴認識影響地表和土體變形的各種因素，以便有針對性地改進施工工藝和施工參數，減少地表和土體變形，保證工程安全；
　　⑵預測施工引起的地表和土體變形，根據地表變形發展趨勢和周圍建（構）筑物、地下管線沉降情況，決定是否需要采取保護措施；
　　⑶檢查施工引起的地表和周圍建（構）筑物的變形和沉降是否超過允許范圍，為在發生環境事故時提供仲裁依據；
　　⑷為研究地層、地下水、施工參數及地表和土體變形的關系，地表沉降與土體變形的分析預測方法等積累數據，并為改進設計提供依據。
　　在隧道施工過程中，必須制定詳細的監測方案，并根據監測數據，及時反饋信息，對掘進參數進行驗證或做適當調整，為信息化施工提供決策依據，以確保周邊建（構）筑物、地下管線及隧道的安全。
　　3施工監測項目及實施
　　盾構隧道監測項目包括：地表沉隆監測、地表和地中管線沉降監測、地面建筑物下沉和傾斜監測、地層空隙水壓力監測、隧道氣體監測、隧道沉降監測等。
　　3.1地面沉隆監測
　　隧道施工引起的地表沉降和隆起均應控制在規范允許的范圍內，應根據周圍的環境、建筑物的基礎和地下管線對變形的敏感度，采取穩妥可靠的措施。盾構施工時，地表沉降量一般情況下應控制沉降值不超過30mm，地表隆起值不超過10mm。對于空曠地區考慮適當放寬。
　　地面沉降監測點應根據隧道通過的圍巖條件和周圍建筑物情況來布置。在主控面沿軸線方向每隔100米布設10個點，且每隔一定距離布設一個監測橫斷面。橫斷面方向測點間隔一般為5～8米，在一個監測斷面內應設4～8個測點，地表測點頂突出地面5mm以內。地面沉降監測在盾構機開挖面附近每天進行，每周進行后期觀測直到沉降穩定，當觀測值變化較大時應增加觀測頻率。
　　地面沉降測點的埋設采用沖擊鉆在地表鉆孔，然后放入長200～300mm，直徑20～30mm的圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填實，鋼筋需穿過水泥路板。為布設軸線點，沿隧道軸線附近布設一條閉合平面控制導線，將軸線點放樣到地面上。
　　測量儀器采用SDZ2水準儀＋銦鋼尺。觀測方法采用精密水準測量方法。基點和附近水準點聯測取得初始高程。觀測時各項限差宜嚴格控制，每測點讀數高差不宜超過0.3mm，對不在水準路線上的觀測點，一個測站不宜超過3個，如超過時，應重讀后視點讀數，以作核對。首次觀測應對測點進行連續兩次觀測，兩次高程之差應小于±1.0mm，取平均值作為初始值。
　　在條件許可的情況下，盡可能的布設導線網，以便進行平差處理，提高觀測精度，水準線路閉合差應小于±0.3（mm）（N為測站數），然后按照測站進行平差，求得各點高程。施工前，由基點通過水準測量測出隆陷觀測點的初始高程H0，在施工過程中測出的高程為Hn。則高差△H＝Hn－H0即為隆陷值。
　　3.2地下管線監測
　　沉降測點埋設，用沖擊鉆在地下管線軸線上方的地表鉆孔，然后放入直徑20~30mm的半圓頭鋼筋，其深度應與管線底一致，四周用水泥砂漿填實。觀測方法、監測儀器與地表隆陷觀測相同。施工前，由基點通過水準測量測出管線沉降觀測點的初始高程H0，在施工過程中測出的高程為Hn。則高差△H＝Hn－H0即為地表沉降值。根據地表沉降值，進行管線的安全驗算。
　　3.3地表建筑物下沉及傾斜監測
　　在施工前，根據地面建（構）筑物與隧道的相對位置，地面建（構）筑物結構形式及基礎類型、圍巖條件、施工方法等，對沿線地面建（構）筑物在施工過程中可能產生的變形情況進行預測，與盾構隧道接近的建（構）筑物須進行重點監測，并且加大監測頻率。
　　盾構施工必須按要求嚴密執行同步監測工作。在盾構穿越前先記錄各測點的初始值，在每次量測后的值與初始值相比較，并描繪有關的曲線，針對監測結果作出相應處理措施。
　　3.4地層水壓力監測
　　地層水壓對盾構施工有較大影響，若水壓過大可能引起螺旋機噴涌和管片隧道漏水等，因此在掘進施工中必須對地層的水壓力進行監測工作，并及時把監測結果反饋到掘進施工中，以保證施工的安全。
　　3.5隧道氣體監測
　　使用單人攜帶式有害氣體檢測器，電子數值直接顯示，并能夠自動警報，另外，還須檢查每日出渣狀況、是否有異物或異狀、是否有貝類和腐木等。
　　3.6隧道沉降監測
　　隧道沉降由襯砌環的沉降反映出來，襯砌環的沉降監測是通過在各襯砌環上設置沉降點，自襯砌脫出盾尾后測其沉降，隧道的沉降情況反映盾尾注漿的效果。隧道的沉降相當于增加地層損失，也必然加大地面沉降。
　　襯砌環（管片）的沉降采用水準測量方法在管片脫出盾構機后測量，每次測量需回測后三環管片，每環管片均需測量。監測點布設在管片底部，布置見下圖1。
　　                      
　　4盾構施工監測預警值
　　當遇到下列情況時，應暫停施工并根據具體情況制定加強措施：①當地表沉降超過30mm時；②當地表隆起值超過10mm時；③當建筑物傾斜超過2‰時；④當隧道掌子面施工通過一倍洞徑，變位速率超過5mm/d，仍持續增加時；⑤隧道氧氣濃度低于18%時。
　　5、建立信息反饋機制
　　5.1信息化施工監測流程圖
　　5.2信息化反饋機制：
　　       
　　
　　　　6結語
　　盾構掘進施工會對周圍土體產生較大擾動，在隧道施工的過程中必須對隧道及圍巖、鄰近構筑物和建筑物、地下管線、地下水及地表做好監測工作，為信息化施工提供決策依據。