１６ 铁道勘察 ２０１８年第２期 文章编号：１６７２—７４７９（２０１８）０２—００１６—０２ 矿山法施工地铁隧道地表沉降分步控制研究 李世良 马晓东 （中铁大桥勘测设计院集团有限公司，湖北武汉４３００５０） Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｓｔｅｐ－ｂｙ—ｓｔｅｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ｉｎ Ｓｕｂｗａｙ Ｔｕｎｎｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｍｉｎｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ Ｌｉ Ｓｈｉｌｉａｎｇ Ｍａ Ｘｉａｏｄｏｎｇ 摘 要在矿山法隧道施工中，开挖工作面前３倍洞径处、上台阶开挖、支护完成、下台阶开挖、初 期支护成环５个不同施工阶段对应的地表沉降量贡献率不同。利用某地铁隧道施工过程中的地表沉降 数据，分析得出该隧道上台阶开挖、下台阶开挖阶段产生的地表沉降量分别占整体沉降量的３４％和 ３１％，两者之和约占整体沉降量的６５％，而其他三个阶段约占整体沉降量的３５％。为保证隧道施工正 常进行，提出一种矿山法隧道施工地表沉降分步控制的方法。在施工过程中，设置各施工阶段地表沉降 控制值，根据各阶段地表沉降量的变化趋势，及时调整施工方法，以保证施工安全进行。经工程验证，该 方法安全可行，可为同类型地铁隧道施工提供参考。 关键词矿山法地铁隧道 台阶法地表沉降分步控制 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．１９６３０／ｊ．ｅｎｋｉ．ｔｄｋｅ．２０１７１ １２８０００２ 两个部分 ：①尽管地表沉降偏大，但没有超控制值 （此时不能进行预警），这种情况下，无法对施工方进 行约束，增大了开挖风险。②前期地表沉降过大，在随 后的开挖施工过程中，造成地表沉降总控制值超限，引 发监测红色预警，导致停工等严重后果。 １ 概述 矿山法 。 因借鉴矿山开拓巷道的方法而得名。 按衬砌施工顺序，可分为先拱后墙法及先墙后拱法两 大类。其开挖过程分为：爆破、清渣、支护，并依此步序 循环施作，监测应贯穿于隧道开挖的整个过程 。 隧道施工必然会对周围土体产生扰动，导致地表 沉降。地表沉降量作为反映隧道施工安全的一项重要 为了避免这一现象发生，通过对某地铁隧道地表 沉降监测数据的分析，获取矿山法暗挖隧道施工过程 指标，在通常情况下，其控制值为３０ ｉｎｍ，是一个贯穿 整个施工过程的总量值，一般不做分段考虑。在采用 矿山法施工的隧道工程中，诱发地表沉降的因素主要 有 ：施工扰动、回填土自密实过程、取土后支护不 中各阶段的地表沉降量及其规律。研究表明，分步控 制地表沉降量的方式有效、可行。 ２监测数据分析 为直观反映暗挖法隧道施工过程中，不同施工阶 及时导致隧道顶部受力不平衡、爆破震动、地表动载影 响等。以上各因素在隧道开挖的不同阶段所引发的地 表沉降量也不尽相同 。 段所引发的地表沉降量的情况，以某地采用矿山法进 行地铁隧道施工的实际监测数据为例进行分析。某地 铁隧道所处区域土质为软土及回填土，隧道中线上方 前期盲目施工、支护不及时或者其他因素，易造成 地表沉降量累计值过大。由此所产生的危害主要分为 收稿日期：２０１７一ｌ１—２８ 区域为城市郊区主干道，重载车辆较多。隧道采用上 下台阶法开挖［１０－１２］。地表沉降监测在距离开挖工作 面前３倍洞径处开始进行，地表沉降控制值为３０ ｍｉｌｌ。 图１、图２所示的曲线为布设于该隧道左右线中 线上方地表沉降点ＤＢ１０４—１、ＤＢ１０４—３所对应的累计 第一作者简介：李世良（１９８３一），男，２００５年毕业河海大学测绘工程专 业，工程硕士，高级工程师。 ）＿世蜉 矿山法施工地铁隧道地表沉降分步控制研究：李世良马晓东 １７ ｏ 珈 珈 图１ ＤＢ１０４—１沉降量趋势 昌 鲁 道 世 蜉 图２ ＤＢ１０４—３沉降量趋势 沉降曲线。由图ｌ、图２可知，在开挖阶段，两点的监 测数据都达到了预警的标准。尤其是进行上下台阶法 施作时，存在一次进尺过长、支护不及时等情况，进而 造成沉降速率过大，累计沉降超限，地表出现裂缝，引 发红色预警导致停工。 从以上分析可知，地表沉降累计值有明显的分段 现象存在。其中第一阶段（１～４１ ｄ）沉降变形较平缓， 地表累计沉降量约为６ ｍｍ；第二阶段（４ｌ～４９ ｄ）变形 较快，地表累计沉降量达到１７ ｍｍ；第三阶段（４９～ ５１ ｄ）变形较小，地表累计沉降几乎为０；第四阶段 （５１～５８ ｄ）变形较快，其中监测点ＤＢ１０４—１的累计沉 降量约为３０ ｍｍ，监测点ＤＢ１０４—３的累计沉降量约为 ２５ ｍｍ；第五阶段变形逐渐趋于稳定。 ３地表沉降分步控制 对图１、图２中曲线变化趋势进行分析，两沉降监 测点对应的沉降监测数据曲线所呈现出的变化趋势与 隧道施工进度相符合。 （１）第一阶段对应开挖工作面前３倍洞径处的沉 降情况，诱发本阶段地表沉降的主要原因是回填土自 密实、地表重载车辆碾压，次要原因是施工扰动。随着 工作面的前移，沉降速率受施工扰动的影响越来越大。 整体上看，本阶段的变形量贡献率为１７％。 （２）第二阶段对应开挖工作面处于监测点正下方 （上台阶开挖处的沉降情况），沉降的主要原因是施工 扰动、取土后支护不及时，导致隧道顶部受力不平衡； 次要原因是回填土白密实及地表重载车辆碾压，本阶 段沉降贡献率为３４％。 （３）第三阶段对应支护完成后的沉降情况，本阶 段隧道受力基本达到平衡，沉降速率减缓，沉降几乎 为０。 （４）第四阶段对应下台阶施作时的沉降情况，沉 降原因与第二阶段相同，其变形贡献率为３１％。 （５）第五阶段对应初期支护成环后的沉降情况， 本阶段隧道整体受力平衡，且工作面逐步向前推进 （已远离监测点），监测数据逐渐趋于稳定。 综合以上分析可知，第二、第四阶段贡献了６５％ 的变形值，应主要针对这两个阶段采取控制措施。 首先根据贡献率确定施工各阶段的允许变形值。 其次，施工时进行实时监测，将累计沉降值与各阶段允 许变形值进行比较，根据对比结果，指导各阶段施工。 施工方可根据各阶段控制值与实时监澳０数据的对比，Ⅲ， 逝蛙 ｏ ｍ 一一 一加筋图 一 调整进尺长度并及时支护，以减少施工扰动。 图３为经过分阶段控制后，某断面地表沉降监测 累计值时态曲线。从图３可知，地表沉降累计值得到 了有效控制，没有超出３０ ｍｍ的控制值。 ３分阶段控制后某断面累计沉降曲线 ４ 结论 （１）利用某地矿山法施工地铁隧道地表沉降监测 数据，分析各施工阶段对应的地表累计沉降量相对总 体沉降量的贡献率，其中上台阶开挖、下台阶开挖阶段 所占比重分别为３４％和３１％。因此，在施工过程中， 应重点关注这两个施工阶段的地表沉降变化情况。 （２）通过对实测数据的分析，提出了地表沉降分 步控制法。该方法可有效指导施工掘进，既能确保安 全施工，又可以避免或减少由于监测预警带来的停工， 从而避免工程延期，减少工程成本。对其他类似采用 矿山法施工的隧道具有借鉴意义。 参考文献 ［１］汪洪星，吴军，谈云志，等．盾构一矿山法隧道并行施工的相互扰动 分析［Ｊ］．工程地质学报，２０１７，２５（２）：３４４—３５１ ［２］ 张轩轶，马雪梅，叶东辉．复杂条件下的矿山法区间风险监控及沉 降规律［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１１（ｓ２）：２１９—２２８ 铁道勘察 ２０１８年第２期 文章编号：１６７２—７４７９（２０１８）０２～００１８～０４ 高速铁路无砟轨道长轨精调新方法 胡海波 （中国铁路沈阳局集团有限公司，辽宁沈阳１０００１３） Ａ Ｎｅｗ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｅ Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｆｏｒ Ｌｏｎｇ－ｂａｌｌａｓｔｌｅｓｓ Ｔｒａｃｋ ｏｆ Ｈｉｇｈ·ｓｐｅｅｄ Ｒａｉｌｗａｙ Ｈｕ Ｈａｉｂｏ 摘要高速铁路无砟轨道长轨精调是轨道施工中的一个重要环节。长轨精调是指在锁定轨道焊 接应力放散之后，通过对轨道几何状态的测量，将轨道尽可能调整至设计位置，满足各项平顺性指标。 结合国内某客运专线长轨精调３－程，采用一种绝对静态测量与相对动态测量相结合的方法来确定轨道 的各项几何状态参数，并配合外业精调作业，对轨道进行全面的系统调整，从而能够精确地控制轨距、轨 向、水平、高低等几何尺寸。实验结果表明：相较于每一遍精调均需要采集轨道绝对静态数据的传统长 轨精调方法，新方法可极大地减少外业测量工作量，提高精调作业效率，第三遍轨道精调作业后，轨道静 态ＴＱＩ值能够控制在１．６之内，为之后的动态检测和精调创造了很好的基础条件。 关键词 高速铁路中图分类号：Ｐ２２８ 无砟轨道长轨精调 １３Ｏｌ：１０．１９６３０／ｊ．ｅｎｋｉ．ｔｄｋｃ．２０１８０１２００００１ 文献标识码：Ａ １ 概述 无砟轨道长轨精调工作在线路铺设完成，长轨应 力放散、锁定后进行…，可分为静态精调和动态调整 两个阶段。静态精调是采用轨道几何状态测量仪，根 据ＣＰ］］／ 控制点坐标测量轨道的几何状态，并模拟 足规范要求；动态调整指在静态精调后，根据动检车获 取的数据，对局部不满足规范的区域用静态精调的方 法对轨道进行后续的调整 。传统的长轨精调需采 用绝对静态测量方法来采集轨道的静态数据，以下所 提出的新方法仅第一遍精调采用绝对静态测量模式采 集轨道数据（宏观上掌握轨道的长波情况），第二、三 遍精调时，则采用相对动态测量模式获取轨距、水平、 高低、轨向等几何状态数据，从而减少外业测量工作 量，在保证精调质量的同时提高精调作业的效率。轨 分析调整方案，交由外业进行轨道平顺性调整，直至满 收稿日期：２０１８～Ｏ１—２０ 作者简介：胡海波（１９７４一），男，２００８年毕业于北京交通大学交通运输 工程专业，工程硕士，高级工程师。 道静态精调是高速铁路长轨精调的重要环节，主要包 ［８］ 邹成路，申玉生，靳宗振．软弱破碎围岩大断面隧道台阶法施工几 金隆，刘善文．地铁矿山法施工引起的沉降变形分析［Ｊ］．工程质 量，２０１１，２９（７）：５１～５５ 何参数优化分析［Ｊ］．公路工程，２０１４，３８（２）：２７—３Ｉ ［９］卿三惠，黄润秋．乌鞘岭特长隧道软弱围岩大变形特性研究［Ｊ］． 现代隧道技术，２００５．４２（２）：７—１４ ［１Ｏ］王鹏．台阶法施工中下台阶开挖对预留变形量的影响［Ｊ］．地下空 间与工程学报，２０１０，６（５）：１０７７—１０８１ ［¨］韦秉旭，唐辉湘，陈尤．ＣＲＤ法与上下台阶法在隧道开挖中的效 果对比及数值分析［Ｊ］．中外公路，２０１ｌ，３１（４）：１９２—１９６ ［１２］赵东平，喻渝，王明年，等．大断面黄土隧道变形规律及预留变形 量研究［Ｊ］．现代隧道技术，２００９，４６（６）：６４—６９ 熊乾．矿山法和盾构扩挖法施工地铁隧道地表建筑物沉降监测分 析［Ｊ］．铁道建筑技术，２００９（７）：１０１—１０４ 喻春林．双侧壁导坑法施工大断面隧道围岩稳定性分阶段控制及 地层加固措施优化研究［Ｊ］．天津建设科技，２０１７，２７（３）：５８—６０ 吴秋军，王明年，刘大刚．基于现场位移监测数据统计分析的隧道 围岩稳定性研究［Ｊ］．岩土力学，２０１２（ｓ２）：３５９—３６４ 朱云辉，段贤明．台阶法施工技术在大断面岩巷中的应用［Ｊ］．矿 业工程，２００９，７（６）：１８—１９