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摘 要：施工监测是地铁施工过程控制必不可少的手段，为探究地层的变形情况，在地面监测的基础上，合理的布置深层分层监测，可以详细的反应出盾构通过前后各个地层的变形情况，尤其是在流变性较好的软土地层。结合软土地层中盾构下穿航煤管道的契机，利用深层分层监测方式，掌握盾构掘进过程中上部软土的变形情况，为盾构近距离下穿航煤管道提供参数调整的依据，也通过此次研究，了解盾构施工中上部软土的变形情况，为后续软土地层盾构施工提供经验。
关键词：软土地层 盾构 深层监测 分层监测
中图分类号：U455.43 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0025-04
1 工程概况
在宁波轨道交通2号线盾构施工调查中，发现栎社机场站-栎社站区间上方有一条航空煤油管道，盾构隧道与管道相交位于位于栎社站以西250 m处，机场路南侧，地面为机场路绿化草坪，管道位于区间隧道上行线210、211环，下行线206、207环上方，该文研究数据取之以先施工的下行线。航煤管道采用拖拉管施工，在盾构下穿段深度无法核实，施工前通过管线仪判定大致区域，然后通过钻孔方式直接打到航煤管道上才确认深度，钻头为塑料钻孔。从发现航煤管道，到判定航煤管道，设计上重新调整纵坡，施工上编制以深层分层监测为核心的施工方案，最终安全、顺利的通过了航煤管道段。
1.1 工程地质条件
盾构施工的该段地层主要不良地质作用为区域地面沉降、浅层天然气、厚层填土以及软土地基强度低、稳定性差，易产生不均匀沉降和变形大等问题。
下穿航煤管道处主要地层分布为：①2粘土、①3淤泥质粘土、②2a淤泥质粘土、②2c淤泥质粉质粘土、⑤1层粘土，盾构下穿⑤1层粘土层，隧道埋深12 m，管道埋深约10 m。
1.2 管道概况
镇海炼化-宁波机场航空煤油输油管道全长50 km，采用Ф219.1*6.3 mm的高频直缝电阻焊钢管，钢级为L245MB，焊缝抗拉强度为485 MPa。输油时出口处压力2 MPa，油库入口压力0.2 MPa，输油频率为每个月3～4次，每次间隔时间3～4天。
航煤管道采用拖拉管施工，隧道正交段管道施工长度为522 m，入土点距离隧道157 m，入土点位于航空路路边，金星物流门前，出土口位于机场跑道外的菜地内。管道埋深约10 m，埋深地层为②2c淤泥质粉质粘土层（如图1）。
2 监测点布置
地面监测点埋设，线路上方中线点5环一个监测点，横断面监测点布置3排，第一排位于200环，断面监测点7个，第二排位于205环，断面监测点3个，第三排位于210环，监测点3个，监测点间距2.4 m，在194环、202环分别埋设深层沉降监测点，埋设深度8 m。
3 盾构机过航煤管道过程地面监测分析及措施
3.1 参数试验段
1月30号，掘进190环时，盾构机距离航煤管道16环，刀盘距离航煤管道13.2 m时，刀盘前地面沉降变化在2 mm内，沉降监测变化图如图2。
1月31号，掘进193、194环、195环时，分别监测沉降变化，195环时盾构机刀盘距离航煤管道7 m左右，盾构机掘进参数，推力850左右，注浆压力0.34 MPa，上部土压控制在0.12，注浆量3 m，地面监测沉降变化 如图3。
夜班掘进到197环时，刀盘距离航煤管道4.5 m，盾构机掘进参数，推力780～800左右，注浆压力0.32 MPa，土压控制在0.12，注浆量3 m，测量地面沉降变化如图4。
3.2 参数确定段
2月1号早晨第199环开始掘进时间17点35分，8点20结束掘进，盾构机掘进参数，推力790～810左右，注浆压力0.32 MPa，土压控制在0.12，注浆量3 m，刀盘距离航煤管道2.1 m左右，地面监测沉降变化在2 mm之内如图5。
掘进200环前，刀盘距离航煤管道0.9 m，地面沉降监测变化在1 mm之内（如图6）。
200环处横断面监测沉降变化量如图7。
在掘进201环后，盾构机掘进参数，推力790～820左右，注浆压力0.33 MPa，土压控制在0.12，注浆量3 m，刀盘穿过航煤管道1.5 m，地面沉降变化累计-1.6 mm，地面上升最大1.45 mm（如图8）。
掘进202环后，刀盘穿过航煤管道2.7 m，盾构机掘进参数，推力780～820，注浆压力0.33 MPa，土压控制在0.12，注浆量3 m，地面监测最大变化在200环处，下沉-2.3 mm（如图9）。
2月1日晚上掘进205环后，刀盘远离航煤管道6 m，盾构机掘进参数，推力770～790，注浆压力0.32 MPa，土压控制在0.12，注浆量3 m，地面累计沉降变化在5 mm之内，沉降部分都在盾构机盾体上部和刀盘前面（如图10）。
3.3 通过后
2月2号，白班掘进209环时盾构机掘进参数，推力790～810左右，注浆压力0.32 MPa，土压控制在0.12，注浆量3 m，盾构机盾尾穿过航煤管道1.1 m（如图11、12）。
4 深层分层监测分析
盾构机通过航煤管道后，对200环、205环、210环监测结果进行比较，在累计沉降变量中，分析出掘进过程中地面有下沉，通过后变化趋于上升，最后保持稳定，地面最大变化量下沉5 mm，盾构机掘进推力800左右、土压0.12、出土量38方、注浆量都是3 m，在埋深12 m的地层中掘进参数适合，保证地面沉降控制在规定范围之内（如图13）。
在盾构机下穿航煤管道过程对200环断面监测，数据显示，盾构机通过断面过程中，单次变化地面隆起在1 mm内，下沉在3 mm内，沉降变化较小（如图14）。 在盾构机下穿航煤管道过程对205环断面监测，数据显示，盾构机通过断面过程中，单次变化地面隆起在2 mm内，下沉在4 mm内，沉降变化较小（如图15）。
在盾构机下穿航煤管道过程对215环断面监测，数据显示，盾构机通过断面过程中，单次变化地面隆起在2 mm内，下沉在5 mm内，沉降比较稳定（如图16）。
在200环、205环、210环的累计沉降变量中，沉降变化隆起最大达到4 mm，下沉最大在5 mm，保证地面沉降控制在规定范围之内。
194环埋设深层监测管，深层监测管有两个监测深度，上部3.1 m，下部7.6 m。盾构机通过深层监测管时，多次测量，沉降变化如图17、18。
盾构机在1月30日2点刀盘到达194环深层沉降管处，根据监测数据显示，30号监测单次变化隆起6 mm，通过后下沉6 mm，31号监测数据变化很小，变化在2 mm左右，盾构机穿过时，对隧道上部2 m左右的扰动变化在6 mm左右（如图19、20）。
盾构机在1月31号21点刀盘到达深层沉降管处，监测变化上部2.3 m处上升4 mm，下部上升4 mm，穿过管道后，监测变化上部在3 mm左右，下部变化在2 mm左右，通过上述数据，显示，盾构机在通过两个深层沉降管时，对于地下7 m多处，沉降变化很小，在盾构机掘进过程中，刀盘对上部两米多部分的土体扰动较小，变化值最大都在5 mm左右。通过后注浆部分对土体的扰动很小，变化在2 mm左右。
在盾构机下穿航煤管道的过程中，我们在掘进196～203环过程中，对每一环进行了4次取样，经过检测，取土样品没有油质在里面，土质无变化。航煤燃油管道没有发生渗漏等现象。
5 结语
对于近距离下穿重要管线，地面变化较为滞后，而软土地层的流变性使得地面监测的数据无法判定管线地层的实际变形情况，通过深层监测方式，将管线地层的实际变形情况形象、具体的表现出来，可以直接用于调整施工参数和判定管线安全状况。深层监测的布置最好布置在到达管线之前，这样才能起到调整参数的作用。随着地铁施工的大规模开展，在城市中下穿的重要风险源也越来越多，精细化的控制地面沉降，已成为地铁施工中不得不面临的课题，通过此次盾构下穿航煤管道的实施，为相似工程可提供一定的参考经验。
关键词：软土地层 盾构 深层监测 分层监测
中图分类号：U455.43 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0025-04
1 工程概况
在宁波轨道交通2号线盾构施工调查中，发现栎社机场站-栎社站区间上方有一条航空煤油管道，盾构隧道与管道相交位于位于栎社站以西250 m处，机场路南侧，地面为机场路绿化草坪，管道位于区间隧道上行线210、211环，下行线206、207环上方，该文研究数据取之以先施工的下行线。航煤管道采用拖拉管施工，在盾构下穿段深度无法核实，施工前通过管线仪判定大致区域，然后通过钻孔方式直接打到航煤管道上才确认深度，钻头为塑料钻孔。从发现航煤管道，到判定航煤管道，设计上重新调整纵坡，施工上编制以深层分层监测为核心的施工方案，最终安全、顺利的通过了航煤管道段。
1.1 工程地质条件
盾构施工的该段地层主要不良地质作用为区域地面沉降、浅层天然气、厚层填土以及软土地基强度低、稳定性差，易产生不均匀沉降和变形大等问题。
下穿航煤管道处主要地层分布为：①2粘土、①3淤泥质粘土、②2a淤泥质粘土、②2c淤泥质粉质粘土、⑤1层粘土，盾构下穿⑤1层粘土层，隧道埋深12 m，管道埋深约10 m。
1.2 管道概况
镇海炼化-宁波机场航空煤油输油管道全长50 km，采用Ф219.1*6.3 mm的高频直缝电阻焊钢管，钢级为L245MB，焊缝抗拉强度为485 MPa。输油时出口处压力2 MPa，油库入口压力0.2 MPa，输油频率为每个月3～4次，每次间隔时间3～4天。
航煤管道采用拖拉管施工，隧道正交段管道施工长度为522 m，入土点距离隧道157 m，入土点位于航空路路边，金星物流门前，出土口位于机场跑道外的菜地内。管道埋深约10 m，埋深地层为②2c淤泥质粉质粘土层（如图1）。
2 监测点布置
地面监测点埋设，线路上方中线点5环一个监测点，横断面监测点布置3排，第一排位于200环，断面监测点7个，第二排位于205环，断面监测点3个，第三排位于210环，监测点3个，监测点间距2.4 m，在194环、202环分别埋设深层沉降监测点，埋设深度8 m。
3 盾构机过航煤管道过程地面监测分析及措施
3.1 参数试验段
1月30号，掘进190环时，盾构机距离航煤管道16环，刀盘距离航煤管道13.2 m时，刀盘前地面沉降变化在2 mm内，沉降监测变化图如图2。
1月31号，掘进193、194环、195环时，分别监测沉降变化，195环时盾构机刀盘距离航煤管道7 m左右，盾构机掘进参数，推力850左右，注浆压力0.34 MPa，上部土压控制在0.12，注浆量3 m，地面监测沉降变化 如图3。
夜班掘进到197环时，刀盘距离航煤管道4.5 m，盾构机掘进参数，推力780～800左右，注浆压力0.32 MPa，土压控制在0.12，注浆量3 m，测量地面沉降变化如图4。
3.2 参数确定段
2月1号早晨第199环开始掘进时间17点35分，8点20结束掘进，盾构机掘进参数，推力790～810左右，注浆压力0.32 MPa，土压控制在0.12，注浆量3 m，刀盘距离航煤管道2.1 m左右，地面监测沉降变化在2 mm之内如图5。
掘进200环前，刀盘距离航煤管道0.9 m，地面沉降监测变化在1 mm之内（如图6）。
200环处横断面监测沉降变化量如图7。
在掘进201环后，盾构机掘进参数，推力790～820左右，注浆压力0.33 MPa，土压控制在0.12，注浆量3 m，刀盘穿过航煤管道1.5 m，地面沉降变化累计-1.6 mm，地面上升最大1.45 mm（如图8）。
掘进202环后，刀盘穿过航煤管道2.7 m，盾构机掘进参数，推力780～820，注浆压力0.33 MPa，土压控制在0.12，注浆量3 m，地面监测最大变化在200环处，下沉-2.3 mm（如图9）。
2月1日晚上掘进205环后，刀盘远离航煤管道6 m，盾构机掘进参数，推力770～790，注浆压力0.32 MPa，土压控制在0.12，注浆量3 m，地面累计沉降变化在5 mm之内，沉降部分都在盾构机盾体上部和刀盘前面（如图10）。
3.3 通过后
2月2号，白班掘进209环时盾构机掘进参数，推力790～810左右，注浆压力0.32 MPa，土压控制在0.12，注浆量3 m，盾构机盾尾穿过航煤管道1.1 m（如图11、12）。
4 深层分层监测分析
盾构机通过航煤管道后，对200环、205环、210环监测结果进行比较，在累计沉降变量中，分析出掘进过程中地面有下沉，通过后变化趋于上升，最后保持稳定，地面最大变化量下沉5 mm，盾构机掘进推力800左右、土压0.12、出土量38方、注浆量都是3 m，在埋深12 m的地层中掘进参数适合，保证地面沉降控制在规定范围之内（如图13）。
在盾构机下穿航煤管道过程对200环断面监测，数据显示，盾构机通过断面过程中，单次变化地面隆起在1 mm内，下沉在3 mm内，沉降变化较小（如图14）。 在盾构机下穿航煤管道过程对205环断面监测，数据显示，盾构机通过断面过程中，单次变化地面隆起在2 mm内，下沉在4 mm内，沉降变化较小（如图15）。
在盾构机下穿航煤管道过程对215环断面监测，数据显示，盾构机通过断面过程中，单次变化地面隆起在2 mm内，下沉在5 mm内，沉降比较稳定（如图16）。
在200环、205环、210环的累计沉降变量中，沉降变化隆起最大达到4 mm，下沉最大在5 mm，保证地面沉降控制在规定范围之内。
194环埋设深层监测管，深层监测管有两个监测深度，上部3.1 m，下部7.6 m。盾构机通过深层监测管时，多次测量，沉降变化如图17、18。
盾构机在1月30日2点刀盘到达194环深层沉降管处，根据监测数据显示，30号监测单次变化隆起6 mm，通过后下沉6 mm，31号监测数据变化很小，变化在2 mm左右，盾构机穿过时，对隧道上部2 m左右的扰动变化在6 mm左右（如图19、20）。
盾构机在1月31号21点刀盘到达深层沉降管处，监测变化上部2.3 m处上升4 mm，下部上升4 mm，穿过管道后，监测变化上部在3 mm左右，下部变化在2 mm左右，通过上述数据，显示，盾构机在通过两个深层沉降管时，对于地下7 m多处，沉降变化很小，在盾构机掘进过程中，刀盘对上部两米多部分的土体扰动较小，变化值最大都在5 mm左右。通过后注浆部分对土体的扰动很小，变化在2 mm左右。
在盾构机下穿航煤管道的过程中，我们在掘进196～203环过程中，对每一环进行了4次取样，经过检测，取土样品没有油质在里面，土质无变化。航煤燃油管道没有发生渗漏等现象。
5 结语
对于近距离下穿重要管线，地面变化较为滞后，而软土地层的流变性使得地面监测的数据无法判定管线地层的实际变形情况，通过深层监测方式，将管线地层的实际变形情况形象、具体的表现出来，可以直接用于调整施工参数和判定管线安全状况。深层监测的布置最好布置在到达管线之前，这样才能起到调整参数的作用。随着地铁施工的大规模开展，在城市中下穿的重要风险源也越来越多，精细化的控制地面沉降，已成为地铁施工中不得不面临的课题，通过此次盾构下穿航煤管道的实施，为相似工程可提供一定的参考经验。