云图监测系统在地铁隧道内壁后注浆施工中的应用

周 帆

(上海岩土工程勘察设计研究院有限公司，上海 200438)



云图监测系统在地铁隧道内壁后注浆施工中的应用

周 帆

(上海岩土工程勘察设计研究院有限公司，上海 200438)

根据南京地铁2号线某区间盾构隧道壁后注浆加固云图自动化监测实例，介绍了自动化测距仪远程监测系统在隧道内壁后注浆过程中进行单圆隧道直径收敛监测的应用，并通过全站仪人工收敛监测数据对其进行检校对比，结果表明，该云图自动化监测系统所获数据具有较高精度，可及时判断地铁隧道结构的安全性，胜任隧道壁后注浆的监测工作。

云图监测系统，壁后注浆，自动化，远程监测

1 工程概况

南京地铁自2005年1号线建成通车，随着经济的快速发展，近年来南京地铁线路总长258 km。鉴于南京地铁隧道庞大的运营网、特殊的埋设环境和长江漫滩软土的地质条件，南京地铁盾构隧道因自身错缝拼装的原因，运营期间容易发生管片渗漏、裂缝、道床沉降等，同时在地铁隧道沿线深基坑土方开挖，基坑内降水，引起地铁隧道土体扰动，直接影响了运营期的地铁隧道结构安全和运营安全，因此需通过在地铁隧道内壁后面进行双液注浆加固，将地铁隧道管片从横鸭蛋型慢慢回缩，减小隧道管片收敛对地铁结构的影响。

本文通过利用本公司自主研发的云图自动化监测系统，对隧道内壁后注浆进行实时的收敛监测。云图监测系统可以实时进行数据采集、传输和处理分析，指导现场注浆的施工，并通过全站仪人工收敛监测数据对其进行检校对比。

2 云图监测系统介绍

2.1 云图在线数据服务

本系统是基于网络传输、移动通讯、网络数据库、数据分析、自动预测预警等高新技术，综合了监测、管理、多媒体等多种信息的灵活、智能、高效的工程建设管理系统。基于安全管理系统采集上的数据，专业人员可以在平台上针对数据进行各种自动化的专业分析，绘制各种专业曲线，历史数据对比分析等。

整套系统由三大部分组成：数据处理层，安全预警层及领导管理层。通过安全管理系统的平台，以满足监测信息系统的使用需求及安全管理的需要，轻松实现其工程的安全监测，并接受上层领导的控制和管理，也能方便与其他自动化系统(如第三方安全管理平台或其他三维立体系统)的嵌入或结合，支持多种方式的查询和检索。

2.2 云图自动化监测

自动化测量，对于安装了自动化设备的项目，可以实时采集现场自动化设备的监测数据，实现全过程的实时跟踪监测。针对地铁隧道壁后双液注浆，我公司在隧道内壁上安装了自动化测距仪设备，对隧道管片收敛进行自动化的监测，搭载云图平台，通过远程自动化数据采集传输，将注浆期间隧道管片收敛的数据实时传到云图系统上，在云图系统上自动生成报表和数据曲线图，方便注浆施工方实时查看隧道收敛变化，指导隧道内壁后注浆工作的进行。云图自动化监测成果图如图1所示。

3 隧道壁后注浆项目实例

3.1 壁后注浆项目概况

南京地铁2号线附近某项目基坑面积约91 900 m2，周长约1 255.3 m，开挖深度为18.3 m。距离地铁2号线6号出入口为15.0 m、距离2号线隧道区间约为56.1 m。此区间隧道结构前期已产生了较大的变形，近期受该基坑项目开挖的影响，对地铁隧道结构又产生了不同程度的变形，根据前期隧道直径收敛普查结果显示，项目保护区内隧道管片收敛大于7 cm共125环，其中最大收敛值达到9.6 cm。由于此地铁区间隧道位于河西主干道江东路正下方，若进行隧外微扰动注浆施工，注浆区域将涉及江东路主干道，需对路面进行封闭，并涉及大量市政管网线、绿化等，因此为确保地铁隧道结构稳定，保障运营安全，需要对此区间隧道进行隧道内壁后注浆加固，使隧道管片收敛恢复到正常值范围内。

3.2 隧道内壁后注浆施工工艺

在地铁隧道内壁环片的预留注浆孔上进行壁后注浆，将注浆管打至地铁公司要求的深度，再进行壁后双液注浆加固。其壁后注浆工艺如图2所示。

3.3 云图系统实时监测

地铁隧道管片收敛采用云图系统中的自动化测距功能，在注浆过程中测量隧道结构水平直径方向的长度测量值，实现对隧道结构直径收敛变形的实时监测。应地铁公司要求，除了对注浆环的管片收敛进行监测，还需对注浆环左右相邻5环进行实时监测。本次监测范围为上行线(右线)隧道监测环号S002～S020，共19环；下行线(左线)隧道监测环号X010～X037，共28环；上下行线共监测47环(见图3)。

3.4 云图监测效果与分析

本次隧道内壁后注浆通过上海岩土工程勘察设计研究院有限公司自主研发的云图自动化监测系统，远程采集隧道收敛数据，远程控制自动化测距仪进行收敛实时测量，得出壁后注浆期间隧道管片收敛的变形值，生成变化曲线，有效的指导了壁后注浆施工。

上行线经注浆施工44孔后，隧道环收敛出现不同程度的回缩，回缩量达4 mm～8 mm，环片最终收敛值在21 mm～76 mm范围内。本次隧道内壁后注浆，通过预留的注浆孔对隧道壁后土体进行压力注浆，对隧道管片形成了一个定向的推动力，有效的固结了隧道管片周围土体，迫使隧道管片产生回缩，抵住外界基坑开挖带来的土体扰动影响。

隧道内壁后注浆云图系统监测成果如图4所示。

注浆期间，为了验证云图系统监测成果的可靠性和稳定性，在壁后注浆的同时，我公司定期的利用人工全站仪监测对云图自动化系统监测的成果进行校核，保证壁后注浆期间，监测数据精确可靠。

人工监测和云图自动化系统监测成果对比曲线图见图5。

根据图5可知，云图自动化系统监测成果与人工全站仪监测成果对比变化曲线基本一致，隧道内壁后注浆期间，云图自动化系统监测能满足注浆施工的要求，能实时、准确、高效率的反映隧道内管片收敛真实的变化情况，避免了壁后注浆对隧道管片的进一步破坏。

4 结语

本文介绍了在隧道内壁后注浆期间，应用云图自动化系统实时监测地铁隧道管片收敛，及时的反映了壁后注浆对地铁隧道管片结构的影响程度，云图自动化系统监测效果显著，满足注浆施工要求，可得出结论如下：

1)云图自动化系统监测能够实时提供注浆期间的收敛数据，弥补人工全站仪监测的不足，不受作业时间的限制，在注浆期间能对隧道管片收敛进行安全监测。

2)云图自动化系统监测具有高精度、高效率、快捷方便的优点，其监测成果能与人工全站仪监测的成果吻合良好，成果可靠，为地铁隧道结构变形提供了技术支持，宜在地铁结构安全监测中得到应用。

[1] 高 永.微扰动双液注浆纠偏技术在南京地铁盾构隧道病害治理中的应用[J].城市轨道交通,2015(6):109-112.

[2] 阮顺良,胡士兵.基坑工程对邻近地铁隧道影响及控制措施研究[J].现代隧道技术,2012,49(1):100-104.

[3] 王如路.上海软土地铁隧道变形影响因素及变形特征分析[J].地下工程与隧道,2009(1):1.

[4] 唐继民.自动化监测技术在隧道受损修复工程中的应用[J].测绘通报,2014(12):86-88.

[5] 邓指军.双液微扰动加固注浆试验研究[J].地下空间与工程学报，2011(7)：1344.

[6] 万战胜,朱岱云,夏永旭.盾构隧道壁后注浆对地表沉降影响数值模拟研究[J].河北工业大学学报，2011,40(1)：110-113.

[7] 武胜林,邓洪亮,陈凯江,等.隧道监测数据信息化技术及应用研究[J].测绘通报,2013(8):25-27.

[8] 袁小会,韩月旺,钟小春.盾构隧道壁后注浆压力分布模型[J].西南交通大学学报，2011,46(1)：18-23.

[9] 王如路,刘建航.上海地铁监护实践[J].地下工程与隧道,2007(1):27.

[10] 许舒荣.上海某地铁旁通道融沉注浆效果分析[J].山西建筑，2010,36(4)：296-297.

Application of Yuntu monitoring system in post grouting reinforcement of inner wall subway tunnel

Zhou Fan

(ShanghaiGeotechnicalInvestigations&DesignInstituteCo.,Ltd,Shanghai200438,China)

Image automatic monitoring according to the example of grouting reinforcement of Nanjing metro shield tunnel line 2 wall, introduces the remote monitoring system of automatic range finder using single circle diameter of tunnel convergence monitoring in tunnel wall grouting process, and the total station artificial convergence monitoring data for the calibration and comparison. The results show that the image data from the automatic monitoring system with high precision, timely judgment of the subway tunnel structure safety monitoring work, grouting tunnel wall.

Yuntu monitoring system, wall grouting, automation, remote monitoring

1009-6825(2017)10-0199-02

2017-01-20

周 帆(1991- )，男，助理工程师

U457.3

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