越江公路隧道沉降监测超报警值分析研究以上海龙耀路越江隧道为例

刘武清

上海益基房地产开发有限公司

摘要:本文中主要以上海徐汇区某建设工程项目深基坑施工时，对其临近的龙耀路越江公路隧道造成的影响，引起越江公路隧道南匝道沉降监测超报警值进行分析研究，供日后其它类似项目施工遇到类似问题时参考。

关键词:深基坑、越江隧道、监测、变量、检测；

1、引言

滔滔不绝的黄浦江水蕴育着美丽繁华的大上海，同时也将上海分隔为“浦东”和“浦西”两个部分，连接上海的“浦东”和“浦西”除了跨江桥梁之外就是越江隧道，据统计目前越江隧道的数量有19条。随着城市的发展，在越江隧道两侧进行房地产开发建设的建筑工程越来越多，尤其在上海这样寸土寸金的城市进行房地产开发建设，深基坑开挖项目或超高层建设项目占多数。

2、关于越江隧道监测变形量超报警值产生的因素及病害问题的影响

土方正式开挖后，随着基坑内土方的挖出坑内应力的释放，地下连续墙测斜监测局部监测累变量出现报警基坑变形，坑内承压水的抽出降低，局部地连墙接缝处出现渗水引起坑外微承压水下降，不可抗力因素引起的土方开挖暂停，再加上土方车及混凝土运输车等重型运输车辆对基坑周边频繁行驶碾压，综合因素导致基坑外路面垂直位移沉降报警，将波及到基坑一侧越江隧道的竖向位移累计变量报警。

基坑内围护支撑、栈桥拆除施工也是影响基坑周边环境变化的重要因素，基坑内大地板基础全部浇筑完成7天之后也将停止承压水抽取，一般情况下基坑将处于安全状态，同时基坑外周边环境变化也将趋于稳定。但随着基坑结构的回筑施工需要，基坑支撑也将从下往上逐步逐步拆除，通常采用镐头机破碎或静力链条锯切割的办法进行支撑拆除，静力链条锯切割的办法对周边环境影响最小，但对于围檩、支撑与格构柱的交叉处等边角地带不易采用链条锯切割拆除，而需采用镐头机破碎拆除，镐头机破碎拆除施工时将产生土体震动波，有机会再一次加剧原本基坑开挖时周边环境的位移沉降，同时影响到基坑一侧越江隧道沉降缺陷变量值的进一步扩大，对隧道安全运行带来危害。

越江隧道属于政府部门的重大民生工程，如持续沉降引起开裂带来隧道结构安全隐患，社会负面影响极大，不容丝毫忽视。越江隧道病害区域需加密监测频率，分析监测数据变化趋势，邀请隧道权属单位认可的第三方检测单位对越江隧道结构安全进行检测、评估，并探勘土层脱空情况，根据检测结果对缺陷进行抢修施工，确保越江隧道安全运行。

3、基坑施工引起越江公路隧道沉降监测超报警值分析

3.1建设项目背景

本项目位于上海市徐汇区，基坑总建筑面积约17410㎡，分为Ⅰ区（约12520㎡）基坑和Ⅱ区（约4890㎡）基坑两个基坑进行施工，Ⅰ区位于场地北侧，Ⅱ区位于场地南侧，采用厚度1000mm、深度55m地下连续墙加三道混凝土支撑的围护体系，塔楼区域基坑开挖深度19.20m，裙楼及地下室普遍区域基坑开挖深度16.90m。基坑北侧龙耀路下分布着龙耀路越江隧道，其中龙耀路越江隧道南、北主线埋深9m~10m，距离基坑围护外边线约43m，南侧匝道埋深1.3m~9m，距离基坑围护外边线约32m，后附附图一在建项目与龙耀路越江隧道位置关系平面图，供参考。

附图一

3.2基坑施工影响越江隧道南匝道变形量超监测报警值分析

3.2.1越江隧道交通安全保护区《施工行政许可》办理

本项目基坑与越江隧道南匝道最近距离为32m处于隧道保护区（50m）范围之内，基坑开挖施工前需由总承包单位、基坑设计单位分别编制《基坑施工对隧道的施工专项保护方案》、《基坑支护对隧道的设计专项保护方案》，隧道专业监测单位编制《隧道监测专项方案》，并由建设单位组织召开专家评审会对保护及监测方案进行评审，评审通过后整理资料办理越江隧道交通安全保护区《施工行政许可》。

3.2.2越江隧道监测点位选取及监测数据分析

1）纵观整个项目建设周期内，龙耀路越江隧道南、北主线水平及垂直位移监测数据及南匝道水平位移监测数据日变量（报警值：±2mm）及累变量（报警值：±10mm）均未出现超报警值现象，这里不深入研讨；

2）越江隧道南匝道自东向西选取三个点位，分别是：隧道东（ZS23）、隧道中间（ZS10）、隧道西（ZS2）；

3）基坑周边环境监测垂直位移变形量典型点位：处于龙耀路辅道⑤3层观测井水位（SW08）、处于基坑边④2层观测井水位（SW10）、基坑北侧近ZS2点④2层观测井水位（SW02）、基坑北侧近ZS2点⑤3层观测井水位（SW03），以及基地内近ZS2点管线垂直位移以及地连墙四周测斜位移变形量最大值，见附图二。

附图二

4）基坑施工工况与基坑周边环境沉降数据分析：

本项目2017年6月28日完成第一道支撑栈桥混凝土浇筑，2017年7月12日开始第二层土方开挖，第二道支撑混凝土于2017年7月26日浇筑完成，通过专业监测数据报告可见，龙耀路隧道南匝道以及基坑周边承压水位、上水管线、地面沉降以及基坑四周的地连墙测斜点位监测数值累计变量均未出现报警。

第三道支撑混凝土于2017年8月16日浇筑完成，通过专业监测报告可见，上水水管垂直位移（GSS07累计变量-12.51mm）于8月2日首先报警、龙耀路辅道路面垂直位移（DM5-5累计变量：-36.63mm）于8月12日首先报警、基坑北侧地连墙测斜（CX04累计变量：-53.59mm）于8月12日首次超报警值，上述监测点位监测日变量亦持续出现报警情况，其它监测点位均出现不同程度沉降，此后亦同样出现报警。

基坑土方工程于2017年9月14日全部挖完并外运，于2017年10月8日完成基坑内基础大地板混凝土浇筑，于2017年10月15日停止基坑内承压井降水。通过隧道专业监测报告可见，隧道南匝道西沉降累计变量：-10.23mm，于2017年9月13日首次超报警值，并日变量亦出现报警情况。后附附图三土方开挖阶段位移-时间曲线图综合分析发现，10月8日基坑基础混凝土浇筑完成前，基坑外承压水观测较为稳定，并且基坑围护桩测斜监测、基坑周边管线、地面监测累计变形量已出现趋于缓和状态。而隧道南匝道ZS2点自2017年9月13日累计变量-10.23mm报警开始计算，至10月8日累计变量达到-35.31mm， 25日历天时间沉降量为25.08mm，日平均变量为-1.003mm；至10月15日停止基坑降水，累计变量达到-45.00mm，32日历天时间沉降量为34.77mm，日平均变量约为：-1.08mm，可见隧道南匝道口沉降存加大趋势。

附图三

于2017年10月18日开始拆除第三道混凝土支撑，同时地下室分片区展开地下室结构回筑施工，2017年11月16日完成地下室B3层结构混凝土浇筑，2017年11月26日完成地下室B2层结构混凝土浇筑, 通过隧道专业监测报告可见，隧道南匝道西（ZS2）沉降累计变量：-106.86mm。自2017年9月13日累计变量（-10.23mm）报警开始计算，75日历天时间沉降量为96.63mm，日平均变量为：-1.28mm，可见隧道南匝道口沉降趋势继续加大。

于2017年12月11日拆除完成第二道混凝土支撑，2017年12月11日完成地下室B1层结构混凝土浇筑；于2018年1月8日拆除完成第一道混凝土支撑及栈桥后，2018年1月27日完成地下室B1夹层结构混凝土浇筑，即地下室±0.00结构完成。通过隧道专业监测报告可见，隧道南匝道西（ZS2）沉降累计变量：-122.65mm。自2017年9月13日累计变量（-10.23mm）报警开始计算，138日历天时间沉降量为112.42mm，日平均变量为：-0.815mm，此时已小于报警前日平均变量（-1.003mm），判断隧道南匝道口沉降趋势收敛和稳定。

按照《隧道监测专项方案》规定，地下室结构出±0.00前隧道监测频率为1天/次，地下室出±0.00后塔楼及裙房施工阶段隧道监测频率为7天/次，于2019年7月14日本项目塔楼（共62层）结构封顶。通过隧道专业监测报告可见，隧道南匝道西（ZS2）沉降累计变量：-149.89mm，自2017年9月13日累计变量（-10.23mm）报警开始计算，670日历天时间沉降量为139.66mm，日平均变量为：-0.208mm，远远小于地下一层施工阶段日平均变量，判断隧道南匝道口沉降处于稳定状态，后附附图四土方开挖至塔楼结构封顶阶段隧道南匝道及基坑周边环境沉降位移-时间曲线图，供参考。

附图四

3.2.3越江隧道监测点变形量超监测报警值原因分析

1）本次沉降主要发生在越江隧道南匝道（入口）敞开段，经获悉自匝道口往下约30m敞开段设计无桩基，该越江隧道于2010年4月15日建成通车，至今约7年时间无桩基敞开段底部土体存在未完全固结之可能，如周边环境发生变化易引起匝道入口段沉降变形。

2）本项目处于该区域大规模开发建设的核心地段，越江隧道辅道是周边多个在建工程项目的土方、泥浆车、混凝土等运输车辆以及其他社会车辆的必经之路，长期受重型车辆的碾压，引起隧道辅道地面出现较明显的沉降，同样易引起匝道入口段沉降变形。

3）查看周边环境监测报表或“位移-时间曲线图”显示，基坑围护桩测斜监测、基坑周边管线、地面监测等基坑北侧个别区域自土方开挖开始一段时间即出现累计变量超报警值，至基础底板浇筑完成，基坑变形趋于平稳状态，同样对隧道的影响也将趋于收敛。

4）由于基坑开挖阶段不可抗力的天气以及社会活动影响，存暂停土方开挖和暂停混凝土浇筑作业，致使基坑暴露时间变长，对周边环境沉降产生一定影响，亦有机会连带影响隧道沉降。

5）自开始抽承压水至停止抽水，坑外承压水水位下降1~1.5m左右，降幅在正常波动范围内，因此基坑内配合挖土承压水降压对匝道沉降的影响较小。

3.2.4越江隧道沉降变形后应急处理及维修措施

1）自越江隧道南匝道竖向沉降超报警值开始，立即对越江隧道辅道沉降开裂段满铺3cm厚钢板，以减少由于重型机动车行走对隧道的影响。

2）组织各参建单位人员轮流值班，监督基坑土方开挖顺序、基坑降水等重要施工严格按照专项方案实施，同时经设计同意支撑提高混凝土强度等级并加入早强剂以加快基坑支持施工进度。

3）聘请有资质且得到隧道权属单位认可的第三方结构检测单位对隧道匝道沉降区域进行结构安全检测，并探测隧道匝道底部是否存脱空隐患区，施工单位编制《项目基坑、周边管线、隧道沉降安全性论证报告》，组织专家论证。

4）建设单位组织专业检测单位对隧道辅道之上的电缆、上下水管线以及隧道辅道路基进行专业检测，并对病害区域采取有针对措施进行维修。

5）越江隧道南匝道以及辅道里面开裂区域，根据检测报告由专业单位进行压密注浆施工，并灌填密实裂缝，抛铣旧路面沥青层，重新铺设沥青面层。

结束语

本项目基坑施工造成龙耀路越江隧道南匝道沉降影响，已完全按照相关部门要求完成善后维修工作，目前越江隧道运行情况一切良好，本建设项目亦计划于2021年中旬完成竣工验收，拟申请绿色三星及LEED金奖认证。

参考文献：

[1]李纳.上海越江公路隧道沉降及收敛变形监测研究. CNKI:SUN:GCJS.0.2019-10-048, [J]

[2]《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）[S]

[3]《城市桥梁、隧道安全保护区域技术标准》（2010年06月）[S]

撰写日期：2021年3月