武漢軌道交通二號線二十標區(qū)間盾構工程監(jiān)測方案武漢市政建設集團有限公司軌道交通二號線一期工程第二十標土建項目部2011年4月目錄一、 工程概況11.1 工程概述11.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件11.3 周邊環(huán)境概況3二、施工監(jiān)控量測方案52.1 編制依據(jù)52.2 監(jiān)測目的52.3 監(jiān)測項目62.4 監(jiān)測測點布設62.5 監(jiān)測點埋設與測試方法72.6 監(jiān)測頻率、精度與預警值9三、 監(jiān)測數(shù)據(jù)整理、分析與反饋93.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)整理93.2 數(shù)據(jù)處理與成果分析93.3 數(shù)據(jù)反饋與報告提交10四、 擬投入的人員與儀器設備10五、 組織機構和保障措施125.1 組織機構和職責125.2 進度和質(zhì)量保證措施125.3 落實責任制的主要措施12一、 工程概況1.1 工程概述中南路站石牌嶺站區(qū)間起點為中南路站南端，線路沿中南路向南，至武珞路折向東，終點為石牌嶺站西端。線路總長1194.9m（雙線）。水平線間距813m。石牌嶺站街道口站區(qū)間基本沿武珞路道路中心布置，石牌嶺站與街道口路站均為地下兩層車站。二號線區(qū)間線路總長1049m（雙線）。1.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件1.2.1區(qū)域地質(zhì)概況武漢地區(qū)位于淮陽山字型弧頂西側與華夏構造復合部位，也處于山字型構造上的新華夏系第二沉降帶。燕山運動在本區(qū)遺留的構造形跡表明，本區(qū)內(nèi)主壓應力為近南北向，因此形成了一系列近東西向的壓性結構面和相伴而生的近東西向壓性斷層、北北西及北北東的壓扭性、張扭性斷層。1.2.2 工程地質(zhì)（1）中南路寶通寺站區(qū)間本標段通過地段屬長江級階地地貌，地面標高變化在22.1235.98m。通過鉆孔揭露地層巖性主要分層分布如下： 雜填土：表面為瀝青路面，其下為礦渣、碎石及粘性土墊層；居民區(qū)內(nèi)的填土為稍密狀態(tài)。厚度0.303.80m。 素填土：黃褐色，主要由粘性土組成，含少量碎石、角礫等硬雜質(zhì)。居民區(qū)內(nèi)的填土為稍密狀態(tài)。厚度0.704.50 m。 粉質(zhì)粘土：黃褐，可塑硬塑，含黑色鐵錳氧化物及灰白色高嶺土。部分并含有510的砂巖碎塊，碎塊粒徑為560mm。厚度0.815.8m不等。 圓礫：主要由石英巖、燧石組成，磨園度一般，呈亞圓形，粒徑為530mm，含量在80，充填物為粘性土，以透鏡體形式分布于11-2層中。厚度3.5010.00m不等。 粉砂質(zhì)泥巖：黃褐色灰色，強微風化。主要由水云母組成，并含少量石英粉砂、白云母、白鈦石，泥質(zhì)結構、薄層狀構造，裂隙發(fā)育，巖芯破碎，層面及裂隙面上有黑色氧化鐵薄膜。 砂巖：草黃色，強微風化，為石英雜砂巖，主要成分為石英，含少量頁巖、硅質(zhì)巖屑，硅質(zhì)及鐵質(zhì)膠結，砂質(zhì)結構，層狀構造。巖石裂隙發(fā)育,裂隙面上有黑色氧化鐵薄膜；巖層極破碎較完整。本區(qū)間在級階地中，又發(fā)育有多條沖溝，沖溝內(nèi)分布有可塑軟塑狀態(tài)粉質(zhì)粘土（地層代號6-1、6-1a）。另外勘察還揭露有卵石和斷層角礫巖分布，右ZK20+190m處是五通口斷層通過地帶，斷層活動情況在進一步研究中，總體上看地層巖性較為復雜。（2）寶通寺站街道口站區(qū)間本標段通過地段屬長江級階地及剝蝕殘丘地貌。鉆探揭露區(qū)間主要地層情況如下： 雜填土：表面為瀝青路面，其下為礦渣、碎石及粘性土墊層。厚度0.404.30 m。 素填土：黃褐色，主要由粘性土組成，含少量碎石、角礫等硬雜質(zhì)。厚度0.404.50m。 粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑硬塑，含黑色鐵錳氧化物及灰白色高嶺土。厚度0.608.00m。 含碎石粘土：棕紅色，硬塑，含黑色鐵錳氧化物,碎石含量510%左右，粒徑大小一般為20100mm，巖性為堅硬的石英砂巖。厚度2.605.40厚度m。 粉砂質(zhì)泥巖：黃褐色灰，主要由水云母組成，并含少量石英粉砂、白云母、白鈦石，泥質(zhì)結構、薄層狀構造，裂隙發(fā)育，巖芯破碎，層面及裂隙面上有黑色氧化鐵薄膜。強微風化，巖層產(chǎn)狀065。1.2.3 水文地質(zhì)（1）中南路寶通寺站區(qū)間中南路寶通寺區(qū)間地下水類型主要為上層滯水、承壓水和基巖裂隙水三種類型。上層滯水主要賦存于人工填土之中，大氣降水及附近居民生活用水是其主要補給來源。其地下水位埋深0.623.40m，相當于標高22.3230.22m。該層地下水由武珞路向中南商城大廈低洼地段排泄。承壓水主要存在于粉砂、圓礫及卵石層（地層代號11-1、11-2、12）之中，該處粉砂層粘粒含量較高，其平均值為c14.716.1，致使其滲透性降低，水量較小。從Jz4-06-ZS-04鉆孔觀察：該場地承壓水水頭高度為6.76m，相當于標高21.07m，遠高于粉砂層層面，屬承壓水。從該孔注水試驗結果，粉砂層的滲透系數(shù)K=2.10m/d。下部卵石層中充填有較多粘性土，水量也較小?；鶐r裂隙水存在于丁字橋路武珞路一帶的基巖裂隙之中。需要特別指出：丁字橋路一帶（右AK20+250350m）分布的基巖為砂巖，裂隙十分發(fā)育，鉆探時有明顯漏水現(xiàn)象，可見，該地段巖石裂隙連通性較好，地下水量較大，對施工有較大影響。右AK20+350m至寶通寺車站下覆巖石均為粉砂質(zhì)泥巖，基巖裂隙水主要存在于裂隙發(fā)育的強風化及中風化巖石之中，水量較小。微風化巖石完整性好，僅有少量裂隙發(fā)育，水量更小。從對工行廣場工程勘察所取的上層滯水、承壓水水樣及本次勘察在寶通寺街道口區(qū)間Jz4-06-SJ-08鉆孔所取水樣的分析資料表明：該處上層滯水及承壓水對混凝土結構、鋼筋混凝土結構中的鋼筋均無腐蝕性，對鋼結構具有弱腐蝕性。（2）寶通寺站街道口站區(qū)間寶通寺街道口區(qū)間地下水類型主要為上層滯水和基巖裂隙水兩種類型。上層滯水主要賦存于人工填土之中，大氣降水及附近居民生活用水是其主要補給來源。其地下水位埋深1.053.75m，相當于標高25.2231.65m。該層地下水沿武珞路向街道口低洼地段排泄?；鶐r裂隙水主要存在于裂隙發(fā)育的強風化及中風化粉砂質(zhì)泥巖之中，水量較小。微風化巖石完整性好，僅有少量裂隙發(fā)育，水量更小。根據(jù)本次勘察在寶通寺街道口區(qū)間Jz4-06-SJ-08鉆孔所取水樣的分析資料表明：該處上層滯水及承壓水對混凝土結構、鋼筋混凝土結構中的鋼筋均無腐蝕性，對鋼結構具有弱腐蝕性。1.3 周邊環(huán)境概況1.3.1 周邊道路條件中南路及武珞路道路紅線寬度均為60m，中央機動車道寬21m，車道中間無綠化隔離帶，機動車道兩側各設3m寬綠化隔離帶、7m寬非機動車道及9m寬的人行道。現(xiàn)狀道路已實現(xiàn)規(guī)劃，因是商業(yè)繁華地區(qū),道路車流、人流都較大，是武昌地區(qū)的主要城市交通干道。1.3.2 建（構）筑物（1）中南站寶通寺站區(qū)間本段區(qū)間位于武昌繁華地區(qū)，地面建筑密集，多高層建筑物眾多，與區(qū)間臨近的重要建筑物主要有： 工行廣場：寫字樓，地上2628層，地下3層，框剪，筏基，基礎埋深12m，線路平面最小距離8m，線路埋深22m，基底豎向凈距5m； 聚華豪廷，住宅，地上28層，地下2層，框剪，筏基，基礎埋深9m。線路平面最小距離6m，線路埋深22m，基底豎向凈距8m； 南方帝園，寫字樓，地上31層（裙樓4層），地下2層，框剪，筏基，基礎埋深10m。線路中心線距高層建筑平面最小距離25m，區(qū)間施工對其基本無影響； 中南花園酒店，地上26層，天然基礎，區(qū)間下穿多層建筑，線路埋深20m，基底豎向凈距1314m，土體開挖對其基本無影響。對于重要地面建筑物應重點布設監(jiān)控點，加強觀測。（2）寶通寺站街道口站區(qū)間本段區(qū)間位于武昌繁華地區(qū)，地面建筑密集，但地鐵線路主要位于道路正下方，除亞貿(mào)廣場距隧道較近外，其它多層及高層建筑均位于距離地鐵中線20m以外，地鐵區(qū)間隧道埋深較深，區(qū)間施工對周邊建筑物影響較小。 亞貿(mào)廣場（東塔），商業(yè)、辦公樓，地上32層，地下2層，框剪結構，筏板基礎，基礎埋深9m。在施工過程中重點對亞貿(mào)廣場（東塔）進行適當布點，監(jiān)控觀測其變形，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。1.3.3 地下管線地下管線集中分布在道路兩側綠化帶和非機動車道下方，涉及電力、電信、上水、雨污水等，管線埋深淺。由于區(qū)間隧道埋深較深，因此區(qū)間施工對管線基本無影響。二、施工監(jiān)控量測方案2.1 編制依據(jù)（1）地鐵設計規(guī)范（GB50157-2003）（2）城市軌道交通工程測量規(guī)范GB50308-2008（3）城市測量規(guī)范CJJ9-99（4）新建鐵路工程測量技術規(guī)范TB10101-99（5）國家一、二等水準測量規(guī)范GB/T12879-2006（6）地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范GB50299-1999（7）工程測量規(guī)范（GB50026-2007）（8）建筑基坑支護技術規(guī)程（JGJ120-99）（9）建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2002）（10）建筑變形測量規(guī)程（JGB/T8-2007）（11）湖北省深基坑工程技術規(guī)定（DB42/159-2004）（12）武漢市軌道交通二號線一期工程土建招標設計 中南站寶通寺站區(qū)間（13）武漢市軌道交通二號線一期工程土建招標設計 寶通寺站街道口站區(qū)間；2.2 監(jiān)測目的區(qū)間隧道在開挖過程中，必須保證結構的穩(wěn)定性，以確保施工安全。同時還要保證施工不危及基坑周邊建筑物和既有構筑物、地下管線等。為此施工過程中必須采取相應的監(jiān)控保護措施，監(jiān)測的目的主要是： （1）了解盾構管片變形及周邊土體的沉降情況，對結構的穩(wěn)定性進行評價；（2）對地下水位、對地下管線和建筑物的沉降變位等進行監(jiān)控，了解施工對周邊環(huán)境的影響情況；（3）通過獲得的綜合信息，進行施工的日常管理，為優(yōu)化和合理組織施工提供可靠信息，指導施工、改進施工工藝、合理安排施工進度，實現(xiàn)動態(tài)設計和信息化施工；（4）積累資料，為類似工程提供參考。2.3 監(jiān)測項目根據(jù)擬建工程的重要性等級、工程地質(zhì)條件、設計支護及施工方法等，參照設計要求，確定區(qū)間隧道施工監(jiān)測項目。（1）洞內(nèi)洞外觀察（2）地表沉降（3）地面建（構）筑物沉降（4）管片周邊收斂（5）管片沉降（6）拱頂下沉2.4 監(jiān)測測點布設監(jiān)測點平面布設圖見附圖15。管片監(jiān)測的主要監(jiān)測斷面如圖1。管片收斂管片沉降監(jiān)測點a拱頂下沉圖1 管片監(jiān)測斷面各區(qū)間監(jiān)測點布置統(tǒng)計如下：表1 寶通寺站街道口站區(qū)間盾構法隧道測點統(tǒng)計表監(jiān)測項目測點布置單位數(shù)量地面沉降一般地段3060m設置1個斷面，在盾構始發(fā)的100m初始掘進段內(nèi)，宜適當加密，每斷面5-10個測點。個155地面建（構）筑物沉降測點布置在隧道施工影響范圍內(nèi)的建筑物上，根據(jù)建筑物的結構型式確定觀測點，一般布置在建筑物的角點中點及每隔1520m布設。個15管片周邊收斂每20m布置1條測線，每個斷面布置1條橫測線。條35管片沉降每20m布置1個測點。與周邊收斂同斷面布設。個35拱頂下沉每20m布置1個斷面，每斷面1個測點，布置在管片頂部。與周邊收斂同斷面布設。個35表2 中南路寶通寺站區(qū)間盾構法隧道測點統(tǒng)計表監(jiān)測項目測點布置單位數(shù)量地面沉降一般地段3060m設置1個斷面，在盾構始發(fā)的100m初始掘進段內(nèi)，宜適當加密，每斷面5-10個測點。個180地面建（構）筑物沉降測點布置在隧道施工影響范圍內(nèi)的建筑物上，根據(jù)建筑物的結構型式確定觀測點，一般布置在建筑物的角點中點及每隔1520m布設。個63管片周邊收斂每20m布置1個斷面，2個測樁，每個斷面布置1條橫測線。條40管片沉降每20m布置1個測點。與周邊收斂同斷面布設。個40拱頂下沉每20m布置1個斷面，每斷面1個測點，布置在管片頂部。與周邊收斂同斷面布設。個40為滿足現(xiàn)場實際需要，具體數(shù)量將根據(jù)實際情況調(diào)整。2.5 監(jiān)測點埋設與測試方法（1）主體結構與周邊環(huán)境觀察隧道施工后地層的工程地質(zhì)特性、地表及地表裂縫情況。地下水類型、滲水量大小、位置、水質(zhì)氣味、顏色等。（2）基坑周圍地面沉降埋設方法：放出測點位置，鉆穿路面，將土普通水準標識送入路面以下。測試方法：沉降測量在施工影響范圍之外布設23個高程起算點，且均與已知水準點定期聯(lián)測，對起算點定期復核，確保起算點的準確性。測量采用精密水準儀，按國家二等水準要求觀測。以附合或閉合路線在水準路線上聯(lián)測各監(jiān)測點，以水準控制點為基準，測算出各監(jiān)測點標高。（3）周邊建筑物沉降及位移埋設方法：建筑物監(jiān)測點直接用電錘在建筑物外側墻體上打洞，并將膨脹螺栓或道釘打入，或利用其原有沉降監(jiān)測點。見下圖。圖2 周邊建筑物測點埋設示意圖地下管線監(jiān)測點的埋設除能利用原有管線設備點外采用直接點法或間接點法。直接點法即在地下管線頂面與地表之間打設或埋設硬套管，將頂面刻劃“”的鋼筋置入其中，并用粘土或砂將其固定；間接點法即在地下管線相應上方將頂面刻劃“”的道釘打入道路接縫處。測量方法：每次觀測宜形成閉合或附合觀測路線，同時工作中按國家二等水準測量各限差要求進行測量，并符合國家二等水準的各項精度要求。（4）管片周邊收斂埋設方法：按要求放出測點位置，在測點處鉆孔，孔深約為25cm。在孔中填滿水泥砂漿后插入收斂預埋件，盡量使兩預埋件軸線在基線方向上，并使預埋件銷孔軸線處于鉛垂位置，上好保護帽，待砂漿凝固后即可量測。測量方法：采用收斂儀進行量測，量測時應記錄環(huán)境溫度，以便對測得數(shù)據(jù)進行修正。（5）管片沉降埋設方法：按要求放出測點位置，在測點處用鉆孔，將頂面刻劃“”的鋼筋置入其中，并用混凝土填塞，待混凝土凝固后即可量測。測量方法：按國家二等水準要求施測。每次測量時以高程傳遞點為起始點引測。（6）拱頂下沉埋設方法：在每個量測斷面的拱頂中心埋設一自制的鋼筋預埋件。埋設前，先在待測部位成孔，然后將預埋件放入，并用混凝土填塞，待混凝土凝固后即可量測。測試方法：利用收斂尺或鋼尺，一端掛在拱頂自制預埋件上。2.6 監(jiān)測頻率、精度與預警值表3 變形及應力監(jiān)測頻率、精度與預警值表監(jiān)測項目監(jiān)測儀器監(jiān)測頻率極限值監(jiān)測精度累計值（mm）速率（mm/d）地面沉降水準儀掘進面距監(jiān)測斷面前后20m時1次/天；掘進面距監(jiān)測斷面前后50m 時1次/2天；掘進面距監(jiān)測斷面前后50m時1次/周；根據(jù)數(shù)據(jù)分析確定沉降基本穩(wěn)定后，1次/月3030.1mm地面建（構）筑物沉降水準儀3030.1mm管片周邊收斂收斂計環(huán)脫出盾尾后1次/天，距盾尾50m后1次/2天，100m后1次/周，基本穩(wěn)定后1次/月2030.06mm管片沉降水準儀2030.1mm拱頂下沉水準儀、鋼卷掛尺2030.1mm注：極限值的70%為報警值，80%為警戒值。三、 監(jiān)測數(shù)據(jù)整理、分析與反饋3.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)整理每次量測后，將原始數(shù)據(jù)及時整理成正式記錄，并對每一個量測斷面內(nèi)每一種量測項目，均進行資料整理，結合原始記錄表及實際測點圖，整理沉降量、凈空收斂及拱頂下沉隨時間及開挖面距離的變化情況。為使監(jiān)測工作能及時地為工程施工安全提供信息，應對觀測資料進行整理，使之成為便于使用的成果。具體內(nèi)容為：（1） 觀測點平面位置分布圖； （2） 沉降量成果表；（3） 凈空收斂、拱頂下沉時程曲線圖；（4） 凈空收斂、拱頂下沉隨開挖距離曲線；等3.2 數(shù)據(jù)處理與成果分析每次量測后，對量測面內(nèi)的每個量測點（線）分別進行回歸分析，求出各自精度最高的回歸方程，并進行相關分析和預測，推算出最終位移和掌握位移變化規(guī)律，并由此判斷結構的穩(wěn)定性。利用已經(jīng)得到的量測信息進行反分析計算，提供基坑、隧道結構和周圍建筑物的狀態(tài)，預測未來動態(tài)，以便提前采取技術措施，驗證設計參數(shù)和施工方法。觀測成果的分析對基坑施工而言，是極具參考價值的成果。觀測成果的分析目的，就是通過對多期觀測成果進行分析，歸納基坑施工過程中基坑、隧道及其周圍環(huán)境的變形過程、變形規(guī)律、變形幅度以及變形原因，并預報未來變形趨勢及工程安全程度，以達到指導安全施工的目的。觀測成果的分析主要包括：（1）成因分析：成因分析是對結構本身與作用在結構物上的載荷以及觀測本身加以分析，確定變形值變化的原因和規(guī)律。 （2）統(tǒng)計分析：根據(jù)成因分析，對實測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，從中尋找規(guī)律，并導出變形值與引起變形的有關因素之間的函數(shù)關系；（3）變形預報和安全判斷：在成因分析和統(tǒng)計分析的基礎上，可根據(jù)求得的變形值與引起變形因素之間的函數(shù)關系，預報變形的發(fā)展趨勢和判斷基坑及周邊環(huán)境的安全程度。3.3 數(shù)據(jù)反饋與報告提交監(jiān)測數(shù)據(jù)全部輸入計算機，由計算機計算并描繪出各測量對象的變化曲線，快速、及時地反饋給有關單位和人員，實時監(jiān)控基坑施工。在施工過程中，采用日報、周報和月報反饋監(jiān)測成果，當測試數(shù)據(jù)接近監(jiān)控報警值時，立即通知項目部，并主動加密觀測，在基坑施工和隧道工程完成后，提交監(jiān)測監(jiān)控分析總報告。四、 擬投入的人員與儀器設備根據(jù)基坑和隧道工程的特點和施工要求，組建專業(yè)監(jiān)測監(jiān)控組，負責該工程監(jiān)測的計劃、組織和質(zhì)量審核。制定如下人員組織措施：（1）監(jiān)測組由經(jīng)驗豐富的專業(yè)技術人員組成；（2）做好基準點和監(jiān)測點的保護工作；（3）采用專門的測量儀器進行監(jiān)測，并定期標定；（4）測量儀器由專人使用，專人保養(yǎng)，定期檢驗；（5）測量數(shù)據(jù)在現(xiàn)場檢驗，室內(nèi)復核后才上報，并建立審核制度，對采集的數(shù)據(jù)及其處理結果經(jīng)過校驗審核后方可提交；（6）嚴格按現(xiàn)行地鐵設計規(guī)范、基坑工程支護技術規(guī)程、湖北省地方標準等規(guī)范與有關細則操作；（7）根據(jù)測量及分析的結果，及時調(diào)整監(jiān)測方案的實施；（8）測量數(shù)據(jù)的儲存、計算與管理，由專人采用計算機及專用軟件進行；（9）定期開展小組活動，交流信息和經(jīng)驗。儀器設備一覽表見表4，人員組成和職責見表5：表4 儀器設備一覽表設備名稱數(shù)量設備型號產(chǎn)地Neica水準儀1AT-G2瑞士收斂儀1SLJ1中國