1、市軌道交通三號線北延段工程施工 8 標段【龍歸站人和站盾構(gòu)區(qū)間二】土建工程盾構(gòu)隧道施工監(jiān)測方案§1 編制依據(jù)1、市軌道交通三號線北延段工程施工 8 標段工程合同文件 GDJCDG-05212、?盾構(gòu)法隧道工程施工及驗收規(guī)程? DGJ08233 19993、?地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)? GB50308 19994、?地下鐵道工程施工及驗收規(guī)? GB50299-1999 5、?建筑變形測量規(guī)? JGJ/T8976、?土木工程監(jiān)測技術(shù)? 夏才初等編著，中國建筑工業(yè)， 2001.7§ 2 工程概況三號線延長線出龍歸站沿 106 國道繼續(xù)向北行進， 穿過沙坑涌、 北二環(huán)高速 公路

2、、泥坑涌、 流溪河后到人和站。 本區(qū)間為龍歸人和區(qū)間的第二段盾構(gòu)施工 段，由南端風(fēng)井始發(fā)往北掘進至北端中間風(fēng)井吊出，掘進長度為 1750.4 米右 線。本標里程圍 YCK19+830 YCK21+660 ，即南端風(fēng)井終點北端風(fēng)井起點段 盾構(gòu)和南端風(fēng)井；含 4#、5#、 6#聯(lián)絡(luò)通道。南端風(fēng)井起點里程 YCK19+830，終點里程 YCK19+909.6，結(jié)構(gòu)凈長度為 78m； 4#聯(lián)絡(luò)通道里程YCK19+900，與風(fēng)井合建。盾構(gòu)區(qū)間起點里程 YCK19+909.6，終點里程YCK21+660，右線盾構(gòu)長1750.4 米，左線盾構(gòu)長 1749.2米，區(qū)間盾構(gòu)總長 3499.6米； 5#聯(lián)絡(luò)通道里

3、程 YCK20+500， 6#聯(lián)絡(luò)通道里程 YCK21+100見圖 2-1盾構(gòu)掘進方向盾構(gòu)區(qū)間：1750.4m 右線北端風(fēng)井吊出井南端風(fēng) 井始發(fā)井圖2-1本標段工程縮圖本標段的主要工程量詳見下表2-1。主 體 工 程附屬工程工程里程數(shù)量備注1盾構(gòu)隧道間11iYCK19+909.6YCK21+660.0001750.4m左線1749.2m明挖施工YCK19+830YCK19+909.679.6表2-1主要工程量【南端風(fēng)井及風(fēng)機i房4#: YCK19+900 與南端風(fēng)井合建5#： YCK20+500洞門南端風(fēng)井北端風(fēng)井盾構(gòu)區(qū)間4個盾構(gòu)端頭加固南端風(fēng)井北端風(fēng)井盾構(gòu)區(qū)間4個聯(lián)絡(luò)通道3個本區(qū)間線路線型平

4、面設(shè)計有 3組曲線，半徑分別為800m、1200m。詳細情況見下表2-2。表2-2本標段線路平面設(shè)計情況一覽表區(qū)間線型左線右線線間距(m)長度(m)r半徑(m)長度(m)半徑(m)龍歸 站人 和站盾 構(gòu)區(qū)間(一)直線1031.6541030.32413曲線717.546800、1200720.076800、1200本區(qū)間線路縱最大下坡為7.7%。，最大上坡為3.5%。，覆土厚度最大為16m。本標段地形主要為農(nóng)田、魚塘、果園、農(nóng)房和廠房，沿 106國道旁走。此段 地形比擬平坦，只有流溪河區(qū)域變化比擬大，地面標高為5.50 m16.5m。沿線多為B.C類建筑物、高壓走廊、河涌及城市道路。本標段線路

5、所處地貌單元為沖 洪積平原，其地貌的特征以平原為主，還有有西南向的河道流溪河。§ 3監(jiān)測的意義和目的在盾構(gòu)法隧道施工中，從技術(shù)原理角度來說難免會引起地層移動而導(dǎo)致不同 程度的沉降和位移，即使采用先進的土壓平衡和泥水平衡式盾構(gòu)，并輔以盾尾注漿技術(shù)，也難以完全防止地面沉降和位移。并且由于盾構(gòu)隧道穿越地層的地質(zhì)條 件千變?nèi)f化，巖土介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)也異常復(fù)雜， 而工程地質(zhì)勘察總是局部的 和有限的，因而對地質(zhì)條件和巖土介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)的認識總存在諸多不確定 性和不完善性。因此通過加強施工階段的監(jiān)測，掌握由盾構(gòu)施工引起的周圍地層 的移動規(guī)律，及時采取必要的技術(shù)措施改良施工工藝，對于控制周圍地

6、層位移量， 確保鄰近建筑物的平安是非常關(guān)鍵必要的。施工監(jiān)測的目的：(1) .認識各種因素對地表和土體變形等的影響，以便有針對性地改良施工 工藝和修改施工參數(shù)，減少地表和土體的變形；(2) .預(yù)測下一步的地表和土體變形，根據(jù)變形開展趨勢和周圍建筑物情況， 決定是否需要采取相應(yīng)的保護措施，并為確保經(jīng)濟合理的保護措施提供依據(jù)；(3) .檢查施工引起的地面沉降和隧道沉降是否控制在允許的圍；(4) .控制地面沉降和水平位移及其對周圍建筑物的影響，以減少工程保護 費用；(5) .建立預(yù)警機制，保證工程平安，防止結(jié)構(gòu)和環(huán)境平安事故造成工程總造價增加；(6) .為研究巖土性質(zhì)、地下水條件、施工方法與地表沉降和

7、土體變形的關(guān) 系積累數(shù)據(jù)，為改良設(shè)計提供依據(jù)；(7) .為研究地表沉降和土體變形的分析計算方法等積累資料；(8) .發(fā)生工程環(huán)境責任事故時，為仲裁提供具有法律意義的數(shù)據(jù)。§ 4施工監(jiān)測的工程和方法盾構(gòu)隧道監(jiān)測的對象主要為土體介質(zhì)、隧道結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境，監(jiān)測的部位包 括地表、土體、盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)、以及周圍道路、建筑物等，監(jiān)測類型主要是地表 和土體深層的沉降和水平位移、地層水土壓力和水位變化、建筑物及其根底等的 沉降和水平位移、盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)力、外力和變形等。4.1監(jiān)測工程確實定盾構(gòu)法隧道施工監(jiān)測工程的選擇主要考慮如下因素：1. 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況；2. 隧道埋深、直徑、結(jié)構(gòu)型式和盾構(gòu)施工

8、工藝；3. 雙線隧道的間距或施工隧道與旁邊大型及重要公用管道的間距；4. 隧道施工影響圍現(xiàn)有房屋建筑及各種構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)特點、形狀尺寸及其與隧道軸線的相對位置；5. 設(shè)計提供的變形及其其他控制值及其平安儲藏系數(shù)。各種盾構(gòu)隧道根本監(jiān)測工程確定的原那么參見表 4-1。表4-1盾構(gòu)隧道根本監(jiān)測工程確實定監(jiān)測工程地 表、iT 沉 降隧 道、iT 沉 降地下水位建筑 物變 形深 層 沉 降地表 水平 位移深層位移、襯砌 變形和沉降、隧 道結(jié)構(gòu)部收斂等地下水位情 況土壤情況地下水位以 上均勻粘性 土砂土含漂石等地下水位以 下，且無控制 地下水位措 施均勻粘性 土軟粘土或 粉土含漂石等續(xù)表4-1盾構(gòu)隧道根本監(jiān)

9、測工程確實定監(jiān)測工程地隧建筑 物變 形深地表 水平 位移深層位移、襯砌 變形和沉降、隧 道結(jié)構(gòu)部收斂等地下水位情 況土壤情況表、iT 沉 降道、iT 沉 降下水位層沉 降地下水位以 下，且用壓縮 空氣均勻粘性 土砂土含漂石等地下水位以 下，用井點降 水或其他方 法控制地下 水位均勻粘性 土軟粘土或 粉土砂土含漂石等注：必須監(jiān)測的工程；建筑物在盾構(gòu)施工影響圍以，根底已作加固，需監(jiān)測；建筑物在盾構(gòu)施工影響圍以，但根底未作加固，需監(jiān)測。上表中建筑物的變形系指地面和地下的一切建筑物和構(gòu)筑物的沉降、水平位移和裂縫。根據(jù)本工程的具體情況、人員安排及經(jīng)費投入等因素綜合考慮， 本工程的盾 構(gòu)隧道施工監(jiān)測容主要

10、為地面沉降監(jiān)測、隧道沉降監(jiān)測和建筑物沉降裂縫監(jiān) 測。在盾構(gòu)推進起始段100米圍進行以土體變形和隧道結(jié)構(gòu)為主的監(jiān)測，土體變形監(jiān)測包括土體深層垂直和水平位移、 地下水位監(jiān)測，隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測主要為隧道 收斂位移。4.2監(jiān)測點的布設(shè)和監(jiān)測方法4.2.1 地面沉降監(jiān)測點的布設(shè)和監(jiān)測方法地面沉降監(jiān)測點需布置縱向沿軸線剖面監(jiān)測點和橫向剖面監(jiān)測點，縱向 沿軸線剖面監(jiān)測點的布設(shè)一般需保證盾構(gòu)頂部始終有監(jiān)測點在監(jiān)測，所以監(jiān)測沿軸線方向監(jiān)測點間距一般小于盾構(gòu)長度， 通常為310米一個測點，而本標 段盾構(gòu)機長約9米，故取每隔5米一個測點。監(jiān)測橫剖面每隔30米布設(shè)一個， 在橫剖面上從盾構(gòu)軸線由中心向兩側(cè)由近到遠，按測點間

11、距25m遞增布測點，布設(shè)的圍為盾構(gòu)外徑的23倍，即1520m圍，如圖4-1所示。假設(shè)地面是砼路面，縱斷面每20m布設(shè)一個鉆孔點沉降測點的埋設(shè)采用沖擊鉆在地表鉆孔，然后放入長200300mm直徑2030mm勺圓頭鋼筋，鋼筋需穿過水泥路板,孔空 隙用砂填充盾構(gòu)隧道右線1: I k'* i »$5.-3 L 1 | *一盾構(gòu)隧道左線© . ©0Q666龍歸站 -QQQ©©地面沉降監(jiān)測點縱向 沿中線每5米設(shè)點''地面沉降監(jiān)測點橫向 每隔30米設(shè)一橫斷面，橫斷-r 面中每2-5設(shè)點圖4-1地面沉降監(jiān)測點布設(shè)示意圖地面沉降測點如周圍

12、無建筑物或場地比擬空曠，貝U橫剖面間隔可加大至50m為布設(shè)軸線點，沿隧道軸線附近布設(shè)一條閉合平面控制導(dǎo)線，將軸線點放樣 到地面上。由于移交的水準點比擬分散，所以在沿途較穩(wěn)定地區(qū)埋設(shè) 23個水 準控制點。測量儀器采用DSZ2水準儀+銦鋼尺。觀測方法采用一級沉降水準測量方 法?；c和附近水準點聯(lián)測取得初始高程。觀測時各項限差宜嚴格控制，每測點 讀數(shù)高差不宜超過0.3mm對不在水準路線上的觀測點，一個測站不宜超過3個, 如超過時，應(yīng)重讀后視點讀數(shù)，以作核對。首次觀測應(yīng)對測點進行連續(xù)兩次觀測， 兩次高程之差應(yīng)小于土 1.0mm取平均值作為初始值。在條件許可的情況下，盡可能的布設(shè)導(dǎo)線網(wǎng)，以便進行平差處理

13、，提高觀測 精度，水準線路閉合差應(yīng)小于土 0.3 y/N mm N為測站數(shù)，然后按照測站進 行平差，求得各點高程。施工前，由基點通過水準測量測出隆陷觀測點的初始高程H,在施工過程中測出的高程為 He那么高差 H=H0即為隆陷值。422 隧道沉降監(jiān)測點的布設(shè)和監(jiān)測方法隧道沉降由襯砌環(huán)的沉降反映出來，襯砌環(huán)的沉降監(jiān)測是通過在各襯砌環(huán)上 設(shè)置沉降點，自襯砌脫出盾尾后測其沉降，隧道的沉降情況反映盾尾注漿的效果 和隧道地基處理效果。隧道的沉降相當于增加地基損失，也必然加面沉降。襯砌環(huán)管片的沉降采用水準測量方法在管片脫出盾構(gòu)機后測量，每次測量需回測后三環(huán)管片，每環(huán)管片均需測量。監(jiān)測點布設(shè)在管片底部，布置見

14、圖 4-2。每天換班時均需進行管片測量工作。測量儀器采用SDZ2精密水準儀+銦鋼尺。W 隧道沉降監(jiān)測點p二、."圖4-2隧道沉降監(jiān)測點的布設(shè)4.2.3 周圍建筑物沉降及裂縫觀測在施工前，應(yīng)根據(jù)建構(gòu)筑物與隧道的相對位置，地面建構(gòu)筑物結(jié)構(gòu) 形式及根底類型、圍巖條件、施工方法等，對沿線地面建構(gòu)筑物在施工過程 中可能產(chǎn)生的變形情況做較為精確的預(yù)測。在具體施工過程中，做到時時監(jiān)測， 防止建構(gòu)筑物出現(xiàn)沉降、傾斜等。盾構(gòu)施工時根據(jù)建構(gòu)筑物情況及其重 要程度，在建構(gòu)筑物上面至少每個角設(shè)置一個觀測點，以觀測其位移和傾斜沉降觀測采用一級沉降水準測量，每次觀測要與兩個相對穩(wěn)定的水準點進行 閉合，組成水準網(wǎng)

15、進行平差計算。對周圍建構(gòu)筑物的裂縫狀況，在盾構(gòu)推進前作詳細調(diào)查摸底，掘進施工 過程中定期巡視檢查。對已經(jīng)存在的裂縫，施工前必須會同有關(guān)各方現(xiàn)場檢查， 并作文字、拍照、錄像記錄。沉降測點圖4-3 房屋測點布置示意圖由于移交的水準點比擬分散，所以在沿途較穩(wěn)定地區(qū)埋設(shè)810個水準控制 點。編號為S1、S2、S3Sn?；鶞庶c布設(shè)與高程測量按照國標?工程測量規(guī)?GB50026-93中的規(guī)定執(zhí)行。建構(gòu)筑物裂縫觀測采用以下圖4-4所示的方法進行觀測：圖4-4建構(gòu)筑物裂縫觀測示意圖424 地下管線平安觀測在地表下沉的縱向和橫向影響圍進行地下管線平安監(jiān)測，基點埋設(shè)同地表建筑物不均勻沉降監(jiān)測。沉降測點埋設(shè)同地表沉

16、降監(jiān)測點，并在隧道正上方電纜管溝每5m布設(shè)一個沉降觀測點，布設(shè)圍為電纜管溝與盾構(gòu)隧道交點左右各30m觀測方法、監(jiān)測儀器與地表隆陷觀測同。施工前，由基點通過水準測量測出 管線沉降觀測點的初始高程 H0，在施工過程中測出的高程為 Hn。那么高差= Hn- H0即為地表沉降值。根據(jù)地表沉降值，進行管線的平安檢算。4.2.5 土體變形監(jiān)測點的布設(shè)和監(jiān)測方法在盾構(gòu)推進起始段100米圍，布設(shè)土體垂直和水平位移監(jiān)測點是為了確定盾 構(gòu)正面推力、壓漿時間、壓漿壓力和數(shù)量、推進速度、送排泥速度等施工參數(shù)。 土體深層垂直位移測孔一般布置在隧道中心線上，監(jiān)測結(jié)果比地表沉降更為敏 感，因而能更有效地診查施工狀態(tài)和工藝參

17、數(shù)，尤其是盾構(gòu)正前方一點的沉降。 土體深層水平位移測孔布設(shè)在盾構(gòu)前方兩側(cè)，用測斜儀量測，監(jiān)測結(jié)果可以分析盾構(gòu)推進中對土體擾動引起的水平位移以及研究減少擾動的對策。地下水位孔布設(shè)在隧道兩側(cè)影響圍，水文地質(zhì)條件在施工過程中可能有變化 的區(qū)域，如在砂層或淤泥質(zhì)砂土中掘進的區(qū)域。采用水位計進行量測，如圖4-5所示。III測斜孔1111深層沉降孔測斜扎1J1 /地面沉降點水位扎圖4-5盾構(gòu)隧道始發(fā)段監(jiān)測斷面4.2.6 盾構(gòu)隧道收斂測點的布設(shè)和監(jiān)測方法在盾構(gòu)推進起始段100米圍，選擇兩個斷面埋設(shè)收斂計掛點，用來量測隧道結(jié)構(gòu)部收斂位移。詳見隧道結(jié)構(gòu)部收斂監(jiān)測點布置圖4-11。采用收斂計進行量圖4-6盾構(gòu)結(jié)構(gòu)

18、部收斂位移測點布置§ 5監(jiān)測頻率和控制標準根據(jù)設(shè)計文件和有關(guān)規(guī)規(guī)程的要求，通常情況下，按表5-1的控制標準進行監(jiān)測。當監(jiān)測結(jié)果超過警戒水平時應(yīng)加密觀測，當有危險事故征兆時要連續(xù)觀 測，并及時通知有關(guān)單位立即采取應(yīng)急措施。表5-1監(jiān)測管理表管理等級管理位移施工狀態(tài)U0VU/3可正常施工nm/3 < L0< U2/3應(yīng)注意，并加強監(jiān)測IU0> Ln2/3應(yīng)采取加強支護等措施表中：uo實測位移值；un允許位移值u的取值，也就是監(jiān)測控制標準。按照有關(guān)規(guī)要求，地表沉降報警值為 +10/-30mm其他工程的報警值按設(shè)計 值的70%。對于盾構(gòu)隧道來說，各監(jiān)測工程在前方距盾構(gòu)切口2

19、0m前方離盾尾30m的監(jiān)測圍，通常監(jiān)測頻率為12次/天；其中在盾構(gòu)切口到達前一倍盾構(gòu)直徑時和 盾尾通過后3天以應(yīng)加密監(jiān)測，監(jiān)測頻率加密到2次/天，以確保盾構(gòu)推進平安； 盾尾通過3天后約2050米，監(jiān)測頻率為1次/2天，監(jiān)測圍以外每周一次。 盾尾通過超過50米后，監(jiān)測頻率為1次/周。§ 6監(jiān)測工作組織與監(jiān)測程序工程部成立專門的監(jiān)測小組，由工程總工程師負責，包括由監(jiān)測巖土測量工程師各3人、數(shù)據(jù)記錄員2人，共8人，監(jiān)測組織機構(gòu)見圖6-1。圖6-1監(jiān)測組織機構(gòu)監(jiān)測小組與駐地監(jiān)理、設(shè)計、業(yè)主及相關(guān)各方建立良性的互動關(guān)系，積極進 行資料的交流和信息的反應(yīng)，優(yōu)化設(shè)計，調(diào)整方案，保證工程順利進行。在

20、盾構(gòu) 始發(fā)前期間主要是布置測點、埋設(shè)儀器，并且在盾構(gòu)推進前測取初始值。§ 7監(jiān)測數(shù)據(jù)處理監(jiān)測數(shù)據(jù)處理程序根本為：測點布設(shè)、初始值的測定-施工時數(shù)據(jù)采集一數(shù) 據(jù)處理、分析-預(yù)測開展趨勢、提出處理措施。并需要在不同階段作出對圍巖、 開挖面和周邊建筑物的平安評估， 對盾構(gòu)推進參數(shù)的調(diào)整提出建議，最后提交整 體監(jiān)測報告。監(jiān)測報表每天下午上報一次，加密階段提高上報次數(shù)。1、測點布設(shè)、初始值確實定確定測點布設(shè)的位置，繪制平面布置圖和剖面圖。測定初始值，作為測量的基準，有的儀器由于受溫度的影響較大，標定值 在施工現(xiàn)場與廠家有所不同，會出現(xiàn)零漂，需要在使用前測定。準備有關(guān)數(shù)據(jù)記 錄表。2、施工時數(shù)據(jù)

21、采集定期對要進行監(jiān)測的工程進行測量， 收集原始數(shù)據(jù)，這是工作量最大的一部 分，原始數(shù)據(jù)直接影響到對基坑的平安穩(wěn)定評估，要求準確有效。記錄要清晰, 測量完后要立即進行整理。3、數(shù)據(jù)處理、分析1地表沉降的數(shù)據(jù)分析處理? 時間位移曲線散點圖和距離位移曲線散點圖，根據(jù)沉降規(guī)律判斷圍巖穩(wěn) 定狀態(tài)和施工措施的有效性。? 當位移時間曲線趨于平緩時，可選取適宜的函數(shù)進行回歸分析。預(yù) 測最大沉降量。? 作橫斷面和縱斷面沉降槽曲線，判斷施工影響圍、最大沉降坡度、最小 曲率半徑、土體體積損失等。2周圍建筑物沉降與傾斜的數(shù)據(jù)分析處理? 繪制時間位移曲線散點圖? 當位移時間曲線趨于平緩時，可選取適宜的函數(shù)進行回歸分析。

22、預(yù) 測最大沉降量。 根據(jù)所測建筑物傾斜與下沉值， 判斷建筑物傾斜是否超過平安控 制標準。及采用的工程措施的可靠性。3地下管線平安觀測的數(shù)據(jù)分析處理? 繪制時間位移曲線散點圖，據(jù)以判定施工措施的有效性。? 位移時間曲線趨于平緩時，可選取適宜的函數(shù)進行回歸分析，預(yù)測 管線的最大沉降量。? 沿管線面沉降槽曲線，判斷施工影響圍、最大沉降坡度、最小曲率半徑 等。? 根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，檢算管線的平安性。4利用已經(jīng)得到的量測信息進行反分析計算，提供圍巖和周圍建筑物的 狀態(tài)，預(yù)測未來動態(tài)。4、提出處理措施 根據(jù)分析結(jié)果，對盾構(gòu)掘進參數(shù)提出建議，控制施工進度。§ 8 施工監(jiān)測質(zhì)量保證措施1、為保證監(jiān)測

23、數(shù)據(jù)的真實性和可靠性，必須遵守以下各項質(zhì)量保證措施： 監(jiān)測組與監(jiān)理工程師密切配合工作，及時向監(jiān)理工程師報告情況和問題，并提供有關(guān)切實可靠的數(shù)據(jù)記錄；監(jiān)測數(shù)據(jù)當天應(yīng)上報有關(guān)各方，最遲不得超過第二天上午 妥善保護好基準點和工作點； 量測設(shè)備、元器件等在使用前必須經(jīng)檢測合格前方可使用； 量測儀器的管理采用專人使用、專人保養(yǎng)、定期檢驗的制度； 各項監(jiān)測應(yīng)嚴格遵守相應(yīng)的規(guī)和細那么； 量測數(shù)據(jù)現(xiàn)場檢查，室復(fù)核計算前方可上報； 根據(jù)分析的結(jié)果，及時調(diào)整監(jiān)測方案的實施頻度； 量測數(shù)據(jù)的存儲，計算管理由專人采用計算機系統(tǒng)進行； 定期開展相應(yīng)的QC小組活動，交流信息和經(jīng)驗。2、各監(jiān)測工程在盾構(gòu)推進前應(yīng)測得穩(wěn)定的初始值，且不少于兩次。3、量測數(shù)據(jù)必須完整、可靠，對施工工況應(yīng)有詳細描述，使之真正能起到施工 監(jiān)控的作用。4、組織協(xié)調(diào)好施工和觀測設(shè)備、觀測點埋設(shè)的相互干擾，將觀測設(shè)備、觀測 點的埋設(shè)方案列入工程施工進度控制方案中。§9 監(jiān)測反應(yīng)程序施工監(jiān)測過程中，在可行、可靠的原那么下收集、整理各種資料，各監(jiān)測工程 的監(jiān)測值