工程盾构区间监测方案.docx

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工程盾构区间监测方案

珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段

金融高新区站～龙溪站区间盾构施工区间

施工监测技术方案

方案编制：

审核：

批准：

中交集团隧道工程局有限公司

二○○九年六月

金融高新区站至龙溪站盾构施工区间

金融高新区站至中间风井段施工监测技术方案

一、工程概况

珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段【金融高新区站至龙溪站区间】以直线延海八路下行。

两侧地面建筑物较少，无高层建筑。

主线在五丫口大桥南侧下穿珠江支流，珠江支流宽约100米，然后继续延龙溪大道下穿行。

本区间隧道平面最小曲线半径为800M,线路轨面埋深为14-26米，左右线间距18-11米，区间隧道最大线路纵坡为24.90/00,最小纵坡为4.0000/00.竖曲线半径为5000米。

区段隧道顶板主要位于<1>、<2-1A>、<2-1B>、<2-2>、<2-3>、<2-4>、<5-1>、<5-2>、中，区间盾构隧道用两台盾构机由东向西掘进，到达中间风井起吊。

二、技术方案编制依据

1.珠江三角洲城际快速轨道交通金融高新区站至龙溪站盾构区间平纵断面及设计说明（含区间监测图）；

2.《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008

3.《建筑变形测量规程》JGJ／T8-97

4.《工程测量规范》GB50026-2007

5.国家其他测量规范、强制性标准。

三、监测范围、内容及监测要求

本方案包含监测范围为：

珠江三角洲城际快速轨道交通金融高新区站至龙溪站盾构施工区间金融高新区站至中间风井段。

沿线既有管线及建（构）筑物详见表1。

里程

建（构）筑物

基础资料

与区间隧道关系

ZDK13+521-14+095

佛山一环立交桥墩

桩基础

隧道中心北侧10.3m

ZDK13+887.5

沙子线二号电缆箱

天然基础

隧道右线中心线上

ZDK14+100

聚龙南村厂房

天然基础

隧道左右中心线之间

YDK14+265

聚龙南村工业园变电房

天然基础（埋深2m）

右隧道中心线南侧8m

YDK14+277-327

聚龙南村工业园1号

预制砼管桩

隧道右中心线南7.5m

YDK14+308-398

聚龙南村工业园2号

沉管灌注桩

隧道右中心线南9m

YDK14+406-465

聚龙南村工业园3号

沉管灌注桩

隧道右中心线南11.5m

YDK14+528

五丫口大桥南变电箱

天然（埋深4m）

左右线隧道中心线之间

ZDK14+638

10标工地临时变电房

天然（埋深2m）

左线隧道上方

ZDK14+562

五丫口大桥0-23#桥墩

桩基础

左线中心北15m

具体监测项目、需用监测仪器、测量布置及监测频率如表1：

表1

序号

监测项目

监测仪器

测点布置

监测频率

限值/监测要求

1

地表沉降

精密水准仪

每30米设一断面，过既有建筑物时加密每20米一断面

掘进面前后<20m时测1～2次/d

地表沉降≤30mm；地表隆起≤10mm；

当隧道掌子面施工通过一倍洞径，变位速率超过5mm/d，仍继续增加时，应暂停施工。

掘进面前后<50m时测1次/2d

掘进面前后>50m时测1次/周

2

隧道隆陷

精密水准仪、钢尺、水平尺

每6m（4环）设一断面

掘进面前后<20m时测1～2次/d

地表沉降≤30mm；地表隆起≤10mm；

当隧道掌子面施工通过一倍洞径，变位速率超过5mm/d，仍继续增加时，应暂停施工。

掘进面前后<50m时测1次/2d

掘进面前后>50m时测1次/周

3

周边建筑物沉降

精密水准仪

桥墩底脚、建筑物基础四个脚点及其周围施工影响区域布点

掘进面前后<20m时测1～2次/d

地表沉降≤30mm；地表隆起≤10mm；

倾斜≤3%。

掘进面前后<50m时测1次/2d

掘进面前后>50m时测1次/周

四、各监测项目实施方案

高程监测控制网，在不受地铁施工影响相对稳定的位置，埋设3个基点。

定期检查基点是否稳定。

地面沉降监测点采用钢筋埋入地表,顶端露出地表约1cm。

地面建（构）筑物及管线沉降监测采用在建（构）筑物的四个角埋设,其上端焊有半球形测头,当建（构）筑物很长时,适当在中间加密沉降监测点。

（一）地表沉降

1、监测仪器设备

水准仪

2、测点布设

根据规范和设计要求，每30米设一断面，过既有建筑物时加密每20米一断面。

为满足指导施工要求，拟在始发段（100米范围）和吊出井端头（100米范围）每20米设一个断面。

测点布置与隧道位置关系如图1。

图1测点布置与隧道位置关系

3、监测方法

观测方法采用精密水准测量方法。

基点和附近水准点联测取得初始高程。

观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。

首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于±1.0mm，取平均值作为初始值。

沉降值计算：

观测路线应组成起迄于基点的附合导线，以便进行平差处理，提高观测精度，然后按照测站进行平差，求得各点高程。

施工前，由基点通过水准测量测出隆陷观测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。

则高差△Ｈ＝Hn－H0即为沉降值。

（二）隧道隆陷

1、监测仪器设备

水准仪、钢尺、水平尺

2、测点布设

根据规范和设计要求，每5～10米设一断面。

为满足指导施工要求，拟在始发段（100米范围内）、吊出井端头（100米范围内）每3米（两环）设一个断面，其余区段每6米（4环）设一断面。

3、监测方法

隧道隆陷监测是通过测量隧道内拼装完成的管片中心沉降或隆起来实现。

具体方法是：

在离管片底部h高度处立水平尺，保持水平，取水平尺中心位置，用水准仪量测该中心处标高，通过该标高反算该对应里程管片中心（隧道中心）高程，与该里程管片中心（隧道中心）设计高程比较，即可得到隧道在该里程隆陷值。

观测方法采用精密水准测量方法。

基点和附近水准点联测取得初始高程。

观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。

首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于±1.0mm，取平均值作为初始值。

沉降值计算：

观测路线应组成起迄于基点的附合导线，以便进行平差处理，提高观测精度，然后按照测站进行平差，求得各点高程。

施工前，由基点通过水准测量测出隆陷观测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。

则高差△Ｈ＝Hn－H0即为沉降值。

（三）地面建（构）筑物监测

1、监测仪器设备

水准仪

2、测点布设

根据规范和设计要求，在地面建（构）筑物底脚、基础四角布设嵌入式监测点，周围布设一定点位，监测各个点位在不同时间段的沉降值，从而分析整个建（构）筑物整体沉降和不均匀沉降（倾斜）。

测量方法同地表沉降监测。

测点布置与建（构）筑物位置关系如图2。

图2地表建（构）筑物监测点布置示意图

五、信息化监测及成果反馈

（一）信息反馈流程

监测的目的是根据监测结果及时反馈、指导盾构掘进施工：

根据对地表沉降监测的结果及时调整盾构机掘进速度、刀盘转速、土仓压力、液压千斤顶推进压力等掘进参数，以充分发挥盾构机对不同地层的适应性，保证顺利掘进；根据对隧道隆陷监测的结果及时调整注浆压力、注浆量，保证隧道管片线性平顺，尽量减少管片拼装错台出现，及时发现隧道中心线是否偏离设计纵坡，以便及时采取措施；根据对隧道轴线（水平位移）监测的结果，及时发现盾构掘在掘进中是否偏离平面设计轴线，以便及时采取有效措施，避免质量事故的发生。

因此，实现监测过程的信息化，建立顺畅、高效的信息反馈渠道，及时、准确地反馈监测信息十分重要，本项目监测信息反馈流程如图3所示：

图3监测信息反馈流程图

（二）监测成果报告

对于现场采集到的各项监测数据，进行整体平差计算及测量精度统计，采用科学、合理的数据处理方法对监测成果进行整理分析，最终形成监测成果报告。

监测成果报告中应包含技术说明、监测时间、使用仪器、依据规范、监测方案及所达到精度，列出监测值、累计值、变形率、变形差值、变形曲线，并根据规范及监测情况提出结论性意见。

当监测结果达到警戒值或超出规范允许值时，必须停止施工并及时将相关监测结果上报监理部、业主，同时召集各方专家商讨解决方法。

1、监测成果日常报表的内容

日常报表的内容，由以下几方面组成：

（1）概述，内容包括工程进度概况和本次监测内容时间等。

（2）监测主要结果，给出各项目监测结果的最大值，判别是否达到警戒值。

（3）分析、评价及建议。

对监测结果作出分析、评价，提出建议意见。

（4）提供以下图表：

①监测点点位布置图；②监测成果表；③监测项目变化速度、时间、监测项目变化量曲线图；

各监测项目成果表格以直观的形式（如表格、图形等）表达出获取的与施工过程有关的监测信息（如被测指标的当前值与变化速率等），监测结果一目了然，可读性强。

2、监测总报告的内容

工程结束时应提交完整的监测报告，监测报告是监测工作的回顾和总结，监测报告主要包括如下几部分内容：

（1）工程概况；

（2）监测依据；

（3）监测精度和警戒值；

（4）监测项目和各测点的平面和立面布置图；

（5）所采用的仪器设备和监测方法；

（6）数据处理和分析（监测数据处理方法和监测结果汇总表和有关汇总和分析曲线等）；

（7）对监测结果的评价和建议。

第（6）部分是监测报告的核心，该部分在整理各监测项目的汇总表、各监测项目时程曲线、各监测项目的速率时程曲线；各监测项目在各种不同工况和特殊日期变化发展的形象图的基础上，对隧道及周围环境各监测项目的全过程变化规律和变化趋势进行分析，提出各关键件或位置的变位的最大值，与监测限值进行比较，并简要阐述其产生的原因。

在论述时应结合监测日记记录的施工进度、施工工况，天气和降雨等具体情况对数据进行分析。

第（7）部分是监测工作的总结与结论，通过对监测各项结果的分析，对隧道盾构掘进的安全性、合理性和经济性进行总体评价，总结设计施工中的经验教训，尤其要总结根据监测结果通过及时的信息反馈中在对施工工艺和施工方案的调整和改进中所起的作用。

六、监测工作质量控制措施

（一）质量保证体系

保证本项目监测技术人员到位，持证上岗，满足岗位条件要求。

仪器、设备、工具到位，保证监测设备在校准、鉴定的有效期内运行。

拟投入测量人员和仪器设备分别如下表3、表4，监测人员资质及仪器鉴定证书附后。

表3

姓名

性别

证件编号

发证单位

职称

男

劳动与社会保障部

工程师

男

劳动与社会保障部

助工

男

劳动与社会保障部

助工

男

劳动与社会保障部

助工

表4

序号

仪器、设备名称

数量

规格型号

主要工作

性能指标

1

水准仪

1

徕卡NA2

0.3mm／km

2

全站仪

1

TCR1201+

1＂，1+1.5ppm

3

铟钢尺

2（2m）

0.3mm

表5

工作内容

负责人

监测方案编制

△

○

监测方案审核、审批

○

监测点布置、埋设

△

△

△

○

实时监测

△

△

△

○

提交中间资料

△

○

监测报告编制

○

□

监测报告审核、审批

□

○

监测总结

○

○

○

注：

○表示主要责任者；△表示次要责任者；□表示间接责任者。

（二）质量保证措施

（1）监测高程控制网的布设

基准点采用业主测量队交底水准点，加密水准点采用我单位上报并经业主测量队复测后的水准点。

工作点的选取应视观测点与基岩基准点的距离而定，初步确定为每个基准点联测三个工作点。

在整个路段，将所有的控制点（包括基准点、工作点）组成变形监测的高程监测控制网，网型应布设成能够有几何图形检验的闭合、附和及组成的网。

（2）观测点的施测

主要使用电子水准仪观测，以消除人员引起的误差，根据电子手簿提示的限差决定是否复测，严格按整个线路返测站数比例决定是否全部重测。

（3）安全作业

交通繁忙地段应注意作业安全，同时避免由此带来的误差，可选择合适的时间段观测，必要时派专人疏导线路。