北京地铁五号线11标段区间及车站工程监控量测报告.doc

地铁区间隧道和车站安全快速施工关键技术研究—北京地铁五号线11标段区间及车站工程监控量测报告中国中铁四局集团有限公司安徽建筑工业学院二OO七年十一月 目 录第1章 区间隧道监控量测实施细则 11.1 监控量测的目的和意义 11.2 隧道监控量测内容与方法 11.2.1 必测项目 31.2.2 选测项目 51.3 监控量测布置断面 91.4 隧道监测数据分析及处理 111.5 量测管理 13第2章 区间隧道过河、过桥地段监测分析 142.1 工程概况 142.1.1 工程地质 142.1.2 水文地质 142.1.3 樱花西桥调查情况 152.1.4 小月河现况 152.1.5 气候、气象 152.2 施工方案 162.2.1 小月河断流引排施工 162.2.2 小月河河床降水施工 162.2.3 暗挖隧道施工方案 162.2.4 樱花西桥桥梁加固方案 172.3 监测成果 172.3.1 地表及樱花西桥沉降监测 172.3.2 洞内变形监测 182.3.3 有桥与非桥地段监测对比分析 192.4 结束语 20第3章 车站监控量测实施细则 213.1 监测目的和意义 213.2 监测方法及测点布置 223.3 基坑监测周期和注意事项 233.4 施工安全判别 233.5 监测数据的整理和分析 243.6 组织与管理 24第4章 车站监测成果分析 264.1 工程概况 264.1.1 工程简介 264.1.2 工程地质 264.1.3 邻近建筑物 274.2 围护结构设计与施工情况 274.2.1 土方开挖施工 274.2.2 预应力锚索施工 294.3 监测成果分析 304.3.1 锚索受力监测 304.3.2 桩体水平位移监测 314.3.3 桩顶沉降监测 344.3.4 地表沉降监测 354.3.5 周边环境影响监测 364.4 结束语 37第1章 区间隧道监控量测实施细则1.1 监控量测的目的和意义　　根据《铁路隧道施工技术规范》的规定和设计要求，需要将现场监控量测项目列入施工组织设计，掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈，以指导指导隧道设计和施工，因此，实施隧道监控量测具有十分重要的意义。

　　(1) 掌握围岩动态，了解支护结构在不同工况时的受力状态和应力分布，对围岩稳定性作出评价　　(2) 通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报，优化施组设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益　　(3) 提供二次衬砌支护的合理时间，以便在安全的前提下充分发挥围岩的自承能力　　(4) 验证支护结构型式、支护参数，评价支护结构、施工方法的合理性，并为优化设计参数、调整施工工艺提供依据　　(6) 为区间隧道科研工作提供第一手的信息，为复杂条件下区间隧道修建提供科学依据和技术保证1.2 隧道监控量测内容与方法　　区间隧道穿越地层地质情况、周围环境以及隧道施工方法在各区段不完全相同，为及时提供施工所需的围岩稳定程度和支护结构的状态，以保证施工安全，提高施工效率，拟将施工监测分为必测项目和选测项目，见表1-1所示　　表1-1 监控量测项目及方法序号项目名称方法及工具布置量测间隔时间1~15天16天~1个月1~3个月大于3个月必测项目1地质和支护状况观察岩层、岩性，结构面产状等观察,数码相机、地质罗盘及规尺等开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行观察2周边位移量测各种类型的收敛计每5～50m一个断面，每断面2～6对测点1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月3拱顶下沉量测水准仪、水准尺、钢尺或测杆每5～50m一个断面，每断面2～6对测点1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月4地表下沉量测水准仪、塔尺当每5~50m一个断面，每断面至少7个测点。

中线每5~20m一个测点开挖面距量测断面前后<2B,1~2次/天开挖面距量测断面前后<5B1次/2天开挖面距量测断面前后>5B1次/周选测项目5地表下沉量测水平仪、塔尺当每5~50m一个断面，每断面至少7个测点中线每5~20m一个测点开挖面距量测断面前后<2B,1~2次/天开挖面距量测断面前后<5B,1次/2天开挖面距量测断面前后>5B,1次/周6围岩内部位移量测(洞内设点)洞内钻孔安设单点、多点杆式或钢丝位移计每一类围岩段选一断面，每断面3－11个测点1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月7围岩内部位移量测(地表设点)地表钻孔安设各类位移计每一类围岩段选一断面，每断面3－11个测点同地表下沉要求8围岩压力及两支护间压力量测各种类型压力盒每一类围岩段选一组，每组3—5个测点1~2次/天 1次/2天1~2次/周1~3次/月9支护、衬砌内应力、表面应力及裂缝量测各类混凝土内应变计、应力计、测缝计及表面应力解除法每一类围岩段选一组，每组2－5个断面，每断面7—11个测点1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月10钢支撑内力量测各种类型压力盒采用钢支撑地段每10榀钢拱支撑一对测力计1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月12锚杆内力量测和锚杆拉拔力量测各类电测锚杆、锚杆测力计及拉拔仪每一类围岩段选一组，每组3—5根1.2.1 必测项目　　必测项目包括围岩地质和支护描述、地表沉降观测、拱顶下沉量测、周边收敛量测。

这类量测是为了确保在施工过程中的围岩稳定和施工安全而进行的经常性量测工作量测密度大，工作量大，量测信息直观可靠，贯穿在整个施工过程中，对监视围岩稳定、指导设计和施工有巨大的作用土建施工完成量测工作亦告结束其布置原则是根据隧道不同的地质条件、施工方法设置，但不能少于《铁路隧道施工规范》的规定必测项目的量测手段和方法如下：　　(1) 地质及支护状况观察　　在隧道掌子面每次爆破后通过肉眼观察以下内容：岩石的岩性特征包括颜色、成分、结构、构造；节理性质、组数、间距、规模，节理裂隙的发育程度和方向性，断面状态特征；断层的性质、产状、破碎带宽度、特征；地下水类型，涌水量大小、涌水位置、涌水压力、水的化学成分，湿度等；开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象　　开挖后已支护段观察以下内容：初期支护完成后对喷层表面的观察以及裂缝状况的描述和记录；有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象；喷混凝土是否产生裂隙或剥离，要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏口；有无锚杆和喷凝土施工质量问题；钢拱架有无被压屈现象；是否存在底鼓现象　　所有项目的观察应做到及时，对观察结果的描述和记录应详细，同时采用数码相机拍照　　(2) 拱顶下沉量测　　拱顶下沉量测采用精密水准仪(精度0.1mm)、钢圈尺及精密水准尺进行量测。

在隧道开挖毛洞的拱顶设置带挂钩的预埋件作为测桩，埋设前先用小型钻机在待测部位成孔，然后将测桩放入，用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头需设保护罩对于较差的围岩，锚桩可在锚喷支护后布置　　(3) 隧道围岩周边收敛量测　　围岩周边收敛可采用收敛仪进行量测在预设点的断面,隧道开挖爆破以后,沿隧道周边有代表性部位分别埋设测桩测桩的埋设方法和拱顶下沉测桩的埋设方法相同围岩周边收敛与拱顶下沉布置在同一断面上，以便进行数据分析图1-1 隧道三台阶法开挖周边收敛及拱顶下沉量测断面布置图图1-2 隧道双侧壁导坑法开挖周边收敛及拱顶下沉量测断面布置图　　(4) 地表和地面建筑物沉降观测　　地表沉降观测用精密水准仪进行在隧道洞口浅埋地段，沿隧道轴线方向布设量测断面，断面间距根据地形条件确定，一般为10m～15m左右在选定的量测断面区域，首先应设一个通视条件较好、测量方便、牢固的基准点(基准点位置应在地表沉降影响区以外)地面测点布置在隧道轴线及其两侧，每个断面测点一般为7个以上，间距5m～10m测点应埋水泥桩，测量放线定位，用精密水准仪量测隧道开挖距测点前30m处开始量测，隧道开挖超过测点20m、并待沉降稳定以后停止量测。

　　图1-3 区间隧道地表下沉量测断面布置图　　由于区间隧道环境复杂，沿线分布地面建筑物，对于地面建筑物的监测也是必测项目的一部分具体在邻近隧道的建筑物设置观测点，采用精密水准仪观测建筑物对于隧道开挖的反应需要布置的监测点的位置和数量，应根据建筑物的大小、基础形式、结构特征和地质条件综合确定一般可先根据以下几个方面考虑：　　①监测点应布置在建筑物沉降变化比较显著的地方，并要考虑在隧道施工期间和竣工后，能顺利进行监测的地方　　②在建筑物四周角点、中点及内部承重墙(柱)上均需埋设监测点，并应沿房屋四周每隔10～12m设置一个监测点　　③由于相邻影响的关系，在高层和低层建筑物、新老建筑物连接处，以及在相接处的两边都应布设监测点　　④在人工加固地基与天然地基交接和基础切深相差悬殊以及在相接处的两边都应该布设监测点　　⑤当基础形式不同时需在情况变化处埋设监测点当地基土质不均匀时，可压缩性土层的厚度变化不一时需要适当埋设监测点　　⑥当宽度大于15m的建筑物在设置内墙体时，应设在承重墙上，并且要尽可能布置在建筑物的纵横轴线上，监测标志上方应有一定的空间，以保证测尺直立1.2.2 选测项目　　选测项目包括围岩内部位移量测、锚杆轴力量测、围岩与喷射混凝土间接触压力量测、喷射混凝土与二次衬砌间接触压力量测、喷射混凝土内应力量测、二次衬砌内应力量测、钢支撑内力量测、衬砌裂缝及表面应力量测。

这类量测是必测项目的拓展和补充，对特殊地段、或有代表性的地段进行量测，以便更深入地掌握围岩稳定状态与支护效果对未开挖地段提供参考信息，指导未来设计和施工选择项目安装埋设比较麻烦，量测项目较多、时间长、费用较大，但工程竣工后还可以进行长期观测这类项目量测主要选择隧道地质和结构复杂、特殊的地段进行选测项目的量测手段和方法如下：　　(1) 围岩内部位移量测　　沿隧道围岩周边分别在拱顶、拱腰和边墙共打5个深孔，孔深3.7m～5m、孔径Ф50，采用4点杆式多点位移计量测，一个断面共20个测点　　● 仪器设备 多点位移使用4点钻孔伸长计进行量测它由四个钻孔锚头、四根量测钢丝、一个测筒、四个电感式传感器和它的量测仪器—数字位移计组成　　● 测点安装　　①在预定量测部位，用特制直径140mm钻头，钻一深40cm的钻孔，然后再在此钻孔内钻一同心的直径为48mm的小孔，孔深由试验要求确定，钻孔要求平直，并用水冲洗干净　　②矫直钢丝，并截成预定长度，将钢丝连接在钻孔锚头上　　③把锚头末端插入安装杆，然后将锚头推进到预定深度，在操作时要注意定向，避免安装杆旋转，千万不能将安装杆后退，以免安装杆和锚头脱落　　④紧固锚头，若用楔形弹簧式锚头，则用30～50公斤力拉钢丝，如果锚头不滑动，即可认为锚头已经锁紧；若用压缩木锚头，则等待压缩木吸水膨胀后，亦用30～50公斤力拉钢丝，若拉不动，则可认为锚头已经紧固。

　　⑤重复以上2、3、4操作步骤，安装剩余锚头，每根钢丝必须穿过楔形弹簧式锚头上的环或压缩木锚头中间的铁管，要注意避免钢丝互相缠绕　　⑥把与各锚头连接的钢丝分别穿过测筒上的各个。