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盾构法隧道施工监测讲义建筑之家,,监测目的 监测内容及项目,监测目的 盾构施工是一个动态过程，与之有关的稳定和环境影响也是个动态过程通过对盾构施工过程中围护结构、洞室主体及周边环境进行三维空间全方位、全过程的监测，一方面为工程决策、设计修改、工程施工和工程质量管理提供第一手的监测资料和依据，另一方面，有助于快速反馈施工信息，以便及时发现问题并采用最优的工程对策 (1) 根据监测结果，发现可能发生危险的先兆，判断工程的安全性，以便提前采取必要的工程措施，防止工程破坏事故和环境事故的发生，保证工程顺利进行； (2) 以工程监测结果指导现场施工，确定和优化施工方案，进行信息化施工； (3) 检验工程勘察资料的可靠性，验证设计理论和设计参数监测内容及项目应测项目：洞内及洞外观察、地表沉降 （或隆起）监测、管片衬砌变形监测、邻近建（构）筑物监测、地下管线沉降等选测项目：土体分层沉降及水平位移监测、管片衬砌和地层的接触应力监测、管片内力监测等盾构法隧道施工监测主要包括： a地面环境沉降测量 b隧道沉降测量 c测量资料管理,1、地面环境沉降测量 地表监控采用地表和深层观测相结合的方法掘进前，施工时必须详细了解施工影响范围内的地面建、构筑物、地下构筑物、地下管线的情况及保护要求。

一般情况下，盾构掘进过程中隧道中心线的地面沉降和隆起量应控制在+10～－30mm 以内有特殊保护要求的区段应根据实际情况予以严格控制 测点布置： (1)地面沉降点 沿隧道中心轴线在地面的投影位置，对沿线进行踏勘，在此基础上，实地布置监测点出洞区30m 范围内海米设一观测点正常推进段，每5 米(环)设一观测点，每隔50 米（环）设一沉降观测面，30 米（环）出洞区增加二条断面，每断面布设七个观测点在路面用道钉埋设 (2)地下管线监测点(3)建筑物沉降观测 建筑物测点为直接监控点，路两侧重要建筑物上，每侧各设若干个沉降观测标志将导钉直接钉在墙角或承力墙上特殊要求的构筑物用红三角标记重点保护建筑物上除设置沉降观测点外，还设置位移和倾角观测点，采用测斜仪、倾角观测仪等进行监控 测点布设应根据建筑物的基础形式、年代远近酌情而定在施工前需同施工单位一同在隧道沿线巡视、观察，若发现先天裂缝，应采,2、隧道沉降、收敛测量 测点布置：要求在盾构施工全工程中设立一定数量的隧道沉降、收敛观测标志，旁通道和曲线每l0m 设一个点，直线段每20m 设一个点，设在拱底块的两肩上 测试频率：距推进面20m 范围内1 次/天；距推进面20m~50m 范围时，1 次/2 天；距推进面大于50m 范围，1 次/周；隧道贯通后一个月一次，直至终验。

若有较大的隧道沉降或隧道直径变形时可增加测点如果变形值接近极限值，应及时处理 3、测量资料管理 ⑴有关测量规范、规程、标准等技术文件齐全、运用正确 ⑵测量原始记录应使用专用记录表格，字迹清楚，数据完整，不得随意涂改应有准确 日期有记录者、计算者、校核者签名测量记录应统一归档，并有专门资料员保管 ⑶测量资料及计算资料应由两人对算、校核无误后方可提出，每份资料不少于2 份，以供提交及存档用 ⑷隧道贯通后应提供控制测量资料，施工状态测量资料、竣工测量资料及各阶段施工详细测量计划和测量方案、监理批复文件等各种完整资料盾构法隧道施工监测的具体内容,1、监测目的 2、技术要求 3、监测重点 4、监测方案 5、监测点的布设 6、监测周期及频率 7、工作原理及报警值 8、资料整理与成果提交,1、监测目的 通过对隧道施工的不同阶段、不同地区、不同对象的监测，获取施工对周围环境的影响信息(隧道表部变形、土体深部位移、邻近建(构)筑物、地下管线、地下水位及工作井支撑轴力等)，以指导施工，将地面允许隆陷值控制在+10、-30mm 之内，确保施工期邻近已有建(构) 筑物、地下管线的安全使用和隧道体系自身的稳定，为信息化设计、施工、监理提供依据。

2、技术要求： ⑴监测工作的程序和进度应符合隧道施工的总体程序和总进度计划，并及时反馈各施工环节的监测数据，配合建设单位、设计单位、施工和监理单位进行数据分析以评价隧道施工的效果 ⑵确保仪器安装埋设的质量，保证监测工作的正常进行和监测数据的完整 ⑶确保取得准确的初始状态和施工过程、施工完成后较长时间内的观测资料， 3、监测重点 以上提出了隧道施工中拟安排进行的监测内容，但是不同的区域(地段)、不同的围护方法，其变形的规律和环境受影响的程度是不一,样的有针对性地抓住重点、抓住关键，区别对待，在整个过程中往往起着十分突出的作用对所涉及到的地下管线和建筑物应为监测的重点内容 4、监测方案 ⑴在盾构机推进前60天提交其关于监测施工的详细方案，以便得到监理工程师批准监测方案包括但不限于： ① 在1：500的线路平面图上清晰标出监测点位置并说明监测项目； ② 测量方法、精度要求、仪器型号及性能、监测频率； ③ 给出各种管线、建筑物的监测预警值 ⑵应在离始发井约50米范围为盾构机设立典型仪器配置的监测试验段监测结果应及时分析并反馈，据以调整施工参数 5、监测点的布设 5.1、布置原则 ①遵循相关的国家或地方技术规范 ②必须考虑到监测对象的特定情况(重要性、距离远近、结构和基础 形式等)。

5.2、测点的设置 5.2.1、沿线周边道路地面沉降监测点的布设及路面跟踪监测 ⑴为了解和掌握工程施工对道路的影响和程度，设计在紧邻隧道施工 中线的道路上，采用轴线纵向布置路面地表变形(沉降)监测点，沿隧,道中线方向的布点间距按下表: 地面沉降监测断面的间距 表6-7-1 埋置深度H 间距(m) H≥2B 20~50 B≤H＜2B 10~20 H＜B 10 注：B 代表隧道的宽度 ⑵为了解不同距离路面变形程度的差异，布点时宜布设成监测横断面横断面方向测点间隔：一般为8~12m，在一个监测断面内应设3~7 个测点地表测点铁钉的顶部应突出地面5mm 以内 ⑶地面沉降测量拟在盾构开挖面附近(开挖面前20 米和开挖面后30 米)每天进行1-2 次及每周进行1~2 次后期观测直到沉降稳定当观测变化较大时可增加观测频率 ⑷在进出洞或环境保护要求较高地段，应加密测量断面 ⑸为利于工程施工过程中或完毕后分清路面破损形成的过程和责任，必须在隧道盾构顶进施工结束三个月后再对路面现状进行详细调查并对道路的现状(材质、平整度、表面特征、破损及开裂)情况进行拍照。

描述存档，以便于今后对比分析并定期跟踪巡视观察，若出现较大变化应及时将情况上报有并各方 ⑹控制地面沉降的措施 ① 施工过程中若发现地面沉降有异常现象应立即采取有效防治措施；,② 防治措施中首先应考虑改进盾构操纵，如纠偏、减少蛇形、尽量不超挖以及尽快地进行回填注浆等，最后再考虑地层加固等措施； 对于出、进洞处布设的深层沉降监测点，应在现场场地条件许可的情况下布设，宜采取一定的防护措施，防止由于盾构推进施工之外的因素造成测点变形或外界因素破坏测点一般根据现场实际情况采取加设套管或设立浅埋防护等措施保护测点，如下图所示5.2.2、沿线地下管线水平、垂直位移监测点的布设 施工期间需对周边道路下埋设的各类管线进行监测通过监测工作及时预测、预报潜在危险，确保邻近地下管线安全使用 ⑴施工前根据线路前期物探探测资料及管线监护部门的现场交底和管线单位的要求进行监测点的布置施工测量时加强巡视，把监测信息及时反馈给各管线单位 地下管线的沉降监测点要求尽量利用管线设备布设直接测点，并优先考虑上水、煤气等刚性管线的监测要求，盾构中心线上方管线可同时结合地表沉降点进行布设 信号电缆、电力电缆、等管线：由于该类管线埋深较浅，且,一般位于道路边沿，并有套管或盖板保护，监测时尽量利用现有管线设备进行直接监测，利用地面沉降监测点进行常规监测控制，并另布设间接沉降监测点。

上水、煤气等刚性管线：该类管线埋深一般在2m左右，监测时尽量利用现有管线设备（如阀门井、抽气井、窨井等）进行直接监测，利用地面沉降监测点进行常规监测控制，对现场有条件布设深层监测点的部位，宜布设深层监测点 雨水、污水管道：此类管线一般位于道路中央，且埋深比较深，由于道路上车流量大，现场基本没有条件进行开挖或钻孔布设深层监测点主要利用地面沉降监测点进行监测控制，并沿管线走向布设断面监测点，利用井框架进行直接监测，如下图⑵管线监测点的间距按15~20m 间距进行设点 ⑶管线监测在盾构开挖面附近每天进行1~2 次及每周进行1~2 次后期观测直到变形稳定 5.2.3、邻近地面建(构)筑物的沉降及倾斜点布设 邻近建筑物的沉降点的布设必须考虑到监测对象的特定情况，诸,如重要性、距离远近结构和基础形式等如由于隧道施工过程对周边建(构)筑物影响较大并导致裂缝甚至倾斜，则需进行裂缝、倾斜监测，以确保建筑物安全和处理与房主有关事项的重要依据 ⑴根据建筑物情况及重要程度，在每幢建筑物上面至少设置二个观测点，测量其位移、倾斜等 ⑵建筑物变形测量应在盾构开挖面附近每天进行1-2 次及每周进行1-2 次后期观测直到沉降稳定。

当测量值变化较大应增加观测频率 ⑶对于重要建筑物应采用自动记录仪和警报装置控制地面建筑物变形的措施： ① 施工过程中若发现建筑物变形有异常现象时，应立即报告并采取有效的防治措施； ② 防止变形的对策中，可以考虑地基改良、基础加固、隔断防护等选择这些防护加固方法时，除应考虑施工的难易、安全性、经济性、工期、环境条件等之外，还要综合考虑以往施工实例必须根据每个现场的实际条件选择最为合适的方法 ③ 除非发生房屋严重损坏需立即抢险等情况外，具体每栋建筑物的防护和加固方法， 应在批准后执行； 6、监测周期及频率 6.1、周期 监测工作预计从隧道掘进开始,到全线贯通后,延长1 个月止. 6.2、监测频率,监测工作布置的基本原则是在确保隧道施工安全的前提下，本着“经济、合理、可靠” 的原则安排监测进程，尽可能建立起一个完整的四维监测预警系统 对地表沉降、邻近地下管线、邻近建(构)筑物的监测，应在盾构掘进施工前精确测定3次取平均值为初始值盾构掘进施工开始，在施工开挖面附近每天进行1-2 次及每周进行1-2 次后期观测直到变形稳定 7、工作原理及报警值 1、沉降测量 [方法]：采用施工统一的水准高程系统。

在远离隧道轴线50-100m 以外的沿线两端，选定2 个以上水准点或导线点作为监测工作的高程基准点为起始点水准测量的原理是利用水准仪提供的一条水平视线，测出两地面点之间的高差，然后根据已知点的高程和高差，推算出另一个点的高程 如图2.1所示，已知地面上A点的高程为HA，欲测定B点的高程HB，需要先测出A、B两点间的高差hAB，为此在A、B之间安置一台水准仪，再在A、B两点上各竖立一根水准尺根据仪器的水平视线，分别读取A、B尺上的读数a和b，则B点对于A点的高差为： hAB＝a－b (2.1),如果水准测量是由A到B进行的，如图2.1中的箭头所示，则A点尺上的读数称为后视读数，记为a；B点为待定高程点，B点尺上的读数称为前视读数，记为b；两点间的高差等于后视读数减去前视读数，即hAB＝a－b若a大于b，则高差为正，B点高于A点；反之高差为负，则B点低于A点因为水准仪提供的水平视线可认为与大地水准面平行，由图2.1可知 HB＝HA＋hAB=HA＋（a－b） (2.2),由式（2.2）根据高差推算待定点高程的方法叫做高差法 历次沉降变形监测是通过高程基准点间联测一条II 等水准闭合线路，由线路的工作点来测量各监测点的高程，各监测点高程初始值在工作井施工完毕后测定(两次取平均)，某监测点本次高程减前次高程的差值为本次沉降量，本次高程减初始高程的差值为累计沉降量。

[测量精度]：Ⅱ等水准闭合线路控制在≤±N mm(n 为测站数)，监测点最弱高程中误差≤±lmm [报警值]：由相关设计单位而定或依据国家、地方规范要求 一般取日变化量±3mm，累计量+10/-30mm作为地表沉降的报警值2、水位观测 [方法]：管顶以精密水准测定其高程(方法同沉降测量)，然后用钢尺水位计量测管顶至管内水面的高差，求出各孔水位高程，工程施工前测定水位孔初始水位高，以后各孔量出的值与之比较，得各孔水位变化量 [测量精度]：水位高程中误差≤±5mm 通过坑内水位观测可以检验降水方案的实际效果，如降水速率和降水深度通过坑外水位观测可以控制基坑工程施工降水对周围地下水位下降的影响范围和程度，防止基坑工程施工中的水土流失坑外水位监测为基坑监测必测项目 [报警值]：由相关设计单位而定或依据国家、地方规范要求。