地道與洞室工程盾構(gòu)施工過程監(jiān)測寶典

1、地道與洞室工程盾構(gòu)施工過程監(jiān)測寶典n3.檢驗(yàn)施工方法是否達(dá)到控制地面沉降和隧道沉降的要求；4.研究土壤特性、地下水條件、施工方法與地表沉降的關(guān)系，作為將來設(shè)計(jì)的參考依據(jù)；5.通過施工監(jiān)測可取得減少沉降、減少保護(hù)工程費(fèi)的效果；6.保證工程安全，減少總造價(jià)。n二、監(jiān)測項(xiàng)目的選擇依據(jù)n1.一定情況下的具體監(jiān)測要求；n2.土壤及地下水情況；n3.隧道施工影響范圍內(nèi)現(xiàn)有房屋建筑、各種構(gòu)筑物的形狀、尺寸、與隧道軸線的相對位置；n4.隧道埋深；n5.雙線隧道的間距或施工隧道與近旁大型、重要公用管道的間距；n6.設(shè)計(jì)中的安全儲備系數(shù)。三、監(jiān)測內(nèi)容和儀器1.地表的沉降和水平位移在測量區(qū)域埋設(shè)地表樁，用精密水準(zhǔn)儀

2、和經(jīng)緯儀來測量。2.土中沉降和水平位移土體沉降量采用分層沉降儀，土體深層水平位移采用測斜儀測量。3.土體回彈在盾構(gòu)前方埋設(shè)回彈樁，觀察施工中底部一下土體的回彈量，估計(jì)下臥土層可能的回彈沉陷。 4.土中應(yīng)力和孔隙水壓力土應(yīng)力盒和空隙水壓力探頭采取鉆孔埋設(shè)法，測點(diǎn)埋設(shè)在隧道周圍。5.鄰近構(gòu)筑物的保護(hù)監(jiān)測沉降測點(diǎn)設(shè)在基礎(chǔ)上或墻體上，在構(gòu)筑物外的地表上和底板上也設(shè)一些測點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀測量；傾斜監(jiān)測可用經(jīng)緯儀測量，也可在墻體上設(shè)置傾斜儀，連續(xù)監(jiān)測墻體的傾斜；裂縫監(jiān)測可用裂縫觀測儀。n6.隧道應(yīng)變.采用應(yīng)變計(jì)測量，其測量結(jié)果計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸力和彎矩。7.隧道收斂位移采用收斂計(jì)測量。8.預(yù)制管片凹凸接縫處法向

3、應(yīng)力采用應(yīng)力計(jì)測量。9.接縫處張開量 變形分析 n地面變形階段n分五個(gè)階段 變形分析 n地面變形機(jī)理階段階段沉降類型沉降類型主要原因主要原因一一初始沉降初始沉降地下水位降低地下水位降低, ,二二開挖面前方隆陷開挖面前方隆陷隆起隆起: :盾構(gòu)機(jī)推力過大盾構(gòu)機(jī)推力過大沉降沉降: :盾構(gòu)機(jī)推力過小出碴過量盾構(gòu)機(jī)推力過小出碴過量三三盾構(gòu)通過時(shí)地沉降盾構(gòu)通過時(shí)地沉降施工震動(dòng)擾動(dòng)施工震動(dòng)擾動(dòng), ,剪切錯(cuò)動(dòng)剪切錯(cuò)動(dòng)四四盾尾沉降盾尾沉降土體失去盾構(gòu)支撐土體失去盾構(gòu)支撐, ,管片壁后注漿不及時(shí)管片壁后注漿不及時(shí)五五固結(jié)沉降固結(jié)沉降土體后續(xù)時(shí)效變形土體后續(xù)時(shí)效變形 變形分析 n地面變形計(jì)算nPeck公式n數(shù)值計(jì)算

4、n有限元法、有限差分法進(jìn)行隧道開挖施工過程模擬分析n應(yīng)用于盾構(gòu)施工對周邊構(gòu)筑物影響分析。 變形分析 n施工對周邊構(gòu)筑物影響n橋梁、民建樁基礎(chǔ)n樁頂位移小于6mmn鐵路n任意10m范圍內(nèi)的最大沉降差5mm。n鐵路兩條鋼軌間的橫向高差4mmn地下車行、人行通道n變形控制：-20+10mmn敏感構(gòu)筑物n相關(guān)規(guī)范的允許范圍n地下管線n相關(guān)規(guī)范的允許范圍地鐵8號線穿越竹葉山高架立交橋樁地鐵8號線下穿友誼大道通道地鐵8號線下穿徐東平價(jià)人行通道 變形分析 n變形控制n盾構(gòu)施工控制n嚴(yán)格控制開挖面的出土量n提高施工的速度和連續(xù)性n及時(shí)同步注漿,縮短襯砌脫出盾尾的暴露時(shí)間n地層改良n高壓旋噴樁、攪拌樁、灌漿n隔

5、離樁n四、盾構(gòu)施工過程的環(huán)境保護(hù)n1）積極保護(hù)法的概念所謂積極保護(hù)法，是指對盾構(gòu)推進(jìn)的施工過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡量減少對現(xiàn)有工程進(jìn)行事先拆遷或加固的工程量，以及在施工過程中依據(jù)監(jiān)測結(jié)果隨時(shí)調(diào)整，以使在工程施工結(jié)束后用于修復(fù)受影響的建筑物和設(shè)施的費(fèi)用盡量減少。n2）積極保護(hù)法的主要內(nèi)容（1）.對隧道沿線建筑物和公用設(shè)施較多的地段進(jìn)行詳細(xì)勘探，力求確切了解土質(zhì)特性、地下水情況和建筑設(shè)施的特點(diǎn)，明確對地面沉降的控制要求，并通過綜合分析確定合理的盾構(gòu)選型及施工工藝。一般說來，合理的盾構(gòu)選型是滿足環(huán)境保護(hù)要求的關(guān)鍵。n（2）.制定施工組織設(shè)計(jì)和操作規(guī)程，并在施工工程中嚴(yán)格地予以執(zhí)行。重點(diǎn)內(nèi)容為：na.根據(jù)

6、地質(zhì)材料、盾構(gòu)選型及覆土條件等提出施工總體安排、施工細(xì)節(jié)規(guī)定和風(fēng)險(xiǎn)段的施工設(shè)計(jì)；b.進(jìn)行地表沉降預(yù)測和提出減少沉降量的技術(shù)措施；c.制定明確的施工管理、施工記錄和實(shí)施施工監(jiān)測的制度。n（3）.進(jìn)行施工監(jiān)測先依據(jù)設(shè)定的施工參數(shù)提出監(jiān)測方案，然后在經(jīng)過初始試驗(yàn)段的監(jiān)測實(shí)踐后加以修改和完善。監(jiān)測結(jié)果出現(xiàn)異常情況時(shí)，隨時(shí)提出可供采用的施工方法改進(jìn)措施或應(yīng)變措施。n在隧道盾構(gòu)推進(jìn)期間，對盾構(gòu)推進(jìn)軸線上方受其施工影響的地面道路、地下管線、建（構(gòu)）筑物進(jìn)行變形監(jiān)測，為隧道盾構(gòu)推進(jìn)提供信息，指導(dǎo)施工，采取必要的措施，確保施工安全和減少對環(huán)境的影響。根據(jù)工程監(jiān)測技術(shù)要求和現(xiàn)場具體情況，監(jiān)測方案對監(jiān)測點(diǎn)（孔）的布

7、置遵循合理、可靠、經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行。n盾構(gòu)始發(fā)過程反力架應(yīng)力監(jiān)測與安全評盾構(gòu)始發(fā)過程反力架應(yīng)力監(jiān)測與安全評價(jià)價(jià)n對盾構(gòu)始發(fā)過程中的反力架進(jìn)行了數(shù)值分析、現(xiàn)場監(jiān)測和受力分析n根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對反力架的功能和作用進(jìn)行了評價(jià),對反力架的拆除條件給出了建議。n反力架的設(shè)計(jì)須考慮偶然因素的影響,如約束情況的突然改變等;n可依據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測分析確定反力架的拆除時(shí)間。n盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用n隧道工程，盾構(gòu)姿態(tài)，自動(dòng)測量，系統(tǒng)開發(fā)n盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)實(shí)時(shí)正確測定，是隧道順利推進(jìn)和確保工程質(zhì)量的前提，其重要性不言而喻。n在盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)化程度越來越高的今天，甚至日掘進(jìn)量超過二十米，可想而知，測

8、量工作的壓力是相當(dāng)大的。n這不僅要求精度高，不出錯(cuò)；還必須速度快，對工作面交叉影響盡可能小。n因此，為了能夠在隧道施工過程中及時(shí)準(zhǔn)確給出方向偏差，并予以指導(dǎo)糾偏，國內(nèi)外均有研制的精密自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)用于隧道工程中，對工程起到了很好的保證作用。n盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)將許多參數(shù)回傳給系統(tǒng)，工作人員通過這些參數(shù)來監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)行狀況。n特征變量監(jiān)測曲線繪制模塊通過將一段時(shí)間內(nèi)的變量狀況繪制成曲線，能直觀地反映出該特征變量的變化情況，有助于工作人員對盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)行狀況和趨勢做出更為準(zhǔn)確的判斷，以達(dá)到有效監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行的目的。n開發(fā)出來的曲線監(jiān)測界面直觀地顯示幾個(gè)特征變量的變化情況，方便監(jiān)測人員分析比較這些變量的發(fā)展

9、趨勢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行是否有異常情況，并可以打印出來進(jìn)行資料保存。 n通過工程實(shí)用運(yùn)行，對多種困難條件適應(yīng)性檢驗(yàn)，n 1) 實(shí)時(shí)性系統(tǒng)自動(dòng)測量反映當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)空間(六自由度)狀態(tài)；n 2) 動(dòng)態(tài)性系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤跟進(jìn)，較好解決了彎道轉(zhuǎn)向問題；n 3) 簡易性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單合理，操作和維護(hù)方便，易于推廣使用；n 4) 快速性系統(tǒng)測量一次僅需約兩分鐘；n 5) 準(zhǔn)確性結(jié)果準(zhǔn)確精度高，滿足規(guī)范要求，在各種工況狀態(tài)都小于20毫米；n 6) 穩(wěn)定性適應(yīng)震動(dòng)潮濕的地下隧道環(huán)境，系統(tǒng)可以長期連續(xù)運(yùn)行。n上海市復(fù)興東路越江隧道米大型泥水平衡盾構(gòu)推進(jìn)中。n結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，精確度高，維護(hù)方便的盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，在盾構(gòu)施工中將發(fā)揮其應(yīng)有作用。n軌道交通軌道交通8號線二期號線二期7標(biāo)上行線盾構(gòu)進(jìn)洞施工監(jiān)標(biāo)上行線盾構(gòu)進(jìn)洞施工監(jiān)測