盾構段監(jiān)控量測方案

盾構段監(jiān)控量測方案盾構段監(jiān)控量測方案盾構段監(jiān)控量測方案資料僅供參考文件編號：2022年4月盾構段監(jiān)控量測方案版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：廣深港客運專線ZH-4標益田路隧道工程盾構段監(jiān)控量測方案編制:審核:批準:中鐵十五局廣深港客運專線ZH-4標六工區(qū)2010目錄1.編制目的 32.編制依據(jù) 33.工程概況 3地理位置 3工程范圍 4設計參數(shù) 4建(構)筑物調(diào)查情況 44.地表沉降變形機理 5沉降機理分析 5地表沉降變形的演變分析 5前期沉降階段 5通過期間沉降階段 5盾尾間隙沉降階段 5后期沉降階段 55．工程施工特點 66.監(jiān)測的目的及方法 6地表沉降監(jiān)測 6監(jiān)測控制網(wǎng)的施測精度 6監(jiān)測的主要內(nèi)容和測點布設 7地表變形監(jiān)測 7洞外觀察 7周邊建(構)筑物監(jiān)測 7深層土體位移監(jiān)測 8地下水位監(jiān)測 8地下管線位移監(jiān)測 87.施工監(jiān)測資源配置 9監(jiān)控測量儀器 9監(jiān)控量測人員組織 98.施工監(jiān)測控制精度和監(jiān)測頻率 10施工監(jiān)測控制精度 10監(jiān)測頻率 10控制標準 11建筑物變形控制標準 11地表變形控制標準 11深層土體變形控制標準 11地下水位、管線位移控制標準 119.隧道結構變形監(jiān)測 12隧道結構變形監(jiān)測內(nèi)容 12變形控制標準 12隧道結構變形監(jiān)測頻率 12隧道結構變形控制方法 1210.監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理和分析 13監(jiān)測數(shù)據(jù)整理 13最終報告內(nèi)容 131.編制目的盾構隧道下穿段地面建筑物密集，地下管線縱橫交錯，受盾構施工影響。建立完善、嚴格的監(jiān)測體系、合理科學的監(jiān)測方法。掌握盾構隧道施工動態(tài)，利用監(jiān)測結果為設計方案優(yōu)化和施工參數(shù)調(diào)整提供參考依據(jù)；監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)分段處理與必要的計算判斷后進行預測和反饋，以便為工程和環(huán)境安全提供可靠的信息，特編制此方案。2.編制依據(jù)⑴《關于廣深港客運專線深圳福田站及相關工程初步設計的批復》(鐵鑒函〔2008〕832號)⑵《建筑地基基礎設計》(GB50007-2002)⑶《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ94-2008)⑷《建筑樁基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范》（GB50497-2009）⑸《鐵路隧道設計規(guī)范》(TB10003-2005)⑹《鐵路隧道監(jiān)控測量技術規(guī)程》(TB10121-2008／J721-2007)⑺《盾構法隧道施工與驗收規(guī)范》(GB50446-2008)⑻《建筑變形測量規(guī)程》(JGJ8-2007)⑼《精密工程測量規(guī)范》(GB／T15314-94)⑽《國家一、二等水準測量規(guī)范》(GB／T12897-2006)⑾《孔隙水壓力測試規(guī)程》(CFCS5593)⑿《地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范》(GB50308-1999)⒀《城市測量規(guī)范》(CJJ8-1999)3.工程概況地理位置益田路隧道位于新深圳站和福田站之間，地理位置位于深圳市寶安區(qū)龍華街道梅林檢查站至深圳市市民中心一帶。盾構隧道下穿段地面建筑物密集，可能受盾構隧道施工影響的鄰近建筑物較多。工程范圍隧道起點里程益田路隧道起點里程DK104+730，終點里程DK110+966，全長6236m。盾構法隧道分兩段：盾構施工第一段長度為1476.3m(DK107+915~DK109+，盾構施工第二段長度為1134m(DK109+832~DK110+966)。設計參數(shù)益田路盾構隧道兩個區(qū)間段線路設計最小平曲線半徑是2000m，曲線段長1930.2m，最小豎曲線半徑為15000m，最大坡度25‰，隧道埋深30~60m。隧道襯砌采用通用楔型環(huán)C50鋼筋混凝土管片，管片外徑12800mm，內(nèi)徑11700mm，寬度建(構)筑物調(diào)查情況盾構段地表建（構）筑物的調(diào)查情況詳見下表益田路隧道盾構段地表沉降監(jiān)測橫斷面里程表。表益田路隧道盾構段地表沉降監(jiān)測橫斷面里程表序號橫斷面里程序號橫斷面里程序號橫斷面里程1DK107+95019DK108+90037DK109+8752DK108+00020DK108+95038DK110+1753DK108+05021DK109+00039DK110+2254DK108+10022DK109+05040DK110+2755DK108+15023DK109+10041DK110+3256DK108+20024DK109+15542DK110+3757DK108+24025DK109+24643DK110+4258DK108+30026DK109+32044DK110+4759DK108+35027DK109+37045DK110+52510DK108+42028DK109+42546DK110+57511DK108+45029DK109+47547DK110+62512DK108+48630DK109+52548DK110+67513DK108+55031DK109+57549DK110+72514DK108+63032DK109+62550DK110+77515DK108+70033DK109+67551DK110+82516DK108+75534DK109+72552DK110+87517DK108+79035DK109+77553DK110+92518DK108+85036DK109+8254.地表沉降變形機理沉降機理分析泥水加壓盾構平衡法所引起的地表變形特征表現(xiàn)在：盾構掘進機的前方和頂部會產(chǎn)生微量的隆起，盾尾脫離以后，地表開始下沉，并形成一定的寬度和沉降槽地帶，下沉的速率隨時間而逐漸衰減，且與盾構經(jīng)過的土質(zhì)、施工工況和地表荷載、泥漿壓力、掘進速度等有著密切的關系，并表現(xiàn)出相當大的差異。地表沉降變形的演變分析泥水加壓式盾構在推進過程中所引起的地表沉降，根據(jù)實測資料，按地表沉降變形曲線的形態(tài)，大致分為4個階段：4.2.1前期沉降階段盾構向前推進時，當盾構開挖面尚未到達測點以前的沉降或隆起；它主要是因為泥水壓力的波動而引起。當開挖面泥水艙的泥水壓力偏低時，造成盾構開挖面應力釋放，從而引起地表沉降，當開挖面泥水艙內(nèi)泥水壓力偏高時，使開挖面土體受擠壓，從而引起地表隆起。4.2.2通過期間沉降階段盾構繼續(xù)向前推進，當盾構切口達到測點起至盾尾離開測點期間發(fā)生的地表沉降或隆起，主要原因是進排漿流量不平衡造成。4.2.3盾尾間隙沉降階段盾構繼續(xù)推進，盾尾通過測點后產(chǎn)生的地表沉降。由于盾構體的外徑大于管片的外徑，盾尾通過測量點后，在地層中遺留下來的建筑空隙就需及時壁后注漿充填，以控制地表變形。但是往往因盾尾壁后注漿沒有能夠及時充填建筑空隙，或是注漿量、注漿壓力、注漿部位、漿液配比和材料方面不適當，使建筑空隙中的漿液不能及時形成環(huán)箍，盾尾脫出后，無支撐能力的軟土在不能自立的情況下就很快自行充填入建筑空隙，造成土層應力釋放。除此以外，盾構在平面或高程糾偏過程中所引起的單側土體附加壓力在盾尾脫出后亦發(fā)生應力釋放，于是又增加了盾尾部分的建筑空隙。這些情況終將最后反應到地表變形上來。4.2.4后期沉降階段盾尾脫出一周后的地表沉降。這部分沉降主要是有土層的固結沉降和地基土的徐變引起。5．工程施工特點益田路隧道盾構段施工監(jiān)測總體情況見表益田路隧道盾構段監(jiān)控量測表。表益田路隧道盾構段監(jiān)控量測表項目單位數(shù)量備注益田路隧道盾構段施工監(jiān)測地表沉降監(jiān)測點個907包含53個監(jiān)測橫斷面，每個斷面13個測點建筑物變形監(jiān)測點個362土體分層沉降監(jiān)測點孔51土體水平位移監(jiān)測點孔51地下水位觀測孔監(jiān)測點孔11地下管線位移監(jiān)測點個1381實際監(jiān)測過中可適當調(diào)整盾構隧道結構變形監(jiān)測斷面?zhèn)€62縱向每50m一個斷面6.監(jiān)測的目的及方法監(jiān)控量測目的：根據(jù)盾構施工動態(tài)，利用監(jiān)測結果為設計方案優(yōu)化和施工參數(shù)調(diào)整提供參考依據(jù)；監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)分段處理與必要的設計判斷后進行預測和反饋，以便為工程和環(huán)境安全提供可靠的信息。地表沉降監(jiān)測監(jiān)測方法：主要監(jiān)測盾構掘進過程中引起的地表變形情況，監(jiān)測方法是在地表埋設測點，在隧道沿線，地表影響范圍外布設監(jiān)測基準點，基準點按照國家二等水準觀測的技術要求實施，用精密水準儀進行地面沉降的量測。根據(jù)監(jiān)測結果進行分析，判斷盾構掘進對地表沉降的影響。監(jiān)測控制網(wǎng)的施測精度監(jiān)測基準點按國家二等水準的技術要求進行測量：基輔分劃差M≦±0.5mm；每站高程中誤差M站≤±1.0mm。往返較差成環(huán)線閉合差M≤±8L（mm）或監(jiān)測的主要內(nèi)容和測點布設6.3.1地表變形監(jiān)測地表變形監(jiān)測點布置在地面上，監(jiān)測斷面垂直于線路方向，在隧道中線的兩側30m范圍內(nèi)布置測點，每個監(jiān)測斷面布設13個測點，按照設計要求在隧道的上方沿隧道方向每間隔50m布一個斷面，在隧道中線方向上每10m布置一個縱向地表監(jiān)測點，為了保證盾構施工時地面安全，加強地面沉降點監(jiān)測。如圖隧道橫向地表變形監(jiān)測點布置示意圖圖隧道橫向地表變形監(jiān)測點布置示意圖6.3.2洞外觀察洞外觀察的內(nèi)容主要包括，地表開裂、地表隆沉、建(構)筑物開裂、傾斜、隆沉等狀況的觀察和記錄，根據(jù)周邊環(huán)境狀況確定觀測頻率，且每天不少于1次。6.3.3周邊建(構)筑物監(jiān)測周邊建(構)筑物監(jiān)測包括沉降監(jiān)測、傾斜監(jiān)測和位移監(jiān)測。采用電子水準儀或全站儀及測縫計進行量測。建(構)筑物監(jiān)測點布置在其結構外墻四角和受力結構柱處，對于低于5層（含5層）的鄰近建筑物，可只在底層布置測點，對于高于5層的建筑物，在建筑物的底部、中部及上部四角埋設位移測點；建筑物邊長超過50m時，在邊長中部約按10m布置1個測點。傾斜監(jiān)測僅對8層以上高層建筑物進行監(jiān)測。根據(jù)“益田路隧道鄰近建筑物基礎情況及保護方案表”中所列鄰近建筑物必須按設計要求布設監(jiān)測點，對距離隧道中線30m以內(nèi)的建筑物應布置測點納入監(jiān)測范圍。6.3.4深層土體位移監(jiān)測為了監(jiān)測分析盾構隧道施工過程中引起的土體變形及其規(guī)律，分析隧道掘進時引起土體變形的大小、范圍及對周邊環(huán)境的影響，提前預測周邊敏感建筑物的變形。根據(jù)隧道與建筑物的相對位置關系，采用斷面形式布置測斜管，每個斷面布設1~4個檢測孔，位于隧道一側的檢測孔深度與隧道結構底部同深，隧道中線處監(jiān)測孔高于隧道外輪廓不小于1m。監(jiān)測孔內(nèi)豎向每隔1m測量一次深層土體位移。見圖深層土體變形位移監(jiān)測布置剖面圖圖深層土體變形位移監(jiān)測布置剖面圖采用電子水準儀按照二等水準測量要求，測定孔口標高，通過側斜儀觀測各層深度處水平位移。埋設沉降標志，通過分層沉降儀測定孔內(nèi)沉降標志的沉降。6.3.5地下水位監(jiān)測地下水位實行全程監(jiān)控，但間距可適當增大。地下水位監(jiān)測孔位于隧道結構外側不小于3m，孔底位于隧道結構底3m。鉆孔內(nèi)設置水位管利用水位計對地下水位進行量測的方法測試。由于水位監(jiān)測孔不封閉，本工程采用的泥水盾構產(chǎn)生的泥水壓力可能會擊穿土體，引起地面噴發(fā)，因此水位監(jiān)測孔盡量布置在建筑物邊且離開隧道盡可能遠們設計圖中所標示的水位孔位置在實際監(jiān)測中可按照上述原則予以調(diào)整，保證監(jiān)測過程中的安全性。6.3.6地下管線位移監(jiān)測地下管線位移監(jiān)測包括水平位移和垂直位移監(jiān)測。在隧道施工前應對隧道穿越地區(qū)進行詳細的地下管線調(diào)查，并對重要的地下管線進行監(jiān)測。根據(jù)現(xiàn)有資料標出了隧道周邊的地下管線分布及測點布設情況，原則上按照地表沉降的監(jiān)測范圍對隧道中線兩側各30m范圍內(nèi)的既有管線進行監(jiān)測，尤其將上水管、煤氣管等有壓管道作為重點監(jiān)測管線，一般在管線接頭部位應布設測點，其余段按管線長度方向每隔10m布設一個監(jiān)測點。采用電子水準儀或全站儀監(jiān)測。根據(jù)具體的管材、接頭方式及其內(nèi)部壓力等具體情況和相關規(guī)范要求，地下管線監(jiān)測采用直接法和間接法相結合的方式進行。原則上地下管線的變形測量應直接在管線上設置觀測點進行監(jiān)測，當無法直接進行觀測時應去除其覆蓋土體進行觀測或監(jiān)測管線周圍土體變形。當采用間接法監(jiān)測管線周圍土體變形來反應管線變形時，監(jiān)測點應埋入土中距管線距離不大于0.5m處且應與管線底同深。7.施工監(jiān)測資源配置監(jiān)控測量儀器益田路隧道盾構段施工監(jiān)測投入的測量儀器見表監(jiān)控測量儀器配置表。監(jiān)控測量儀器配置表序號儀器設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量精度備注1徠卡全站儀TCR1201+400臺1±1″,±(1mm+·D)2徠卡精密水準儀DNA03臺1±0.3mm/3銦鋼尺2m個2±0.02mm+L·2·10-5監(jiān)控量測的儀器設備經(jīng)過計量檢定單位檢定合格，并在有效期內(nèi)。儀器設備驗收、維護保養(yǎng)和檢修均按規(guī)定程序進行。監(jiān)控量測人員組織工區(qū)成立施工監(jiān)測小組，由工區(qū)總工王紅路擔任組長，測量班班長陳征擔任副組長，李濤、張立凱、劉鵬舉、羅林文、楊雷、李四邦、薛源等參加(見圖六工區(qū)施工監(jiān)測小組組織機構)。負責按設計做好施工監(jiān)測元器件埋設，施工監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集、整理和分析，及時提供監(jiān)測日報、周報、月報等有關監(jiān)測資料。測量班長兼副組長測量班長兼副組長陳征總工程師兼組長王紅路李濤張立凱羅林文劉鵬舉李四邦薛源楊雷 圖六工區(qū)施工監(jiān)測小組組織機構8.施工監(jiān)測控制精度和監(jiān)測頻率施工監(jiān)測控制精度施工監(jiān)測控制精度采用二等水準高程測量的方法由精密水準網(wǎng)向各監(jiān)測點引測高程，測得各監(jiān)測點上高程變化值。要求精度：基鋪讀數(shù)差△h≤±0.5mm，轉站高差中誤差M站≤±1.0mm，相鄰基準點測量閉和差△h≤±1.0mm或。監(jiān)測頻率監(jiān)測頻率控制如下：①盾構到達監(jiān)測斷面（點）前50米：埋設好測點，讀好初始讀數(shù)；②盾構到達監(jiān)測斷面（點）前50米到前30米：1次/天；③盾構到達監(jiān)測斷面（點）前30米到前1倍盾構直徑：2次/天；④盾構到達監(jiān)測斷面（點）前1倍盾構直徑到盾尾通過后3天：3次/天；⑤盾尾通過監(jiān)測斷面（點）后3天到盾尾離監(jiān)測斷面（點）30米內(nèi)：2次/天；⑥盾尾通過監(jiān)測斷面（點）后30米到50米：1次/天；⑦盾尾離監(jiān)測斷面（點）50米后：1-2次/周；⑧盾尾通過監(jiān)測斷面（點）30天后：1次/月（長期監(jiān)測）。控制標準8.3.1建筑物變形控制標準建筑物裂縫寬度控制標準為1.5mm，且每兩次監(jiān)測期間裂縫發(fā)展不超過0.1mm,建筑物最大沉降累計值按20mm進行控制。砌體承重結構房屋基礎局部傾斜不得大于；混凝土框架結構相鄰柱基的沉降差不得大于倍的柱間距；Hg≤24m的高層整體傾斜不得大于；24m＜Hg≤60m的高層整體傾斜不得大于；Hg＞60m的高層整體傾斜不得大于。（Hg為自室外地面起算的建筑物高度）當隧道施工對周邊建筑物的影響不到以上標準的50%時，隧道正常施工；當隧道施工對周邊建筑物的影響大于以上標準的50%時，加密監(jiān)測頻率，及時跟蹤注漿；當隧道施工對周邊建筑物的影響大于以上標準的75%時，應在現(xiàn)設計基礎上再及時增加保護措施；當隧道施工對周邊建筑物的影響達到以上標準時，啟動緊急預案，必要時疏散民眾。8.3.2地表變形控制標準地表變形應按照如下標準進行控制：當?shù)乇砺∑鹬怠?0mm，沉降值≤30mm時，隧道正常施工；當?shù)乇砺∑鹬禐?0～15mm.，沉降值為30～40mm時，加密監(jiān)測頻率，密切注意施工過程；當?shù)乇砺∑鹬怠?5mm，沉降值≥40mm時，隧道施工暫緩，進行施工檢查，啟動緊急預案。8.3.3深層土體變形控制標準深層土體變形監(jiān)測作為一種輔助手段，可根據(jù)深層土體變形值推測鄰近建筑物樁基變形，以10mm作為控制標準。當變形量測值超過控制標準時，應對周邊監(jiān)測項目進行加密觀測，及時跟蹤注漿，如果量測值持續(xù)增大應結合建筑物監(jiān)測進行分析，隧道施工暫緩，進行施工檢查，待變形穩(wěn)定后正常掘進。8.3.4地下水位、管線位移控制標準地下水位按初始穩(wěn)定水位累計升降1m，變化速率0.5m/d作為控制標準；按《建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范》（GB50497-2009）規(guī)定的管線位移控制標準如下：剛性管道（壓力）累計值為10～30mm，變化速率為1～3mm/d；剛性管道（非壓力），累計值為10～40mm，變化速率為3～5mm/d；柔性管線累計值為10～40mm，變化速率為3～5mm/d。地下管線種類繁多，結構形式、接頭形式多樣，不同的管線抗變形能力有較大差別，控制標準也有一定差別，在準確調(diào)查管線情況后對管線的沉降曲線允許最小曲率半徑確定最大變形值，才能合理確定地下管線的變形控制標準。在監(jiān)測過程中出現(xiàn)管線變形較大，超過變形控制標準后，應加密監(jiān)測頻率，調(diào)整施工方法，加強盾構同步注漿，并可在必要時對管線進行跟蹤注漿加固或開挖暴露后進行懸吊，對于煤氣管、上水管在特殊情況下應采取暫時關閉，待加固完成變形穩(wěn)定后恢復。9.隧道結構變形監(jiān)測隧道結構變形監(jiān)測內(nèi)容隧道結構變形監(jiān)測內(nèi)容包括砌結構拱頂沉降、水平收斂、拱底隆起、橢圓度等定期進行監(jiān)測。各監(jiān)測項目應集中于同一橫斷面，監(jiān)測橫斷面縱向間距50m，建議采用激光斷面儀進行結構變形監(jiān)測，精度應不低于1mm。變形控制標準隧道結構變形控制標準：拱頂沉降：±10mm；水平收斂：±15mm；拱底隆起：±15mm；盾構環(huán)直徑橢圓度≤3‰。初始觀測值應在隧道壁后注漿凝固后12h內(nèi)量測。隧道結構變形監(jiān)測頻率隧道結構變形監(jiān)測頻率距開挖面≤20m：1次/天；距開挖面20～50m：1～2次/周；距開挖面＞50m：1次/月，監(jiān)測應持續(xù)直至結構變形穩(wěn)定。隧道結構變形控制方法成型管片的縱向垂直位移監(jiān)測；采用水準測量的方法測量遂道底正下方固定位置的高程變化量。監(jiān)測精度與地表監(jiān)測相同。圓度變形監(jiān)測與水平偏移監(jiān)測采用4M（5M）長鋁合金直尺法測量。水平橫置直尺，用全站儀測定鋁合金直尺中心坐標，比對與設計中心坐標的變化量測定水平偏移值，并推算下半環(huán)隧道圓度的變化值，采用收斂儀測定環(huán)片脫出盾尾后的凈空收斂變化值。（圖隧道結構變形監(jiān)測示意圖）圖隧道結構變形監(jiān)測示意圖管片安裝后,由于受到管片外側的水土等壓力而發(fā)生變形,其中最