盾构施工测量与监测

1、盾构施工测量与监测一、施工测量测量是盾构推进轴线与设计轴线一致的保证，是确保工程质量 的前提和基础。采用GPS定位技术完成对业主所给导线网、水准网 及其它控制点的检核。在盾构机上配备 SLS-T_APD导向系统指导盾 构机推进，降低人工测量的频率。同时，严格贯彻二级测量复核制 度，精测组精测并交桩于工程项目部测量组，工程项目部测量组复 核并负责施工放样测量，确保隧道贯通精度。1、地表控制测量我方中标后，立即组织精测组根据业主提供的工程定位资料和 测量标志资料，对所给导线网、水准网及其它控制点用 GPS定位技 术进行复测；同时测设施工过程中使用的固定桩，并将测量成果书 报请监理工程师及业主审查、

2、批准。（1）引测近井导线点利用业主及监理工程师批准的测量成果书由精测组以最近的导 线点为基点，引测至少三个导线点至每个端头井附近，布设成三角 形，形成闭合导线网。（2）引测近井水准点利用业主及监理工程师批准的水准网，由精测组以最近的水准 点为基点、将水准点引测至端头井附近，测量等级达到国家二等。 每端头井附近至少布设两个埋设稳定的测点，以便相互校核。2、联系测量(1) 平面坐标传递用陀螺定向法将地面坐标及方向传递到竖井隧道中，见下图陀螺法坐标传递示意图陀螺法坐标传递示意图用逆转点法测出地面上CD和井下Z1Z2的陀螺方位角。用全站仪做边角测量，测出L1、L2、L3、L4、L5、L6的边长及/ 1

3、、/ 2、/ 5、/ 6、/7的角度。利用空间三角关系计算/ 3、/4的角度，再结合控制点 C的坐标推算出Z1、Z2、Z3三点 的坐标。以Z1Z2、Z3Z2起始边作为隧道推进的起始数据。在整个施 工过程中，坐标传递测量至少进行三次。(2) 高程传递用检定后的钢尺，挂重锤10kg用两台水准仪在井上井下同步观 测，将高程传至井下固定点。用68个视线高，最大高差差值 282050BH2B10501HB10(B为隧道外径：B=6m)采用全自动电子水准仪和铟钢尺等高精度仪器进行地表隆陷监 测。在盾构机到达前1次/天；盾构到达时2次/天；盾构过后1次 /12天，每周进行一次后期观测，直至隆陷值稳定。可根据

4、施工 条件和隆陷情况增加或减少观测次数。随时将地表观测情况报告给 施工人员。(2)地面建筑物监测对盾构隧道施工影响范围内的地面建筑物进行位移和倾斜等变 形监测，控制其变形在安全范围以内。 测点布置在每幢建筑物的每个角上分别设置 12个沉降和倾斜观测点。 测量方法 采用全站仪、自动电子水准仪和铟钢尺进行测量，在盾构机开 挖面附近每天观测一次，每周进行一次后期观测直至沉降稳定。当 测量值较大或监理工程师有要求时，需增加观测频率。（3）地下管线监测 施工影响范围内地层不同程度的沉陷，可能会引起地下管线的变形、断裂而直接危及其正常使用，甚至引发灾难性事故，因此需 对地下管线进行严密监测。 测点布设沿隧

5、道轴线施工影响范围内的主要管线上方地表纵向每隔 5m布 设一个测点。 监测方法 采用全站仪、自动电子水准仪和铟钢尺进行测量，在盾构机开挖面附近每天观测一次，每周进行一次后期观测，直至沉降稳定。（4）地中垂直水平位移监测在离始发井约50m范围的监测试验段内进行该项监测。 测点布设在试验段内的皿（H）、W类围岩中各选一个断面，在隧道中线顶部地层中各布设一个垂直位移测孔，两侧各布设一个水平位移测孔。测孔布置见下图测斜孔垂直变位测孔管片测斜孔*管片变形测点填充物水位观测孔量测量主断断面测点布置图围岩压力计 监测方法采用NC-50型分层沉降仪和沉降管等对垂直位移进行监测，采 用倾斜测试仪和测斜管对水平位

6、移进行监测。（5）地下水位观测 测点布设在试验段内的皿（H）、W类围岩中各选取一个断面，在隧道两 侧施工影响范围内，水文地质条件在施工过程中可能有变化的区域 布设测孔各1个，其位置见“量测主断面测点布置图”。 监测方法采用水位观测仪及水位观测管等进行观测，其观测频率与地中垂直位移观测相同（6）围岩压力监测 在试验段内的皿、W类围岩中各选取一个断面，与主断面相 对应，测点布置于盾构管片与围岩之间，见“量测主断面测点布置 图”。 监测方法采用钢弦式压力盒及VW-1型频率接收仪量测，在埋设初期1次/天；10天后 1 次/2 天；1 个月后 1 次/周。（7）管片变形监测 测点布置每 10环管片设 1

7、 个监测面，每个监测面布设 5 个测点。测点采 用贴片固定在管片内侧（不破坏管片），其布置见“量测主断面测点 布置图”。 监测方法采用全站仪进行三维监测，注浆后 3天内2次/天，3天 10 天 1 次/天， 10天后 1 次/2 天， 1 个月后 1 次/周。（8）联络通道监测 为了解通道施工区附近地层变化情况以及附近建筑物和管线的影响程度，在施工区上部地面布设地表沉降监测点。 测点布设地表沉降点沿通道的中线，每隔5m布设一个纵向观测点，监测 范围为 80m。为确保通道施工安全，掌握围岩位移情况，在通道内沿通道轴线每隔3m布设一组测点，观测拱顶下沉和水平收敛。其布置见下图监测方法通道内拱顶下沉

8、和水平收敛量测，自通道钢管片打开后 1次/天 拱顶下沉采用全自动电子水准仪，水平位移采用数显式收敛计进行 量测。在通道施工期间，其上部地表沉降监测频率初期为 12 次/天, 后期12次/3天；在沉降速率较大时加密观测次数。4、明挖结构施工监测(1) 基坑围护结构变形监测围护结构变形监测采用测斜管、测斜仪，测量每一个点的连续变形情况。测斜管安装在支护钢筋笼中，随钢筋笼浇筑在砼中，测 量测斜管导槽方位、管口坐标及高程，及时做好孔口保护装置，作 好记录。变形量测采用测斜仪，将测头插入测斜管，沿导槽自孔底 开始每隔一定距离测量一次。位移的初始值采用基坑开挖之前连续 三次测量无明显差异读数的平均值。开挖

9、阶段，每天测 1 次，当侧 向位移明显增大时，加密观测次数，并及时采取措施减缓变形的发 展。变形趋于稳定后，每周测12次。（2）地表下沉监测测点在基坑四周每10m布置三个测点，离基坑边分别为1m 5m 10m测点要稳固，用精密水准仪和铟钢尺进行量测，开挖 过程 1 次/天，稳定后 2次/7 天。（3）地下水位监测在距基坑外侧5m左右布设地下水位观测孔，监测基坑开挖期间 地下水位变化。水位观测孔采用地质钻机钻孔，孔径 128mm钻 孔深度为基坑底面下2m用钢尺量测地下水位。（4）钢支撑轴力监测 在各个施工阶段及地质变化较大部位的钢支撑上粘贴表面应变计，测量监测其轴力因基坑开挖而产生的变化。当轴力

10、大于设计值 时，加强监测，必要时采取措施，增加支撑数量。5、矿山法区间隧道施工监测（1 ）围岩与支护状态的观察 洞室开挖后，立即进行工程地质状况的观察记录和地质描述， 对拱架支护状态进行观测记录。这有助于判断围岩稳定性和预测开 挖面前方的地质条件，并为地层超前支护提供真实的地层资料。 初期支护完成后，进行喷层表面观察、记录和裂缝描述，若 发现初期支护有不稳定趋势，及时采取补强措施，并为后续工程提供支护改进参数。(2)地表沉降监测测点布置在地表沿隧道轴线方向每10m设一个量测断面，每断面对称布 置711个测点，中线方向每10m布设一个测点，测点为埋入地表 下一定深度的钢桩，并用砼固定，以保证其不

11、移动、不丢失，如下 图所示：利用精密水准仪和铟钢塔尺。按照一定的量测频率和时间进行 观测，并做好记录，绘制散点图。在便于长期保存的稳定位置埋设 基准点，进行水准布网，测得量测点初始读数。 量测频率当开挖面距量测断面前后距离小于 2倍开挖洞径时，每天对该断面量测点观测12次；当距离小于5倍洞径时，每2天观测1次;当距离大于5倍洞径时，每周观测1次。（3）地中位移量测 仪器安装与埋设在有代表性地段设断面进行监测布点，每断面布点23个，用潜孔钻机钻出 120mm勺孔，孔深比设计要求深2030cm安装位 移计前将孔冲洗干净，并检查钻孔的位置方向、孔深，钻孔轴线偏 差不大于3o,仪器在现场按设计要求的长

12、度组装，一次整体运到孔 位处装入孔中，孔洞用水泥砂浆密封固定。 监测方法 仪器安装稳定后，用频率计观测读数，测取初始值，初始值为多次测读，待读数稳定后取 35个数的平均值。在施工的不同阶段， 按照一定的频率测取读数，列表计算位移量的增加值和累加值。 监测频率当开挖面距量测断面前后距离小于 2倍开挖洞径时，每天对该 断面量测点观测 12次；当距离小于 5倍洞径时，每 2天观测 1 次； 当距离大于 5 倍洞径时，每周观测 1 次。（4）初期支护位移量测 拱顶下沉量测沿隧道轴线方向每10m设置一个量测断面，每个断面布13个 测点，测点采用钢桩预埋在拱顶初期支护中，用精密水准仪和经校 验的钢尺进行测

13、量。观测频率同地表沉降。 周边净空收敛量测沿隧道纵向每20m设一个量测断面，该断面与拱顶下沉量测断面为同一断面，每断面设2对测点，采用收敛仪进行量测，通过测 微计读取隧道周边两点相对位置的变化，从而计算出该两点在连线 上的相对位移值，量测频率同拱顶下沉拱顶沉降测点收敛基线洞内常规测点布置图拱顶下沉及收敛测点布置见下图（5）围岩与初期支护间的接触应力量测沿隧道纵向选取有代表性地段设置量测断面，在每个断面的拱 顶、拱腰、起拱、边墙、仰拱等处布置 1520个测点，各测点均在 初期支护背后埋设钢弦式双模压力盒，配合频率接收仪量测压力值。 量测频率同拱顶下沉。6、监测资料的处理与信息反馈监控量测资料均利

14、用计算机进行处理与管理。当取得各种监测 资料后，随时进行处理，绘制各种类型的表格及曲线图，对监测结 果进行回归分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，确定工程技术措施。对每一测点的监测结果根据管理基准和位移变化速度 等综合判断结构和建筑物的安全状况。并编写周、月汇总报表。及 时反馈指导施工，调整施工参数，达到安全、快速、高效施工目的监测工作始于施工，通过数据分析处理，又起到指导施工的作 用，其运作过程见下图。; 施工施工监测数据分析k预测变形量米取技术措施11J与基准值比较I调整施工i1参数是*是否安全否信息反馈流程图7、控制标准(1) 地面沉降盾构法施工引起的地面沉降值：+10-30mm矿

15、山法因施工引起的地面沉降：w 30mm地表沉陷槽曲线最大 坡度不大于1/300。(2) 管线沉降控制标准由于水泥砂浆抹口的砼管道对沉降最为敏感，故其允许沉降量 可作为地下管线控制的基准。另外，管线的允许沉降量是随着围岩 类别的提高而减少。各种常用管线材料在各类围岩条件下的允许沉降值S见下表。管线允许沉降值表材料允许拉应 力(MPa弹性模量x 104MPaS (mmII皿IVC7.50.0550.14582.9291.5442.24C150.0900.22086.1195.0743.87C250.1300.28091.74101.146.74C350.1600.31595.95105.9348.88C450.1900.335101.39111.9451.66C550.2100.355103.55114.3252.75水泥砂浆0.