盾构始发试掘进施工监控量测方案

1、盾构始发试掘进施工监控量测方案1监测项目及布点原则根据设计图纸及相关规范本项目的监测布点原则见表4-2根据x轨道交通1x二期工程施工图设计文件及相关规范，并综合考虑技术的可行性，监测项目及对象见下表。序号类别监测项目监测对象备注1周边环境地表沉降区间周边地表及道路2地下管线沉降区间盾构影响范围内管线3建筑物变形区间盾构邻近房屋、建构筑物4土体分层竖向位移区间盾构始发、到达及建（构）筑物、下穿危险源5自身结构管片衬砌拱顶、拱底沉降联络通道、重要建（构）筑物附近布设6管片衬砌净空收敛区间盾构始发、到达及联络通道、重大危险处表4-2监测布点原则序号监测项目布点原则1周边地表竖向位移1沿盾构隧道轴线上

2、方布设地表沉降监测点，监测点间距一般为5m；2应根据地质条件和周边环境条件，选择有代表性的部位布设垂直于隧道轴线的横向监测断面，监测断面间距一般为30m,盾构始发及到达段监测断面间距一般为10米；3横向监测断面的监测点数量宜为7个11个，且主要影响去的监测点间距宜为3m5m,次要影响区的监测点间距宜为5m10m。2建（构）筑物竖向位移建（构）筑物的竖向位移监测点布设应反映建（构）筑物的不均匀沉降，并应符合卜列规定：1建（沟）筑物冬向位移监测占成布设在外墙或承重7；-卜，位干主要影响区时，监测点沿外墙间距一般为15m,位于次要影响区时，监测点沿外墙间距一般为30m；2在外墙转角处应有监测点控制；

3、3地下管线3危险等级较图的建（构）筑物应适当增加监测点数量。1地下管线位于主要影响区时，竖向位移监测点的间一般为15m;2采用在地表或土体中布设间接竖向位移监测点的方式埋设管线竖向位移监测点。4土体分层竖向位移1在盾构始发、达到段及穿越房屋前后有埋设条件的位置埋设土体分层竖向位移监测点。2下穿危险源时增加土体分层竖向位移监测点。5管片结构竖向位移（拱顶沉降）及净空收敛1在盾构始发与接收段、联络通道附件、左右线交叠或邻近段、小半径曲线段等区段应布设监测断面；2存在地层偏压、围岩软硬不均、地下水位较高等地质条件复杂区段布设监测断面；3下穿或邻近重要建（构）筑物、地下管线、河流湖泊等周边环境条件复杂

4、区段应布设监测断面；4每个监测断面宜在拱顶处埋设竖向位移点、两侧拱腰处布设管片结构净空收敛点。盾构隧道监测点布置图2监测管理体系项目经理图2-1监控量测施工组织流程图对针本工程监测项目的特点，项目部建立专业监测小组,由具有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的技术人员担任组长，监测施工组织与流程见图6.2-1为保证量测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项措施:(1)根据现场的实际情况及工程的施工进度安排，编制详细的监测实施作业计划及相应的保证措施，将监控量测纳入施工生产计划的一项重要内容。(2)成立专门监测小组，确保监测人员、监测仪器、工具满足监测工作需要，并相对固定，确保监测成

5、果及时、准确。(3)施工监测要紧密结合施工进度，测由每一施工步骤对变形的影响。在变形观测过程中变形体发生显著变化时，应及时调整变形监测频率，实时进行变形监测，并将结果及时反馈，以修改设计参数,调整施工工艺并采取措施。(4)监测人员及时整理分析监测数据，预测变形发展趋势，指导现场施工。3监测方法3.1沉降监测本工程沉降监测项目包括地表及道路、管线、建构筑物及自身结构等监测。3.1.1工作基准点埋设方法本项目以x轨道交通1x一期工程高程控制网控制点为基准点，并向区间附近引测若干工作基准点，工作基准点必须埋设在施工影响范围(50米)以夕卜，采用水井钻机开凿钻孔后打设22螺纹钢，其次用水泥回填钻孔内，

6、然后埋设保护盖，保护盖与孔径直接回填混凝土，确保保护盖与地面连接一体，并做好点之记，每观测区域工作基点不能少于23个工作基点间联系成网，以便相互校核；按城市轨道交通工程测量规范GB50308-2008二等水准测量得主要技术要去进行联测检校。水准网测量的主要保护筒|4622螺纹筋mHol>钻孔（内填）技术要求见表3.1.1-1。表3.1.1-1水准网测量的主要技术要求水准测量等级每千米图差中数中误差(mr)附合水准路线平均长度(km)水准仪等级水准尺观测次数往返较差、附合或环线闭合差(m)偶然中误差Mk全中误差Mw与已知点联测附和或环线一等±1±235-45DS1锢钢尺

7、或条码尺往返各测一次往返各测一次±4VL二等±2±42-4DS1锢钢尺或条码尺往返各测一次往返各测一次±8VL图3-1工作基准点埋设形式示意图3.1.2沉降测点埋设方法(1)铁路道床、道路及地表测点埋设方法铁路道床测点埋设在铁路道床内部，在道床内搭设钢筋，深度一般不低于道路及地表沉降测点可采用标准埋设方法或浅层埋设方法，布点时优先考虑采用标准埋设方法，在交通特别繁忙并且不允许钻孔的地段采用浅层设点方法。标准埋设方法为：首先在地面开160mm的孔，打入顶部磨成椭圆形的22mm螺纹钢筋，长度应超过0.8m（如果是道路，钢筋底部至少应进入到路面下的路床内20c

8、m,并与路面结构层分离），然后在标志钢筋周围填入细砂夯实，为了防止由于路面沉降带动测点沉降影响监测成果数据，不可将测点钢筋用混凝土或水泥与路面固牢，最后在监测点上部做上铁盖加以保护，见图6.3-2、图6.3-3图3-2标准点布设示意图图3-3标准点现场布设图（2）建筑物、桥墩沉降测点埋设方法建筑物、桥墩沉降测点标志采用“L”型测点标志形式。先在邻近房屋、桥墩上钻孔，然后将螺纹钢（二14mm预埋件放入，孔与测点四周空隙用植筋胶或锚固剂填实（测点固定部位做成螺纹），如图6-4、6-5。8cm沉降测点图3-4建筑物沉降测点埋设示意图3-5桥墩沉降测点埋设示意图(3)管线沉降测点埋设方法对危险较大的重

9、要管线宜直接观测管顶沉降，对有管沟的观测管沟结构顶沉降，有窖井的可直接在管顶或沟顶制作沉降标识，没有窖井的，采用钻孔或挖孔方法挖至管线顶表面，埋深较大的，用金属杆引至地面，在凸由部位标识或粘贴金属物作为测点，监测标志外加保护管，保护管延伸至地面，在地面制作窖井，加井盖进行保护，测点埋设示意图如6-6o不便于在管顶或管沟顶直接布设的管线可用地表沉降测点代替管线沉降，地面沉降监测点布设方法见本节道路及地表测点埋设方法。管顶沉降测点标志图3-6地下管线沉降测点埋设示意图3.1.3 监测仪器沉降监测采用TrimbleDINI03型电子水准仪（图6.3-7），其主要技术指标为每公里往返测高程中误差0.3

10、mm满足本项目的要求。图3-7DINI03型电子水准仪3.1.4 监测方法本项目采用闭合或附合水准线路，奇偶站交替的方法进行水准观测，测站的观测顺序如下: 往测奇数站上：后-前-前一后偶数站上：前-后后前 返测奇数站上：前后后前偶数站上：后-前前后沉降监测按城市轨道交通工程测量规范GB50308-2008二等垂直沉降监测主要技术要求观测，主要技术指标及要求见表3-2o表3-2沉降观测主要技术指标及要求序号项目限差（mr）1局差中误差±052相邻点图差中误差±0.33往返较差，附合或环线闭合差0.3斥（n为测站数）观测注意事项：对使用的电子水准仪、条码水准尺应在项目开始前和结

11、束后进行检验，项目进行中也应定期进行检验。当观测成果异常，经分析与仪器有关时，应及时对仪器进行检验与校正;观测应做到三固定，即固定人员、固定仪器、固定测站;限差参数进行检查设观测前应正确设定记录文件的存贮位置、方式，对电子水准仪的各项控制定，确保附合观测要求；应在标尺分划线成像稳定的条件下进行观测；仪器温度与外界温度一致时才能开始观测；数字水准仪应避免望远镜直对太阳，避免视线被遮挡，仪器应在生产厂家规定的范围内工作，震动源造成的震动消失后，才能启动测量键，当地面震动较大时，应随时增加重复测量次数； 每测段往测和返测的测站均应为偶数，否则应加入标尺零点差改正； 完成闭合或附合路线时，应注意记录的

12、闭合或附合差情况，确认合格后方可完成测量工作，否则应查找原因直至返工重测合格。3.1.5数据处理方法求得各测点的高程Hn,(7-1 )外业观测完成后，采用TrimbleDini03仪器自带的平差软件进行平差，可设沉降监测点首次测量高程为H0,则其沉降量h可通过公示7-1求得。h=(Hn-HO3.2土体分层竖向位移监测3.2.1 监测点埋设方法土体分层沉降竖向位移埋设首先定位钻机，待钻孔及清孔完成后安装分层沉降管，一般都需比安装深度深一些，原则是10米+0.5m,20m+1m放管过程中注意磁环间距离应布设2m,如磁环间距不是2m时采用调节管的长短控制，沉降管放入后盖上盖子即可回填，回填原料为现场

13、干细土或中粗砂，待回填完后浇水再次回填至管子周边回填密实后在管口加上保护措施或埋设保护盖保护。3.2.2 监测仪器土体分层竖向位移监测钢尺沉降仪(电磁)监测。3.2.3 监测方法监测方法采用孔口标高法，在孔口作一标记，每次测试都应以该标记为基准点，孔口标高采用水准仪测试。监测时，拧松绕线盘后面的止紧螺丝，让绕线盘转动自由后，按下电源按钮，把测头放入导管内，手拿钢尺电缆缓慢向下放入，当测头接触到土层中的磁环时，仪器接受系统的音响器不断出现蜂鸣声，此时读出钢尺电缆在管口处的深度，依次方法放入到孔低，用同样方法从孔低测试到孔口，即该孔监测完毕。若是在噪声比较大的环境中测试时，蜂鸣声听不见，可改用峰值

14、指示，只要把仪器面板上的选择开关拔测试方法同上，此至电压档即可，时测试的精度与音响器测得的数据精度相同。324数据处理方法测试时从孔口放入到孔低称为进程测读，用字母Ji表示，从孔低测试到孔口称为回程测读，用字母Hi表示，该孔个磁环在土层中的实际深度用字母Si表示。可通过公示6-2求得。Si=（Ji+Hi）/2（6-2）注：1、i为一孔中测读的数，即土层中磁环个数；2、 、Sii测点距管口的实际深度（mrh；3、 Ji测点在进程测读时距管口的深度（mm；4、 Hi测点在回程测读时距管口的深度（mm。3.3管片衬砌拱顶沉降、净空收敛3.3.1 测点安装方法及技术要求3.3.2 1）测点安装方法拱顶

15、沉降、净空收敛监测点待盾尾脱出后采用2cm*2cm的反测片粘贴至管片或管片连接处的螺栓上。3.3.3 2）埋设技术要求反测片粘贴完成后在对用管片侧面挂上标识牌作为警示，防止在施工过程中破坏测点。粘贴时采用云石胶保证反光贴片足够牢固，且表面干净整洁，避免灰尘等附着影响监测。3.3.4 监测测仪器及监测方法（1）监测仪器监测采用徕卡TS11型全站仪（图6-8），其测角精度为T,1.5mm+2ppm满足本项目的要求。图7-8徒卡101型全站仪(2)监测方法初始数据在反测片安装牢固后及时对基准点和测点进行联网测量，测试结果的平均值作为初始值。初始数据主要得到各监测点的初始高程及坐标，空收敛提供最原始的

16、数据。后续采用全站仪非接触测量方法。具体可采用后方交会法自由设站原理进行测点三维位移量测，具体示意图详见下图6-9所示：并取三次为以后的拱顶沉降、净隧道周壁设站点后视点A测点3测点2.测点4测点1IiJ后视点B图7-9后方交会法自由设站观测示意图根据工程本身的特点和现场的实际情况，隧道位移监控量测仅仅需要收敛量测和拱顶下沉量测，此时采用全站仪非接触量测仅需建立各设站点独立坐标系,不需要建立统一的三维绝对坐标系。观测原理如下图6-10所示，0点位全站仪自由设站位置，点A为固定后视点，P1、P2为量测断面上的测点。全站仪在固定后视点A和P1、P2之间0点任意设站，利用全站仪内置设站程序，采用设置方

17、位角法建立独立坐标系，设定0A连线为x轴方向，并设定方位角为零的方向，垂直于x轴方向设定为y轴，z轴垂直于xOy平面竖直向上。图7-10相对位移量测自由设站原理示意图333监测数据方法(1)监测数据计算通过全站仪自由设站量测，得由测点在独立坐标系下的坐标值x、y、z以及测点与后视点之间的高差 H,利用空间距离计算公式求得测点之间的距离，即测线长度：k -观察期数测线收敛值Dk冰为:(k)(k 1)Dk i,k Dj Dj(7-4)测点与后视点之间的图差为(7-5)拱顶下沉值H k i,k为:HiA ：(k) (k)(k)H iAZiZAHh (k)H (k 1)H k 1,k H iAH iA

18、(7-6)4监测点保护在施工过程中，监测点难免被破坏，针对该现象提由相应的监测点补救措施如下:(l) 编制监测实施方案后(监测点埋设之前)，及时与配合单位(一般为施工单位)做好监测点布设技术交底工作，双方明确监测点的位置和必要的配合工作，确保监测点在施工过程中及时埋设；(2) 基准点、工作基点的补救措施如下：在监测工作实施前，基准点、工作基点均布设3?4个般情况下是逐个破坏(除非所有基准点、工作基点同时破坏)，当某一个基准点或工作基点破坏后，应及时按照布设要求重新埋设，然后通过未破坏的基准点坐标信息恢复被破坏的基准点、工作基点的坐标；(3) 对于临时性破坏的地表沉降监测点、建筑物沉降监测点、地

19、下管线沉降监测点、监测点按照相应要求重新补埋之后，应及时取初始值；(4) 监测设施日常巡查保护，建立健全测点巡查制度： 基准点、工作基点、监测点完好状况巡查； 监测元件的完好及保护情况，测点编号，标识巡查； 有无影响观测工作的障碍物。5监测频率、周期、控制值及预警标准5.1 监测频率及周期本工程监测频率见表5-1所示。各监测项目在施工开始前取得初始值，施工开始后按要求的频率进行监测,如监测数据及巡视由现异常时，加密监测及巡视，盾构始发与接收段加密监测频率。当工程施工结束，施工影响安全的因素消除，监测频率方可降频，滞后沉降待隧道贯通后约2月为止，方可停止监测工作。表7-1监测频率监测部位监测对象

20、开挖而至监测点或监测断面的距离监测频率开挖面S乙、刖万周围岩土体和周边环境5D<L<8D1次/(3d5d)3D<L<5D1次/2dL<3D12次/1d开挖面后方管片结构、周围岩土体和周边环境3D<L<8D(1次2次)/1dL>8D1次/(3d7d)注：1D-盾构法隧道开挖直径(m),L-开挖面至监测点或监测断面的水平距离(m)；2管片结构位移、净空收敛宜在衬砌环脱由盾尾且能通视时进行监测；3盾构穿越重大危险源时加密监测，监测频率不低于24次/1d;5.2 监测控制值根据本工程设计文件，各监测项目控制值见表7-2所示。表7-2控制值统计表序号类别监

21、测项目控制标准1地表沉降-10mm30mm2周边管线监测有压管线按水平竖直位移10mm控制，其余按照一般盾构施工控制3环境建筑物变形15mm,2mm/d差异沉降0.002L(L)相邻基础中心距离4土体分层竖向位移沉降30mm,隆起10mm,速率3mm/d5自身拱顶沉降、上浮2030mm,速率不超过3mm/d6结构周边位移收敛1020m'm,速率不超过2mm/d注：L一沿隧道轴向两监测点间距离，D一隧道开挖直径，Ls一沿隧道轴向两监测点间距离。5.3 警情等级划分、报告、处置及消警要求警情等级划分为黄色预警、橙色报警、红色报警和紧急报警，各级警情划分标准及报告、处置、消警要求见表警情等级

22、状态描述报送范围报送时限报送方式处置消警黄色1、实测累计值达到控制指1.投资公司工程管理2小时短信工程管理部工程管理部管预警标的60%且变化速率达到部、盾构技术部、安内管段负责人段负责人组织控制值2、监测工程师判断伴有“危险情况”（见下注）出现，将进行黄色报警全环保部2 .各管段负责人及相关领导3 .施工单位组织各方分析、处置各方开会分析解除警情1、变化速率连续二次达到控制值，第二次进行橙色报警2、实测累计值达到1.投资公司工程管理投资公司管投资公司管段郃、盾构技术郃、安橙色控制值且变化速率达到控全环保部1小时电话+段负责人组负责人组织开报警制值60%进行橙色报警。3、2.各管段负责人及相内短

23、信织现场分析、会，现场分析、监测工程师判断伴有“危关领导处置解除警情险情况”（见下注）出现，3.施工单位将进行橙色报警实测累计值和变化速率均1.投资公司工程管理投资公司工投资公司工程郃、盾构技术郃、安红色达到控制值，并监测工程全环保部即刻电话+程部总工组部总工组织开报警师判断伴有“危险情况”2.各管段负责人及相短信织现场分析、会分析、解除警（见下注）出现。关领导处置情3.施工单位指未经过前三个预警中任1.投资公司工程管理总一次预警向伴有危险郃、盾构技术郃、安投资公司总投资公司总经紧急情况”或“突发安全隐患”全环保部即刻电话+经理组织现理组织开会分报警或者在没有监控点的部位2.各管段负责人及相短

24、信场分析、处置析、解除警情出现“突发安全隐患”（见关领导下注）。3.施工单位6监测资料的分析、预测和信息反馈监控*量测现场-施工监测-设计量测结果的微机信息处.资料理系统量测结果的综合处理及反分析监测结果的综合评价J量测结果的形象化、报送设计、监理具正化单位结构稳定、安全*性判-f类比T类理论分地层、周围建筑物等动态及现状分析说明、提交修正设计、施工建议反馈设计调整设计参数、改是否改变设讦、.施新设计施工一变施方法图6-1监测反馈程序框图在取得监测数据后，及时整理，绘制位移或应力的时态变化曲线图，即时态散点图在取得足够的数据后，还应根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能由现的最大位移值或应力值，预测结构和建筑物的安全状况。为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，须及时上报监测日报表，并按期向施工监理、设计单位提交监测月报，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提由施工建议。7巡视内容及频率施工过程中将围绕自身结构及周边环境主要危险工程展开巡视,巡视内容见表7-10安全巡视内容巡视对象巡视内容自