某市府广场地下通道监控量测方案设计

一、工程概况本工程为市府广场公交换乘中心改造工程的一部分，由现商城负一层消防通道下穿市府广场停车场负二层原设计地道总长59.5m，其中明挖框架段17.5m，穿越城市主干道至地下停车场段为隧道工程，长42m。桩号1+30.827~1+72.827，长42m；采用“新奥法”原理进行设计，暗挖法施工。地下通道为圆形拱衬砌，挡墙式洞口，洞内路面采用混凝土路面，通道净宽6m，净高2.5m，其中开挖高度8.48m，开挖宽度5.6m。结构覆土厚度约为3m。隧道穿越地层为杂填土（Qm1）和淤泥质杂填土（Q4a1），其中淤黏土为天然含水量大于液限含水量，天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土，属于静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的一种特殊性土。通道所处位置及断面设计如图1和图2所示。图1地下通道平面图图2地下通道断面设计图二、监控量测的目的及意义把量测结果反映到设计施工中的目的，首先是确认施工的安全性，其次是提高工程的经济性。现场监控量测是新奥法施工的三大要素之一，是复合式衬砌设计、施工的核心技术。通过施工现场监控量测监视围岩变化，掌握支护结构在施工过程的力学状态和稳定程度，确保施工安全。为确定二次衬砌和仰拱施作时机，了解和掌握围岩变化规律，评价和修改支护参数及施工方法。为最终稳定时间等提供信息依据，并为以后设计、施工积累资料。其目的是：1、提供监控设计的依据和信息。掌握围岩力学形态的变化和规律，掌握支护的工作状态。2、指导施工，预报险情。作出工程预报，确立施工对策，做到监视险情、安全施工。3、通过回归分析，确定围岩变形收敛的准确时间和最大变形量，为隧道二次衬砌的施工时间提供一个科学依据。具有如下重要的意义：（1）通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报，优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。（2）在施工过程中对前进的开挖工作面附近围岩的岩石性质、状态进行目选测项目围岩内部位移（洞内设点）洞内钻孔安设单点、多点式位移计每10～50m一个断面，每断面5个测点了解施工过程中地层不同深度的变形情况，研究施工引起的地层位移规律支护、衬砌内应力、表面应力及裂隙量测混凝土内应变计、应力计、压力计每代表性地段量测，每断面宜为9个测点监测结构成承受荷载、了解结构受力情况，判断结构的安全钢支撑内力及外力支柱压力计或其他测力计每10～50m钢拱支撑一对测力计及时掌握地下工程施工过程中，钢支撑的内力（弯矩、轴力）的变化情况喷射混凝土应力量测表面应力解除法每一围岩段选一组每组3～5个点了解施工过程中初期支护结构的内力分布情况二次衬砌压应力量测压力盒每一围岩段选一组每组2～5个点每断面7～11个测点2、控制基准监测项目控制范围控制标准地表下沉I、II类围岩3OmmIII、IV类围岩20mm拱顶下沉及净空收敛I类围岩50mmII类围岩30mmIII、IV类围岩20mm位移速度I、II类围岩5mm/dayIII、IV类围岩3mm/day建筑物倾斜全线3‰测点布置图如下：四、监测数据分析及处理对各项量测所观察到的数据应认真作详细记录，及时进行整理，并绘制下列曲线。（1）净空位移（拱顶下沉和周边位移）量测a、绘制位移（u）——时间（t）的关系曲线b、绘制（u）——距开挖面距离（s）的关系曲线（2）地表下沉量测a、绘制地表下沉位移（u）——时间（t）的关系曲线b、绘制地表下沉位移（u）——距开挖面距离（s）的关系曲线（3）围岩内部位移量测a、绘制孔内各测点（L1，L2，……）位移（u）——时间（t）的关系曲线b、绘制不同时间（t1，t……）位移（u）——深度（测点位置L）的关系曲线（4）围岩压力量测：a、绘制围岩压力（б）——应力（f）时间的关系曲线b、绘制围岩压力（б）——应力(f`)距开挖面距离的关系曲线（5）锚杆轴向力量测：a、绘制不同时间（t，t……）锚杆轴力（应力б）——深度（h）的关系曲线b、绘制各测点（1，2……）轴力（应力б）——时间（t）的关系曲线五、监测结果分析（1）根据所绘各曲线的变化情况与趋势，判定围岩的稳定性，及时预报险情，确定施工时应采取的措施，提供修改设计参考依据。（2）当隧道喷射混凝土出现大量的明显裂缝或隧道支护表面任何部位的实测收敛值已达到允许值的70%，且收敛速度无明显下降时，应及时根据实测值找出回归方程，绘出回归曲线，由回归方程推算最终位移值，若最终位移值接近或超过净宽允许相对位移值时，应立即采取补强初期支护措施，并改变支护设计参数。净空允许相对收敛值（%）允许相对位移值围岩类别覆盖层厚<50m地段覆盖层厚50m-300m地段覆盖层厚>300m地段Ⅱ0.2-0.80.60-1.601.00-3.00Ⅲ0.15-0.500.40-1.200.40-2.00Ⅳ0.10-0.300.20-0.500.40-1.20最大位移值注：表中的数字是以无量纲数（）来表示的，无洞跨度硬岩地段取表中的上限值，软岩地段取表中的下限值。（3）当隧道净值收敛值的速度明显下降，收敛量已达总收敛量的80%-90%，且水平收敛速度小于0.15mm/d或拱顶位移速度小于0.1mm/d时，一般可认为围岩已基本达到稳定，此时方可进行二次衬砌。（4）洞内施工宜按检测反馈程序框图的流程方式施作。参考文献1王梦恕.地下工程浅埋暗挖通论[M].合肥:安徽教育出版社,20