1、廣深港客運專線ZH-4標益田路隧道工程盾構段監控量測方案編制: 審核: 批準: 中鐵十五局廣深港客運專線ZH-4標六工區2010年6月13日目 錄1.編制目的32.編制依據33.工程概況33.1地理位置33.2工程范圍43.3設計參數43.4建(構)筑物調查情況44.地表沉降變形機理54.1沉降機理分析54.2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.監測的目的及方法66.1地表沉降監測66.2監測控制網的施測精度66.3監測的主要內容和測點布設7地表變形監測7洞外觀察7周邊建(構)筑物監測7深層土體位移監測8地下水位監測8地下

2、管線位移監測87.施工監測資源配置97.1監控測量儀器97.2監控量測人員組織98.施工監測控制精度和監測頻率108.1施工監測控制精度108.2監測頻率108.3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.隧道結構變形監測129.1隧道結構變形監測內容129.2變形控制標準129.3隧道結構變形監測頻率129.4隧道結構變形控制方法1210.監測數據的整理和分析1310.1監測數據整理1310.2最終報告內容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、嚴格的監測體系、合理科學的監

3、測方法。掌握盾構隧道施工動態，利用監測結果為設計方案優化和施工參數調整提供參考依據；監測數據經分段處理與必要的計算判斷后進行預測和反饋，以便為工程和環境安全提供可靠的信息，特編制此方案。2.編制依據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2008832號)建筑地基基礎設計(GB50007-2002)建筑樁基技術規范(JGJ94-2008)建筑樁基坑工程監測技術規范（GB50497-2009）鐵路隧道設計規范(TB10003-2005)鐵路隧道監控測量技術規程(TB10121-2008J721-2007)盾構法隧道施工與驗收規范(GB50446-2008)建筑變形測量規程(J

4、GJ 8-2007)精密工程測量規范(GBT15314-94)國家一、二等水準測量規范(GBT 12897-2006)孔隙水壓力測試規程(CFCS55 93)地下鐵道、輕軌交通工程測量規范(GB50308-1999)城市測量規范(CJJ8-1999)3.工程概況3.1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。3.2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

5、.3m (DK107+915DK109+391.3)，盾構施工第二段長度為1134m (DK109+832DK110+966)。3.3設計參數益田路盾構隧道兩個區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3060m。隧道襯砌采用通用楔型環C50鋼筋混凝土管片，管片外徑12800mm，內徑11700mm，寬度2000mm。3.4建(構)筑物調查情況盾構段地表建（構）筑物的調查情況詳見下表3.1益田路隧道盾構段地表沉降監測橫斷面里程表。表3.1益田路隧道盾構段地表沉降監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

6、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+4202

7、8DK109+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4.1沉降機理分析泥水加壓盾構平

8、衡法所引起的地表變形特征表現在：盾構掘進機的前方和頂部會產生微量的隆起，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，且與盾構經過的土質、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，并表現出相當大的差異。4.2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，根據實測資料，按地表沉降變形曲線的形態，大致分為4個階段：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，當開挖面泥水艙內泥水壓力偏高時，使開

9、挖面土體受擠壓，從而引起地表隆起。通過期間沉降階段盾構繼續向前推進，當盾構切口達到測點起至盾尾離開測點期間發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推進，盾尾通過測點后產生的地表沉降。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

10、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。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測總體情況見表5.1益田路隧道盾構段監控量測表。表5.1益田路隧道盾構段監控量測表項 目單位數量備 注益田路隧道盾構段施工監測地表沉降監測點個907包含53個監測橫斷面，每個斷面13個測點建筑物變形監測點個362土體分層沉降監測點孔51土體水平位移監測點孔51地下水位觀測孔監測點孔11地下管線位移監測點個1381實際監測過中可適當調整盾構隧

11、道結構變形監測斷面個62縱向每50m一個斷面6.監測的目的及方法監控量測目的：根據盾構施工動態，利用監測結果為設計方案優化和施工參數調整提供參考依據；監測數據經分段處理與必要的設計判斷后進行預測和反饋，以便為工程和環境安全提供可靠的信息。6.1地表沉降監測監測方法：主要監測盾構掘進過程中引起的地表變形情況，監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。根據監測結果進行分析，判斷盾構掘進對地表沉降的影響。6.2監測控制網的施測精度監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.

12、5mm；每站高程中誤差M站±1.0mm。往返較差成環線閉合差M±8L（mm）或0.8n（mm）。每次沉降觀測時，對工作基點進行檢核，基準網定期檢測：每隔三個月檢測一次。6.3監測的主要內容和測點布設地表變形監測地表變形監測點布置在地面上，監測斷面垂直于線路方向，在隧道中線的兩側30m范圍內布置測點，每個監測斷面布設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測點，為了保證盾構施工時地面安全，加強地面沉降點監測。如圖6.1 隧道橫向地表變形監測點布置示意圖圖6.1 隧道橫向地表變形監測點布置示意圖洞外觀察洞外

13、觀察的內容主要包括，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，根據周邊環境狀況確定觀測頻率，且每天不少于1次。周邊建(構)筑物監測周邊建(構)筑物監測包括沉降監測、傾斜監測和位移監測。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。傾斜監測僅對8層以上高層建筑物進行監測。根據“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

14、求布設監測點，對距離隧道中線30m以內的建筑物應布置測點納入監測范圍。深層土體位移監測為了監測分析盾構隧道施工過程中引起的土體變形及其規律，分析隧道掘進時引起土體變形的大小、范圍及對周邊環境的影響，提前預測周邊敏感建筑物的變形。根據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14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，隧道中線處監測孔高于隧道外輪廓不小于1m。監測孔內豎向每隔1m測量一次深層土體位移。見圖6.2深層土體變形位移監測布置剖面圖圖6.2深層土體變形位移監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。

15、埋設沉降標志，通過分層沉降儀測定孔內沉降標志的沉降。地下水位監測地下水位實行全程監控，但間距可適當增大。地下水位監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。由于水位監測孔不封閉，本工程采用的泥水盾構產生的泥水壓力可能會擊穿土體，引起地面噴發，因此水位監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測中可按照上述原則予以調整，保證監測過程中的安全性。地下管線位移監測地下管線位移監測包括水平位移和垂直位移監測。在隧道施工前應對隧道穿越地區進行詳細的地下管線調查，并對重要的地下管線進行監測。根據現有資

16、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測范圍對隧道中線兩側各30m范圍內的既有管線進行監測，尤其將上水管、煤氣管等有壓管道作為重點監測管線，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布設一個監測點。采用電子水準儀或全站儀監測。根據具體的管材、接頭方式及其內部壓力等具體情況和相關規范要求，地下管線監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測管線周圍土體變形。當采用間接法監測管線周圍土體變形來反應管線變形時，監測點應埋入土中距管線距離不大于0.5m

17、處且應與管線底同深。7.施工監測資源配置7.1監控測量儀器益田路隧道盾構段施工監測投入的測量儀器見表7.1監控測量儀器配置表。7.1監控測量儀器配置表序號儀器設備名稱規格型號單位數量精度備注1徠卡全站儀TCR1201+400臺1±1,±(1mm+1.5ppm·D)2徠卡精密水準儀DNA03臺1±0.3mm/km3銦鋼尺2m個2±0.02mm+L·2·10-5監控量測的儀器設備經過計量檢定單位檢定合格，并在有效期內。儀器設備驗收、維護保養和檢修均按規定程序進行。7.2監控量測人員組織工區成立施工監測小組，由工區總工王紅路擔任組

18、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7.1 六工區施工監測小組組織機構)。負責按設計做好施工監測元器件埋設，施工監測的數據采集、整理和分析，及時提供監測日報、周報、月報等有關監測資料。測量班長兼副組長總工程師兼組長 李 濤張立凱羅林文劉鵬舉李四邦薛 源楊 雷 圖7.1 六工區施工監測小組組織機構8.施工監測控制精度和監測頻率8.1施工監測控制精度施工監測控制精度采用二等水準高程測量的方法由精密水準網向各監測點引測高程，測得各監測點上高程變化值。要求精度：基鋪讀數差h±0.5mm，轉站高差中誤差M站±1.0mm，相鄰基準

19、點測量閉和差h±1.0mm或0.6n。8.2監測頻率監測頻率控制如下： 盾構到達監測斷面（點）前50米：埋設好測點，讀好初始讀數； 盾構到達監測斷面（點）前50米到前30米：1次/天； 盾構到達監測斷面（點）前30米到前1倍盾構直徑：2次/天；盾構到達監測斷面（點）前1倍盾構直徑到盾尾通過后3天：3次/天； 盾尾通過監測斷面（點）后3天到盾尾離監測斷面（點）30米內：2次/天； 盾尾通過監測斷面（點）后30米到50米：1次/天； 盾尾離監測斷面（點）50米后：1-2次/周； 盾尾通過監測斷面（點）30天后：1次/月（長期監測）。8.3控制標準建筑物變形控制標準建筑物裂縫寬度控制標準為

20、1.5mm，且每兩次監測期間裂縫發展不超過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0.002；混凝土框架結構相鄰柱基的沉降差不得大于0.002倍的柱間距；Hg24m的高層整體傾斜不得大于0.004；24mHg60m的高層整體傾斜不得大于0.003；Hg60m的高層整體傾斜不得大于0.0025。（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，應在現設計基礎上再及時增

21、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。地表變形控制標準地表變形應按照如下標準進行控制：當地表隆起值10mm，沉降值30mm時，隧道正常施工；當地表隆起值為1015mm.，沉降值為3040mm時，加密監測頻率，密切注意施工過程；當地表隆起值15mm，沉降值40mm時，隧道施工暫緩，進行施工檢查，啟動緊急預案。深層土體變形控制標準深層土體變形監測作為一種輔助手段，可根據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，應對周邊監測項目進行加密觀測，及時跟蹤注漿，如果量測值持續增大應結合建筑物監測進行分析，隧道施

22、工暫緩，進行施工檢查，待變形穩定后正常掘進。地下水位、管線位移控制標準地下水位按初始穩定水位累計升降1m，變化速率0.5m/d作為控制標準；按建筑基坑工程監測技術規范（GB50497-2009）規定的管線位移控制標準如下：剛性管道（壓力）累計值為1030mm，變化速率為13mm/d；剛性管道（非壓力），累計值為1040mm，變化速率為35mm/d；柔性管線累計值為1040mm，變化速率為35mm/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

23、準。在監測過程中出現管線變形較大，超過變形控制標準后，應加密監測頻率，調整施工方法，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，待加固完成變形穩定后恢復。9.隧道結構變形監測9.1隧道結構變形監測內容隧道結構變形監測內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測。各監測項目應集中于同一橫斷面，監測橫斷面縱向間距50m，建議采用激光斷面儀進行結構變形監測，精度應不低于1mm。9.2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：±15

24、mm；盾構環直徑橢圓度3。初始觀測值應在隧道壁后注漿凝固后12h內量測。9.3隧道結構變形監測頻率隧道結構變形監測頻率距開挖面20m：1次/天；距開挖面2050m：12次/周；距開挖面50m：1次/月，監測應持續直至結構變形穩定。9.4隧道結構變形控制方法成型管片的縱向垂直位移監測；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。監測精度與地表監測相同。圓度變形監測與水平偏移監測采用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，并推算下半環隧道圓度的變化值，采用收斂儀測定環片脫出盾尾后的凈空收斂變化值。（圖9.1 隧道結構變形監測示意圖）圖9.1 隧道結構變形監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生變形,其中最大跨度的變形最大。因此把收斂點布置在管環的最大跨度附近。周邊收斂點以10m為一斷面布置。采用穿孔鋼卷尺式收斂計進行監測,監測頻率同地面沉降監測。每次監測后，通過測量出來的監測點間距的大小計算監測點收斂值。然后繪出測點的累計收斂時間圖和每次收斂時間圖。 10.監測數據的整理和分析10.1監測數據整理監測成果報告分日報和最終結果報告。監測成果報告中應包含技術說明、監測時間、使用儀器、依據規范、監測