盾构区间施工监测方案.docx
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盾构区间施工监测方案
盾构区间
施工监测
技
术
方
案
二〇一四年十二月
盾构区间
施工监测技术方案
编写：
审核：
批准：
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电话：
邮政编码：
网址：
1.方案编制依据及原则
1.1编制依据
1）《工程测量规范》（GB50026-2007）
2）《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）
3）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）
4）《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）
5）《地铁工程监控量测技术规程》（DB11/490-2007）
6）《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）
7）《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008
8）国家有关管线保护、管理、监督、检查的文件等
9）业主提供的本工程相关勘察、设计文件和资料
1.2编制原则
隧道施工过程中，盾构掘进会使地下土压力、孔隙水压力产生变化，地下土体的应力场平衡受到破坏，引起土体的位移和隆沉，从而会对地面的建筑物、构筑物、地下管线等物体的稳定产生影响。
为了解和控制盾构施工可能引起的各种变形，需对隧道施工过程进行全面监测，监测的主要原则是：
1）通过综合的多种监测手段，及时反映穿越过程中建筑物、构筑物、地下管线等相关设施的变化，通过监测数据分析，及时调整盾构推进施工参数，控制施工对周围环境的影响；
2）通过长期的监测手段对设施和土体的监测，保障穿越段的建构筑物长期安全、稳定；
3）通过日常观察和分析，及时发现安全隐患并予以排除。
2.工程概况
2.1工程简介
2.1.1拟建工程的交通位置
区间位于城北主干道下方，东西向布设。
区间自000站出站后，向西穿越和平渠、000铁路桥后达000站。
区间起止里程为Y（Z）JDK1＋775.075~Y（Z）JDK4＋442.307，区间右线全长2667.232m，左线全长2663.604m（含短链3.628m）。
2.1.2拟建工程的基本特性
区间采用盾构法施工，左、右线盾构均自宣仁墩站西端头井始发，掘进至区间风井处盾构过站，继续掘进至大地窝堡站东端头井以后吊出。
区间风井预留盾构出土和下料条件，作为盾构施工场地。
区间隧道顶部覆土厚度约为9m~22m。
根据施工招标文件，区间采用土压平衡盾构机。
2.2工程地质水文
2.2.1工程地质
1）土层特征
根据详勘报告，场地内主要地层为由冲积、洪积河床堆积形成的第四系上更新统粉土、卵石，地表广泛分布杂填土。
其土层划分如下：
（1）-1杂填土（Q4m1）
分布于地表，分布不均匀，层厚0.5~21m，其中道路表层0.5m为沥青混凝土硬化路面。
灰黄-灰色，松散-中密，稍湿-潮湿，以卵砾石为主组成，含少量砖瓦碎屑，生活垃圾及植物根系等，土质不均匀，级配较差。
岩土施工工程分级为级普通土。
（2）4-4粉土（Q3a1+p1）
分布于局部地表或以透镜体形式夹于卵石中，浅黄色，具少量孔隙，土质不均，含卵砾石为25%，厚0.5~1.5m，稍湿-潮湿，中密，岩土施工工程分级为级普通土。
（3）4-10卵石（Q3a1+p1）
下伏于人工填土层，灰黄色、灰色、深灰色，厚度20~35m，成分以砾岩、灰岩为主，浑圆状，磨圆度较好，粒径组成：
2~20mm约10%，20~60mm约40%，大于60mm约20%；余为杂砂砾砂与粉土粒充填，局部含漂石，最大粒径约450mm。
稍湿-潮湿。
4-10-1中密卵石：
埋深7m以上，呈中密状，岩土施工工程分级为级硬土；
4-10-2密实卵石：
埋深7m以下，呈密实状，岩土施工工程分级为级軟石。
2）各层岩土力学参数建议值
土层
编号
土层
名称
天然容重（kN/m3）
钻孔灌注桩
土体与锚固体极限摩阻力标准值qsik（Kpa）
土体承载力特征值（kpa）
静止侧压力系数
c
Φ
弹性模量Es（MPa）
渗透系数K（m/d）
隧道围岩分级（修正）
岩土施工工程分级
极限侧摩阻力标准值qsi（Kpa）
极限桩端阻力标准值qpk（Kpa）
水平
垂直
kpa
。
1-1
杂填土
18.9
50
0.60
16
0
17
20
50
级普通土
4-4
粉土
20.2
40
550
50
180
0.43
19
21
20
18
18
0.3
级普通土
4-10-1
卵石
23
140
2100
145
中密
500
0.30
72
82
0
42
73
45
级硬土
4-10-2
160
2800
175
密实
600
0.26
85
90
6
44
90
40
级軟石
2.2.2水文条件
1）河流水文
本区域属000河流域，因城市建设，原始地形地貌改变较大，线路在YJDK2+056附近穿越和平渠，仅在防洪排洪时渠内有水流通过，水量受市政水利部门调节。
其余地段仅在绿化地中有浇灌用水渠。
2）地下水类型及特征
地下水按照赋存条件分为孔隙潜水构造裂隙潜水。
地下水埋藏沿线深浅不一，变化幅度较大。
本区间地下水类型为第四系孔隙潜水，埋深大于40m。
受城市给、排水管网的渗漏影响，场地局部存在上层滞水（水囊）。
2.3工程环境条件
区间西端临近大000约500m范围左右两侧分布有多栋1~6层砖结构建筑（片石砌筑条形基础，基底位于卵石层、埋深约地面下1.5~3m），与隧道净距约4.5m~11.4m。
区间上方的管线主要有中压DN500燃气钢管、DN300燃气钢管（与区间平行、局部斜交，埋深约2m）；DN400、DN500、DN600雨水管（与区间平行，埋深约0.5~3.5m）；DN1000污水管（与区间斜交，埋深约6.5m）和DN1200污水管（与区间斜交，埋深约4.3m）；1500×1200砖石热力管和1500×1600砖石热力管（与区间相交，埋深约2m~2.9m）；区间下穿的和平渠桥混凝土盖板涵，宽度10m，渠底距离盾构顶约13m。
在里程YJDK2＋680~YJDK2＋800处侧穿乌将铁路桥，乌将铁路设计标准为国铁级，设计时速120km/h，为货运铁路线。
2.4工程的特点、难点及应对措施
根据《风险工程分级与设计指南》（北京市轨道交通建设管理有限公司，2013年5月）《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011），盾构区间施工过程中，风险工程的描述、等级划分及其处理措施具体如下：
序号
风险工程名称
风险工程等级
风险工程描述
处理措施
一、环境风险工程
1
临近管线
三级
DN300燃气管（钢、中压）、DN500燃气管（钢、中压），埋深约2m；
DN400、DN500、DN600雨水管，埋深0.5~3.5m；
DN1000污水管，埋深约6.5m；DN1200污水管，埋深约4.3m；
1500×1200砖石热力管和1500×1600砖石热力管，埋深约2m~2.9m。
1、控制盾构掘进参数和盾构掘进姿态；
2、加强同步注浆与二次注浆；
3、加强地下管线、建筑物及和平渠盖板涵结构的监测，根据监测结果，及时优化调整掘进施工参数，做到信息化动态施工管理，必要时进行根据跟踪注浆加固。
2
多栋砖1~砖6多层建筑
三级
区间左右线侧穿多栋砖1~砖6多层建筑，隧道与建筑净距为4.5~11.4m。
建筑物基础形式为片石砌筑条形基础，基础埋深约1.5~3m，基础坐落于卵石层上。
3
渠
三级
和平渠桥为混凝土结构盖板涵，涵洞净宽10m，净高2.6m，涵洞底部距离隧道顶部约13m。
和平渠担负着城市防洪、输水灌溉、绿化用水等重要任务，按照惯例每年的4月中旬到9月初，和平渠都会放水。
4
大砂坑回填区
三级
本区间在右线YJDK2+103～YJDK2+463、YJDK2+803～YJDK3+052、左线ZJDK2+098～ZJDK2+456及ZJDK2+804～ZJDK3+049段范围内存在砂石料回填层。
回填层厚度5~21m，原为一建筑砂石料场，回填成份主要为建筑弃土、筛砂石废料，以及少量建筑垃圾和生活垃圾，回填无组织性为随意倾倒后进行推填平整。
在修建城北主干道时又对地表的部分杂填土进行了换填处理。
5
铁路
一级
下穿范围桥梁结构形式为5墩4跨连续梁，墩台下设矩形承台，尺寸为：
11m×11.6m×3m，承台下为8~9根直径为1.5m的桩基础，桩长为30m，以摩擦桩为主，承台距离隧道顶部约5.5m，隧道距离桥桩最近净距约4.6m。
另见《宣仁墩站~大地窝堡站区间特、一级风险工程专项设计》图册相关内容
二、工程自身风险工程
1
盾构区间
二级
区间位于含大粒径卵石地层
见设计说明中“九、施工注意事项”部分要求
3.施工监测技术方案
3.1监测内容
3.1.1监测项目
根据本工程的周围环境、盾构施工本身的特点、相关工程的经验及有关文件中对监测工作的具体要求，盾构推进施工的环境监测重点范围为：
横向为距两条隧道中心线向外不少于10米及大于隧道底埋深范围，纵向为盾构机切口前L米（L为一倍覆土埋深）、盾尾后30米长度范围，适当考虑盾构机长度。
本工程的监测项目为：
1）地面沉降监测（轴线及断面）
2）建（构）筑物沉降监测
3）周边地下管线监测
4）管片衬砌变形
盾构推进期间监测工作将根据盾构施工的区域和影响范围，分区段分步实施。
3.1.2监测要求
1）首次观测成果是各周期观测的初始值，要具有比各周期观测成果更准确可靠的观测精度，可采取适当增加测回次数的措施；
2）要定期对使用的基准点或工作基点进行稳定性检测，点位稳定后，检测周期可适当延长，当对变形成果发生怀疑时，应随时进行检核和分析；
3）观测前，对所有的仪器设备必须按有关规定进行检校，并作好记录，导线测量和水准测量网、站及测回路线等应事先做设计；
4）要使用同一仪器和设备，相对固定观测人员,和观测时间；
5）尽可能按设计要求的监测内容和监测频率进行监测和分析。
6）同时，对现场隧道内及周边建筑、道路、市政管线的巡视情况必须按《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）中的巡视表格做好详细记录，配合各仪器观测数据做出正确的分析。
3.2监测点的设置
3.2.1监测点的布设原则
在盾构法隧道施工过程中，盾构衬砌环在周围土体荷载作用下变形，加之因纠偏、超挖及注浆影响，使衬砌环外侧地层损失致使土体产生变形。
因此，盾构法施工的变形包括隧道自身的变形（包括沉降、收敛变形等）及由土体变形引起的周围地表、建筑物及管线等的变形。
1）布设的监测内容及监测点必须满足设计和有关规范规程的要求，同时必须能客观全面反映工程施工过程中周围环境、隧道自身的变化情况，满足信息化施工的要求。
2）对盾构法施工的隧道，隧道中心线两侧影响区范围内的建筑物、管线和隧道自身作为监测和保护的对象。
3）监测过程中，采用的监测仪器及监测频率应符合设计和规范要求，能及时、准确地提供数据，满足信息化施工的要求。
采用的监测仪器必须满足精度要求且在有效的检校期限内，采用方法必须准确、监测频率必须适当，符合设计和规范规程的要求，能及时准确提供数据。
4）监测数据的整理和提交应能满足现场施工及远程监控传输的要求。
3.2.2地面监测点设置
根据相关要求结合区间隧道周边环境实际控制要求，纵向监测点沿盾构隧道轴线上方地表布设，进出洞100m范围及大砂坑回填区左右线每3环（3.6m）各一个测点，正常掘进段左右线每5环（6m）各一个测点。
横向监测断面：
进出洞1
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