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盾构区间监测方案

XX地铁XX号线

XXX站~XXX站区间

盾构法隧道施工监测方案

编写：

审核：

日期：

监测单位：

一、工程沿线环境概况‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3

二、监测依据‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4

三、监测目的‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5

四、监测项目‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5

五、监测点的布设与埋置‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5

六、监测控制网布设及各项监测项目的监测方法‥‥‥‥‥‥‥15

七、监测频率及监测报警值‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥17

八、仪器设备‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥18

九、监测质量保证措施‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥19

盾构法隧道施工监测方案

一、工程沿线环境概况

1、XXX站~XXX站：

该区间段为单线单洞圆形隧道，设计起止里程为：

右DK16+067.9～右DK17+1.7m（左DK17+67.2m），右线全长933.8m，左线全长1002.268m。

其中设防灾联络通道及水泵房一座。

该区间段自XXX站南端头始发，以直线推进开始,过渡至直缓，再到缓圆、圆缓、缓直、直缓、缓圆、圆缓、缓直到XXX站。

隧道沿线均在市区主要道路干线及商业、居民区建筑物下；盾构自XXX站始发后，沿XX路向南推进约290米后（即在左KD16+790m处）进入楼房集中区，楼房集中区域长约690m（楼房集中区内房屋简介见P7～P8之表1）；隧道沿线地下设施较为复杂，主要为雨水、污水管线及自来水管等。

2、XXX站~XXX站：

该区间段为单线单洞圆形隧道，设计起止里程为：

右DK17+292.7～右DK17+747.455m，右线全长454.755m（左线全长475.757m）。

其中设防灾联络通道及水泵房一座。

该区间段自XXX站北端头始发，向北推进约40m后进入XX路与XX路的十字交叉路口，推进约140m后进入楼房集中区域下方，隧道沿线上方主要为交通繁忙的十字路口及众多的建筑物（建筑物集中区内房屋简介见P9～P10之表2）；沿线地下设施复杂，主要为雨水、污水管线等。

因盾构推进施工将会扰动土体、对地下水产生影响，从而引起地表、地下设施及附近建筑物的变形、沉陷。

因此，本工程必须进行跟踪监测，根据监测成果，及时调整及优化盾构推进参数，将盾构施工的影响区域内的变形控制至合理范围内，以确保地下设施、建筑物及居民的安全。

二、监测依据

1．《XXX站~XXX站区间段施工设计图》：

XXXXX设计研究院总院有限责任公司。

2．《XXX站~XXX站区间段施工设计图》：

XXXXX设计研究院总院有限责任公司。

3．《盾构法隧道施工与验收规范》：

GB50446—2008中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

4．《建筑地基基础设计规范》：

GB50007—2002

5．《建筑变形测量规程》（JGJ8-2007）

6.《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）

7.XX地铁XX号线工程施工监测技术规定《TJDT/ZY-3XM-JS-12》

三、监测目的

1．通过监测及时反映盾构施工对环境所产生影响。

2．根据监测成果，为施工方进行盾构施工参数的修改，优化提供参照。

3．根据前一步的观测结果，预测下一步的沉降对周围建筑物及其它设施的影响，以合理的代价采取保护措施。

4．检验施工对周围环境所造成的影响是否在允许范围内。

5．保证工程安全。

四、监测项目

1．地表隆起及沉降监测。

2．临近建筑物沉降、倾斜的监测。

3.沿线地下管线沉降监测。

4、环片沉降与收敛监测。

五、监测点的布设与埋置

1、环境监测

包括隧道上方的地表及地下管线、地面建筑物的沉降监测。

测点的埋设和观测初始值在盾构到达前三天完成。

1-1、试验段（0环～25环）监测点的布设原则

为适应盾构在新的介质条件下施工，优化施工参数，取得该盾构区间段的沉降控制参数，在盾构初始掘进的30m范围内，设立监测试验段。

在试验段中地面沉降监测将采取沿中线缩短测点间的距离，增设沉降槽的方法。

具体实施方案：

在试验段30m之内，沿中线每3米（即2.5环）设一个沉降观测点，沿隧道中线上每12米（即10环）设一条横向沉降观测断面，每条沉降槽布设7个观测点，其中中线上埋设一个监测点，垂直中线两侧各埋设3个观测点，试验段设计3条沉降槽，共计28个沉降观测点。

下图为单线（以右线为例）布点示意图及测点编号示意图。

试验段地面沉降点布设示意图及测点编号示意图

1-2、正常掘进段监测点的布设原则

正常掘进段沿隧道中线每5环（即6m）布设一个沉降监测点，每30环（即36m）布设一个沉降监测断面，每个沉降监测断面单线布设7个沉降监测点，双线布设10个沉降监测点。

左右中线上各布设1个监测点，两中线之间小于15m布设2个监测点、若大于15m则布设3个监测点，垂直轴线两侧各布设3个断面监测点，断面监测点距对应中线的距离分别为5m、10m、15m。

布点示意图及测点编号如下图。

正常掘进段沉降监测点布设示意图及测点编号示意图

1-3、地表沉降监测点的埋设方法

地面沉降点的埋设方法：

沥青路面监测点埋设φ12×8cm的道钉（图一）；水泥路面监测点埋设：

先将水泥路面钻孔，深度为水泥厚度，直径120～150mm，在圆孔中间打入直径为10～20cm，长40～50cm的钢筋桩，监测点低于地面5～10cm（图二）。

图一沥青路面沉降监测点埋设示意图

图二水泥路面沉降监测点埋设示意图

在无路面的场地（或绿化地）布设直径10～20mm，长40～50cm的钢筋桩，直接钉入地下，地面露出0.5cm，标志周围做保护（图三）。

若为绿化带或草地直接将木桩打入地下并在木桩的顶端嵌入铁钉作为监测点。

图三无路面的场地沉降监测点埋设示意图

1-4、隧道周边建筑物、构筑物的沉降布点原则

小树林站～中上路站、中山路站～北站站区间隧道附近及穿越的建筑物众多，本次监测选择距隧道设计中线20m以内的建筑物为监测对象，区间段附近及穿越的建筑物列表见表1和表2。

表1、XXX站~XXX站区间穿越建筑物情况

建筑物

名称

产权

建筑物

结构形式

基础结构形式

住户人口

（人）

住户户数

（户）

危险

程度

隧道

埋深

和隧道关系

XXXX

8#楼7层

不详

砖混7

不详

200

70

危险

6.03-6.46m

距右线净距7.2m

XXXX

5#楼7层

不详

砖混7

不详

160

65

危险

6.57-7.78m

距右线净距8.8m

XXXX

1#楼7层

不详

砖混7

不详

300

101

危险

7.87-10.36m

距右线净距3.5m

XXXX

3#楼5层

不详

框架

预制微型桩，桩长6200mm

120

30

一般

13.63-13.66m

距右线净距2.1m

XXXX

XXXX

不详

砖混3

不详

600

危险

12.74-13.23m

右线横穿

XXX

4#楼

不详

砖混6

不详

140

40

危险

12.17-12.37m

右线穿角

XXX

5#楼7层

不详

砖混7

不详

210

65

危险

6.53-8.27m

距左线净距1.9m

XXX

1#楼6层

不详

砖混6

条形基础

（埋深1.3m）

280

100

危险

左线穿角

XXX

2#楼6层

不详

砖混6

条形基础

（埋深1.3m）

400

140

危险

左线穿角

XXX

3#楼6层

不详

砖混6

条形基础

（埋深1.3m）

160

54

危险

净距4.4m

表2、XXX站~XXXX站区间穿越建筑物情况

建筑物

名称

产权

建筑物

结构形式

基础结构形式

年代

隧道

埋深

和隧道关系

XXX5#楼8层6层

不详

砖混6、8

条形基础（埋深2.1m）

84.5

11.80-12.20m

左线横穿

XXXX4#楼5层

不详

砖混6

条形基础（埋深1.4m）

83.4

13.20-13.40m

左线横穿

XXXX3#楼6层

不详

砖混6

条形基础（埋深1.65m）

83.4

12.40-12.80m

左线穿角部

XXX10层

民用

砖混6

管桩，基础埋深20.6m

2009年

10.30-11.00m

左线旁穿

（净距3.5米）

XXX5#楼8层6层

不详

砖混6

条形基础（埋深2.1m）

84.5

11.80-12.20m

右线横穿

XXXX6#楼6层

不详

砖混6

条形基础（埋深1.55m）

84.5

12.00-12.50m

右线横穿

XXXX4#楼5层

不详

砖混5

条形基础（埋深1.45m）

83.4

13.20-13.40m

右线横穿

XXXX3#楼6层

不详

砖混6

条形基础（埋深1.65m）

83.4

12.40-12.80m

右线横穿

XXXX2#楼5层

不详

砖混5

条形基础（埋深2m）

资料缺失

13.36-13.40m

右线穿角部

建筑物沉降点的布设按照相关规范要求，建筑物的沉降观测点应根据实际条件布设在能反映建筑物变形特征的位置，如建筑物的立柱、外墙角、大转角处、山墙、高低层建筑物结合部、沉降缝或裂缝处两侧，沿建筑物外墙每隔8～15m设置一个，点位埋设在外墙面正负零以上100mm～150mm处，点与墙壁间距30mm～50mm，标志长度为160mm。

1-7、建、构筑物沉降监测点的埋设方法：

使用电钻在墙体上打孔，孔的直径与标志的直径相同，孔深度120mm左右,然后将标志钉入孔内，如图四、图五。

图四建筑物（墙式）沉降观测点埋设示意图

图五建筑物（立柱式）沉降观测点埋设示意图

1-7、地下管线的沉降布点原则及方法

盾构施工必然引起不同程度的土体扰动，从而造成地下管线产生变形，对隧道穿越的砼结构类管线（如雨水、污水管）及压力管线（如自来水、煤气管线）作为本次监测监测对象，

管线沉降点的埋设方法：

首先确定管线的走向，埋深、材质以及与隧道交叉的位置，然后在该交叉口位置上方埋设测点，若此处隧道上方有检查井，可直接采用检查井内管线上的制高点作为测点，若无检查井且条件允许可挖开管线上方土体，将测点直接埋设于管线上，然后回填并对测点做保护措施，在不具备上述条件之一的情况下则采用土层近似法，采用钻孔的方式将测点埋设于管线上方，此种布点方法同地面监测点埋设方法。

2、结构物的监测

管片拼装完成脱出盾构机70米后，对管片进行沉降和管片收敛观测，能直接了解到管片受到外部土体压力及管片自重的影响使其产生的变形量。

2-1、管片的沉降监测

隧道沉降测量时，观测点的标志可设置在衬砌环连接螺丝上，既不易破坏又便于观测。

水准基点布设在始发井的底台上。

每隔10环设置一个沉降观测点，通过稳定的工作点来测定观测点的沉降，而工作点再应用水准基点来作检测。

下图为沉降监测点埋设示意图。

管片沉降点的埋设示意图

2-2、管片的收敛监测

在隧道拼装完成的管片（管片脱出盾构机70米后）上布设管片变形监测点，在变形监测点布设后测得各点的初始值，在盾构机推进时定期观测管片变形监测。

管片变形监测点的布设：

监测点布设在上下左右的隧道壁上，测点间距为10环。

用红油漆在测点位置做好标记。

将高精度手持测距仪安放于测点位置上分别进行上下、左右的成对测量，为了提高测量精度，每对测点间连续观测两次，其平均值作为本次观测值。

下图为收敛变形测点位置示意图

管片收敛变形测点位置示意图

六、监测控制网布设及各项监测项目的监测方法

1、监测控制网的布设（高程控制网）

鉴于测区内情况复杂，本次监测高程控制网需预埋若干个水准基点，基点的埋设位置远离隧道施工影响范围，且具有良好的通视条件，并采用国家二等水准的施测要求将各水准基点同已知高程控制点进行联测，组成附合水准路线，并保证基点的精度指标达到下表3中所列举的各项指标。

表3高程控制点的精度指标

等

级

相邻基准点高差中误差（mm）

每站高差中误差（mm）

往返较差，附合或环线闭合差（mm）

检测已测高差之较差（mm）

Ⅱ

±0.5

±0.15

±0.3

±0.5

注：

n为测站数

在整个监控作业期间内，为确保水准基点的稳定性与，需定期对各基点进行复测（每3个月复测一次）。

同时还需不定期对各水准基点的周围地理环境进行巡查，若发现异常，须及时进行复测，复测成果须到达《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）中二等水准测量精度指标的要求。

2、各项监测内容的监测方法

a、沉降监测

区间段内的各建、构筑物、地下管线及环片沉降的监测均使用Ni007高精度自动安平光学水准仪，用光学测微法进行观测，首次观测采用单程双测站观测，其后可采用单程单测站观测，观测点与基点形成闭合环（基点→建筑物沉降观测点→基点）。

b、倾斜监测

采用差异沉降法计算建筑物的倾斜值:

图（b）

如图（b），通过建筑物沉降测量，可得到建筑物上各测点的沉降值，比较相对（临）两点的沉降值后，就得出这两点的沉降差

h（如A、B两点）,则偏移值可由下式

（1）计算:

a=

（1）式中:

a为建筑物上、下部位相对位移值

h为A、B两点的相对沉降量

L为建筑物上相对（临）两点的距离

H为建筑物的高度

定义建筑物倾斜量的公式

（2）为：

=tan

=

（2）

将

（1）式代入

（2）中即：

=tan

=

=

（3）

如果在一幢建筑物的四角布沉降点，通过两两点间的沉降差值，由公式（3）即可计算出此幢建筑物的前、后，左、右倾斜值。

七、监测频率及监测报警值

1、监测频率

序号

监测项目

监测频率

1

隧道上方地表沉降监测

切口前30m、盾尾后50m内2次/天；测点距掘进面＞100m1次/周；测点距掘进面＞150m1次/月。

2

隧道周边

建筑物沉降

及倾斜测量

切口前30m、盾尾后50m内2次/天；测点距掘进面＞100m1次/周；测点距掘进面＞150m1次/月。

3

隧道横穿和紧邻隧道的建筑物

盾构通过时，4次/天；通过后2次/天，测点距掘进面>50m1次/天；以后1～2次/周

4

地下管线

沉降监测

切口前30m、盾尾后50m内2次/天；测点距掘进面＞100m1次/周；测点距掘进面＞150m1次/月。

5

管片沉降监测和管片收敛监测

盾尾后＜100m1次/周；

盾尾后＞100m1次/月。

2、监测报警值

八、仪器设备

监测仪器采用德国蔡司Ni007高精度自动安平光学水准仪、日本拓扑康GT332N全站仪、徕卡高精度手持测距仪，辅助设备包括计算机及外业数据采集器等。

1、水准仪：

蔡司Ni007高精度自动安平光学水准仪

每公里观测高差偶然中误差：

±0.7mm

水准器格值：

8′/2mm

测微器分化值：

0.05mm

自动安平补偿性能：

0.3″

标尺刻划间隔：

5mm

望远镜放大倍率：

32×

蔡司Ni007水准仪

2、全站仪：

拓普康GTS-332N

水平角观测精度：

2″

距离测量精度：

2mm+2ppm

圆水准器格值：

8′/2mm

长水准器格值：

20″/2mm

望远镜放大倍率：

32×

拓普康GTS-332N全站仪

3、LeicaD3手持激光测距仪

测程：

100米

精度：

±1.0mm

最小读数：

0.1mm

九.监测质量保证措施

本工程将严格执行国家质量标准，并达到相应工程要求。

根据本工程要求的质量特性实施监测全过程的质量控制，保证在功能性、安全性、可实施性，经济性上不出现偏离，提供高精度的优质合格品。

做到“质量过硬、技术先进、经济合理、服务到位”的合同项目。

监测过程中由高级工程师在技术和质量上跟踪管理。

对监测设备及人员资质予以充分保证。

同时对项目的责任进行严格的分工，确保工程监测的质量和进度。

进场前，对上岗人员进行技术业务培训，学好各项规范、规程，保证作业人员能高质量的完成各项监测任务。

实行全面质量管理，强化质量保证体系，严格执行规范和各种技术要求，确保各项数据的真实可靠。

加强安全生产教育，严格执行工程安全规章制度，确保人员和仪器设备的安全。

积极与施工单位、监理单位做好协调配合工作，热情服务。

及时处理施工中出现的问题。

在测量前，对使用的各种仪器设备进行检查，保证每种仪器设备在有效使用期内及仪器的精度。

监测过程中，严格按照有关规范要求，保证测量精度。

监测工作完成后，对仪器设备和监测数据进行彻底检查和核对，保证监测数据万无一失。

为保证数据的精度，监测时做到“三定”，即定监测人、定监测仪器和定具体的监测时间。

为保证监测成果真实可靠，所有人员均持有上岗证，并通过了理论与实践的考核，监测数据、成果表、成果图有专人校对。

监测数据出现大的突变时，要及时通知施工单位和监理，并增加观测次数，防止事故发生。

按时参加工程例会，做好监测数据的分析工作，保证真实性、连续性、为施工提供依据指导施工。