海珠广场站车站暗挖隧道初支结构监测方案.docx

1、海珠广场站车站暗挖隧道初支结构监测方案海珠广场站暗挖隧道施工监测方案1、工程概况11车站概况：广州市轨道交通六号线海珠广场站是六号线与二号线的换乘站，位于海珠广场北侧，起义路与一德路泰康路的交叉口位置，交通繁忙；站位北侧为广州市解放纪念碑、广州宾馆、广东省展览馆以及沿街的商业骑楼；站位南侧为海珠桥、海珠广场东广场；站位以西为海珠广场西广场、二号线海珠广场站；站位以东为一五金批发市场、泰康城广场和华夏大酒店等。车站场地地貌为珠江三角洲冲积平原，地势低平，距离南侧的珠江约180米。海珠广场站暗挖隧道由车站暗挖隧道及东、西端区间暗挖隧道组成.12车站呈东北西南走向，外包总长94.400米，左右线间距

2、为26.0米。本站暗挖隧道主要由以下几部分组成：1.2.1纵向平行的两条站台主隧道：起始里程YDK10+828.898，终点里程YDK10+913.398，线路平面主要为直线，左线局部（3.18米）为缓和曲线。1.2.2横向平行的三条横通道：中心里程分别为1号横通道YDK10+849.748、2号横通道YDK10+868.848、3号横通道YDK10+898.848，三条横通道连接左右线站台主隧道，断面均为带仰拱的直墙拱形断面，通道长度为15.7米. 1.2.3左右线隧道之间的电梯竖井及电梯下人行通道：电梯井位于车站西端，通向站厅层，其断面形式为矩形，明挖底板以下深度约为13.42米，人行通道

3、采用带仰拱的直墙拱形断面。1.2.4左右线隧道之间的扶梯斜通道及扶梯下人行通道：扶梯斜通道位于车站中部，连接负三层和站台层，采用马蹄形断面，斜通道下方设置人行通道。右线站台隧道设置扶梯清扫通道与扶梯斜通道连通。1.2.5西端区间暗挖隧道：包括西端区间左,右线隧道,里程范围分别为YH YDK10+792.078HZ YDK10+832.078,ZDK10+784.713ZDK10+828.8981.2.6东端区间暗挖隧道:里程范围为YDK10+922.298972.501.1.3车站暗挖隧道周边环境：东端区间暗挖隧道上方为110KV电缆.车站暗挖左线隧道靠北侧上方为解放纪念碑.车站站台暗挖隧道左

4、线西端将在既有二号线右线隧道下方穿过,两者间最近距离为1.854米.西端区间暗挖隧道左线将在既有二号线左线隧道下方穿过,两者间最近距离为3.806米.西端区间暗挖隧道右线将从既有二号线海珠广场主体及围护结构下方穿过,隧道开挖断面顶端距离既有二号线海珠广场基坑地面最近距离为3.25米.对二号线海珠广场站结构底板和海公区间隧道结构的沉降监测将会同业主,设计,监理召开专项会议,商定好相关监测方案后编制.2、工程地质、水文地质概况2.1、工程地质根据海珠广场站详细勘察阶段补充岩土工程勘察报告，隧道上方由上至下地层依次为：人工填土层(Q4ml) 各孔均有揭露，广泛分布于地表。层厚1.808.50m，平均

5、厚度4.33m。本车站人工填土主要为作为路基填料的杂填土。淤泥质土层（Q4mc）该层在本站各孔基本均有揭露，主要呈层状产出于人工填土层与冲洪积层之间。层厚2.309.55m。土性：深灰、灰黑色，流塑软塑状，以粘粒为主，含有机质，不均匀含粉细砂，局部见贝壳。陆相冲积-洪积粉细砂层（Q3al+pl）该层在本站各孔基本均有揭露，呈层状产出于海陆交互淤泥质土层底部。层厚0.707.50m。土性：灰色，饱和，松散为主，级配不良，以石英质粉细砂粒为主，局部夹少量中粗砂。中粗砂层（Q3al+pl）该层在本站仅MFZ3-126、127、HZ-09、13、22及YH-24孔有揭露钻孔有揭露，呈透镜体状产出于粉细

6、砂层底部。层厚0.502.90m，土性：灰，深灰色，饱和，稍密，级配不良，以石英质中粗砂粒为主，局部夹较多粉细砂。淤泥质土层（Q3al）本层仅在MFZ3-HB-01钻孔揭露，呈灰黑色、饱和、软塑状，含少量有机质及粉细砂，层顶埋深11.1米。硬塑状粉质粘土(Qel) 该土层在本次详勘范围内主要为白垩系粉砂质泥岩风化残积的粉质粘土，层厚0.454.90m。土性：棕红色，硬塑，含少量粉细砂，局部夹粉土，为粉砂质泥岩风化残积土。全风化粉砂质泥岩（K2s2a）该层在本站部分钻孔有揭露，层厚1.306.10m。岩性：褐红、棕红色，岩石风化剧烈，组织结构已基本破坏，呈坚硬土状，岩芯手可捏碎，遇水即刻散开。强

7、风化粉砂质泥岩（K2s2a）该层在本站基本各钻孔均有揭露，主要呈层状产出于中风化岩层顶。层厚0.508.85m，平均3.64m。该层岩性：褐红色、棕红色，岩石风化强烈，组织结构已大部分破坏，但原岩结构尚可清晰辨认，矿物成分已显著变化，风化裂隙发育，岩体较破碎，岩芯呈半岩半土状或岩块状，岩芯手可折断，岩质极软，失水碎裂，遇水易软化。中风化粉砂质泥岩（K2s2a）该层在本站各钻孔均有揭露。主要产出于微风化岩顶部，局部钻孔呈透镜体夹于微风化岩中。该层层厚0.5019.80m，平均厚度8.12m， 。岩性：褐红色、棕红色，岩体呈层状或块状构造，泥质及钙质胶结，岩体裂隙较发育，岩石稍破碎，岩芯扁柱短柱状

8、，局部较多碎块状，岩质较软，失水易裂，浸水软化。微风化粉砂质泥岩（K2s2a）该层在本站各钻孔均有揭露，与上覆中风化岩逐渐过渡。该层层顶埋深15.4043.20m（标高-35.09-6.59m）。岩性：褐红色、棕红色，块厚层状构造，裂隙稍发育，裂面结合较好，岩体较完整完整，裂隙不发育，岩芯多呈短长柱状，局部碎块状，较软岩。车站站台层隧道主要穿越的地层为中风化层，局部微风化层，隧道围岩综合分级为级。西端左、右线区间暗挖隧道主要穿越的地层为、局部为;东端区间暗挖隧道主要穿越的地层为、,隧道拱顶地层主要为.2.2水文地质本站场地地下水初见水位埋深0.803.70m(标高4.067.31m)，稳定水位

9、埋深1.004.50m(标高3.466.77m)。本站以南约180m为珠江，本站场地范围第四系砂层较发育，分布基本连续，场地地下水补给及排泄与珠江水有较好的水力联系。本场地地下水类型主要有两种：一种为赋存于第四系土层中的孔隙水；另一种是赋存于基岩风化层中裂隙水。第四系孔隙水主要赋存于冲洪积的粉细砂层和中粗砂层中，含水层分布局部连续，且第四系含水层的上部大部分有相对隔水层淤泥质土等覆盖，因此，第四系砂层孔隙水具有一定的承压性，为微承压水。基岩风化裂隙水含水层主要赋存于中风化岩中的风化裂隙之中。含水层无明确界限，埋深和厚度很不稳定，其透水性主要取决于裂隙的发育程度和性质（包括裂隙的闭合程度、形式、

10、规模、充填物质，以及裂隙的组合形式、密度等）、岩石风化程度等。风化程度越高、裂隙充填程度越高，渗透系数则越小。基岩风化裂隙水为承压水，呈脉状或带状分布。在天然状态下，基岩风化裂隙水含水层主要是接受第四系含水层的渗入补给、越流补给。局部地段第四系含水层与基岩裂隙水含水层直接接触，使第四系地层中的地下水与基岩层中的裂隙水有较好的水力联系。本车站主要含水层为第四系冲积粉细砂层和中粗砂层，其次为中风化粉砂质泥岩。砂层呈层状分布连续，渗透系数为k=1.1491.837m/d，单位涌水量为0.030.04 l/ s.m，属弱富水地层，中等透水性。中风化粉砂质泥岩，岩体裂隙较发育或稍发育，岩芯较为破碎，渗透

11、系数为k=0.2250.657m/d，单位涌水量为0.040.15 l/ s.m，属弱中等富水地层，弱透水性。本站地下水对砼结构无腐蚀性，对砼结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱中等腐蚀性。3、监测目的及技术要求由于海珠广场站车站暗挖隧道及区间暗挖隧道初支结构由喷射混凝土、钢筋网、锚杆和格栅钢架组成。车站暗挖隧道及区间暗挖隧道开挖采用台阶法。周边环境复杂、地质较差，隧道开挖时容易出现流泥、洞壁变形；危及施工安全。因此根据规范的有关条款及中铁隧道勘测设计院有限公司提出的监测要求，该车站初支监测的目的如下：1对暗挖隧道收敛、拱顶下沉及初支格栅应力变形加以控制，保证施工期间的安全，当暗挖隧道收敛、拱

12、顶下沉及初支格栅应力变形值接近所设保护等级要求的变形值时及时预警，并采取有效措施来控制变形，指导施工。2通过对暗挖隧道地表沉降、建筑物沉降等项目的监测，对周边建筑物的安全性做出预测评估。3引进先进的信息化施工技术，施工全过程中对暗挖隧道及周边环境进行监测，确保施工效果和施工安全。4将监测结果用于反馈设计，为改进设计施工提供信息指导，积累暗挖隧道施工经验，提供可靠施工工艺，为以后类似的施工提供技术储备。该车站暗挖隧道施工监测的技术要求如下：1监测工作严格按照各种规范标准执行。2测点布置力求合理，能反映出施工过程中结构的实际变形及对周围建筑物的影响程度。3监测仪器及测试元件必须是正规厂家的合格产品

13、，测试元件要有合格证，监测仪器要定期校核、标定。4测点埋设要求位置准确，安全稳固，且有醒目的保护标志。5监测数据应及时整理分析，并以日报、周报、月报的形式分别报送各有关单位。6当发现监测数据异常，立即复测，并检查监测仪器、测试方法及计算过程，确认无误后，立即上报给甲方、监理及单位主管，以便及时采取措施。4、监测内容根据本工程的特点确定的监测项目、测点布置、监测仪器、量测频率见表1：监控量测项目表。监测布置见施工图06209-S-JG-02-078/079。监测项目及监测频率根据施工现场情况在征得业主及设计单位同意后，可适当增减。表1 监控量测项目表监测项目监测方法及工具测点布置监测间隔时间地质

14、和支护状况观察现场目测，地质罗盘开挖后及初支后进行每次爆破后进行水平收敛及拱顶下沉水准测量方法，收敛计及水平仪、水准尺、钢尺或测杆暗挖主隧道内每隔三十米一个断面，横通道与主隧道接口处必须布设测点，横通道至少布设两个断面开挖面距量测断面前后0B时12次/天；开挖面距量测断面前后12B时1次/天；开挖面距量测断面前后25B时1次/2天；开挖面距量测断面前后5B时1次/1周（B为隧道开挖宽度）锚杆轴向力锚杆测力计地表及地下管线沉降精密水准仪、铟钢尺初支格栅应力临时支撑轴力钢筋计，应变计周边建筑物、桥桩沉降、倾斜精密水准仪、铟钢尺；全站仪结合实际情况布设爆破震速监测传感器、放大器、记录器和导线洞内，测

15、点距掌子面的有一定距离；洞外，测点应设在隧道附近建筑物上。按照爆破施工具体情况确定监测频率围岩压力(初支背后的压力)压力传感器 频率计围岩较差地段设1个断面,布设810个测点表格中各监测项目监测频率仅限于正常情况，出现异常情况，监测频率应加大，直至跟踪监测。5、编制依据1.建筑基坑支护工程技术规范（广东省标准）（DBJ/T15-20-97）；2.广州地区建筑基坑支护技术规范 （GJB02-98）；3地下铁道、轻轨交通工程测量规范 GB50308-1999；4建筑变形测量规程 JGJ/T 8-97；5工程测量规范 GB50026-93；6国家一、二等水准测量规范 GB12897；7城市测量规范

16、CJJ8-99；8广州市轨道交通六号线首期工程招标设计文件；9.锚杆喷射混凝土支护技术规程10.爆破安全规程GB6722-8611.国家、广东省及广州市现行有关规定、规程和技术规定。6、监测数量监测点位数量及监测仪器数量见表2：监测数量一览表表2 监测数量一览表序号项目监测点位数量仪器名称、精度及数量仪器名称仪器精度标定值数量1水平收敛及拱顶下沉210个收敛计及水平仪、水准尺、钢尺或测杆0.1mm2套2锚杆轴向力50个锚杆测力计1/100(F.S)40个3地表沉降90精密水准仪、铟钢尺1mm1套4初支格栅应力临时支撑轴力80个钢筋计、应变计1/100(F.S)80个5周边建筑物沉降、倾斜65个

17、精密水准仪、铟钢尺1mm2套6爆破震速监测4个传感器、放大器、记录器和导线1mm/s1套7围岩压力8个压力传感器,频率计1/100(F.S)8个根据现场实际情况可对监测布点的数量及位置做适当调整。7、监测项目容许值设定监测项目容许值的设定见表3：监测项目容许值表。表3 监测项目容许值设定表量测项目控制范围单位容许值水平收敛及拱顶下沉本工程mm总变量30mm锚杆轴向力本工程MPa80MPa地表沉降本工程mm总位移30mm初支格栅应力,临时支撑轴力本工程Kn轴力设计最大轴力的80%建筑物、桥桩沉降、倾斜本工程mm3mm/d；总变量30mm,倾斜度0.2%爆破震速监测本工程mm/s15mm/s。围岩

18、压力本工程MPa预警值参考容许值的80%，具体施工时再与监理、设计院共同研究确定。8、监测施工组织及管理8.1人员组织针对本工程的特点，组建监测组织机构，监测组织机构见图1：监测组织机构图。工程开工后，将建立专门监测组。图1 监测组织机构图8.2组织管理监测组由四人组成，该组人员均从广州地铁和深圳地铁等地抽调，具有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成。并指定一名责任心强的技术人员担任组长，负责整个施工期内施工监测领导工作，组织管理见图2：人员组织及职责图。图2 人员组织及职责图监测组在组长的指导下进行工作，制定监测计划、布设测点、及时整理、收集各项监测数据，对资料

19、进行计算、分析、对比，做到以下2点：1.预测基坑、结构和周围建筑物的稳定性及安全性,提出工序工艺的调整意见及应采取的安全措施，保证整个工程安全、可靠的进行施工。2.优化设计，根据监测信息向监理工程师和设计部门提出合理化建议，使施工更加安全可靠、结构更加经济合理。8.3监测计划凡需布设观测点的监测工作，要在工程开工前，做好监测实施计划，计划要符合现场实际情况及施工进度，切实可行，并报监理工程师和业主批准，再按批准的计划及时布设观测点，提前测量初始值，以便施工开始即能进行监测。监测计划要妥善安排，协调好施工与布点、监测间的干扰，要将布点监测工作列入工程施工进度计划中。8.4监测管理8.4.1项目经

20、理部要妥善协调好施工和测点布设，观测间的干扰。将监测作为一项重要的工序来抓，保证监测工作有确定的时间和空间。8.4.2施工监测要紧密结合施工步骤进行，及时整理数据，反馈信息，正确指导施工，实现信息化施工，切实做到施工、监测两不误。8.4.3我公司专门监测组，要始终在监理工程师直接监督下进行全部监测的实施工作。及时向监理工程师报告情况和问题，并提供有关切实的数据记录。8.4.4监测仪器设备、安装完毕、监测组要按批准的方法对设备进行测试，鉴定和校正，并请有资格的部门进行标定和审定，要按批准的方法和频率按时观测、读数，记录和整理全部原始资料报监理工程师，抄送设计单位。8.4.5对永久性观测点的监测按

21、设计要求和工程需要进行。凡永久性变形，观测点的技术文件要交业主。本工程全部监测资料经整理后，要纳入竣工文件中。8.4.6为保证量测数据的真实可靠及连续性，必须做到：8.4.6.1量测人员要相对固定，保持数据资料的连续性；8.4.6.2监测仪器采用专人使用、专人保养、专人检验；8.4.6.3量测设备、传感器等各种元件，在使用前均经检查校正合格后，才准使用；8.4.6.4各项监测必须严格遵守相应的监测实施细则；8.4.6.5量测数据均经现场检查，室内复核两次，方可上报；8.4.6.6量测数据采用计算机系统管理，量测资料整理保管由专人负责。9、监测实施根据中铁隧道勘测设计院有限公司提出的监测要求及实

22、际情况，该基坑监测内容可分为六个部分：水平收敛及拱顶下沉，锚杆拉拔试验及锚杆轴向力，地表沉降，初支格栅应力和临时支撑轴力，建筑物沉降、倾斜，爆破震速监测。9.1水平收敛及拱顶下沉9.1.1水平收敛9.1.1.1 水平收敛埋设西端区间暗挖隧道左右线各5个断面,车站暗挖隧道左右线各8个断面(间距10米),东端区间暗挖隧道6个断面.一号,二号及三号联络通道各两个断面.隧道标准断面及扩大断面使用台阶法分部开挖，中台阶布置4个监测点，下台阶布置2个监测点。量测时每2个监测点为一组。监测头的制作可用12的长杆膨胀螺栓3050厘米。在顶端加工一个M625左右的螺孔，把不锈钢制作在挂钩拧上即可。把加工过的膨胀

23、螺栓按照相应的位置焊接在格栅钢架和钢筋网上，露出格栅钢架810cm，焊接牢固，待喷射混凝土后，立即清理不锈钢挂钩上的混凝土，做好标记，以方便日后量测。9.1.1.2 原理利用水平收敛仪的精确读数功能，读取待监测面之间的距离，并与上次同一个监测面的数据进行比较，得到变化值。9.1.1.3使用方法收敛计观测窗面板上有两条直线，第一条直线在观测窗的中央，第二条线靠近观测窗的下限，观测窗内还有一条直线称为第三条直线，收敛观测时，转动调节螺母使钢尺收紧到观测窗内第三条直线与面板上的直线重合时读取测值，这里需要提醒的是：测距在10米以内用面板的第二条直线与第三条直线重合即可；测距在10米以上必须用面板上的

24、第一条直线与第三条直线重合才正确。（1）、 将收敛计百分表读数预调在2530mm位置。（2）、 将收敛计钢尺挂钩分别挂在两个测点上，然后收紧钢尺，将销钉插入钢尺上适当的小孔内，并用卡钩将钢尺固定。（3）、 转动调动螺母，使钢尺收紧到观测窗中的读数线与面板上刻度线成一直线为止。读取钢尺及百分表中的数值，两者相加即可得到测点距离。（4）、 每次测量完毕后，先松开调节螺母，然后退出卡钩将钢尺取下，擦净收好，并定期涂上防锈油脂。9.1.1.4 数据采集将水平收敛仪的挂钩挂在一监测面的两个监测点上，并通过水平收敛仪上的粗读和精读两部分读数，进行数据采集。注意温度的修正，即确定初值时应同时记下当时的温度值

25、，以后每次进行收敛观测也应同时测量环境温度，本次实测值为仪器测量值减去温度修正值。实测值与初始值进行收敛变化的比较。当温度升高时，测值将变小；温度降低时，测值将变大。修正计算公式为：LC=KTL式中：LC温度修正值（mm） K修正系数（选取1210-6mm/） T温度变化量（） L测点距离（mm）9.1.1.5 数据处理将第i次对每个监测点的测量值与第i-1次的数据进行比较，并计算变化值，即变化值d=本次测量值-上次测量值，单位以mm计。9.1.1.6 作图计算出每次每组监测点的变化值d后，绘制变化值历时曲线。9.1.2拱顶下沉9.1.2.1 测量仪器徕特DSZ2+FS1精密水准仪、铟钢尺等。

26、9.1.2.2 监测实施方法(1)、基点及测点埋设：基点埋设在受施工扰动的范围以外的结构物上。沉降监测点布设在隧道管片拱顶上固定的位置，用冲击钻在拱顶钻孔，然后放入长200300mm，直径2030mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实（或直接打入膨胀螺栓）。布设规划与水平收敛相同,在布设水平收敛点的断面顶端布设拱顶下沉点.(2)、测量方法：悬尺法。(3)、量测及计算：观测方法采用精密水准测量方法。水准尺底部朝上顶在监测点上，控制水准气泡居中。基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视

27、点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于1.0mm，取平均值作为初始值。（4）、监测频率：当后配套通过该环片后小于10m时1次/天, 当后配套通过该环片后小于30m时1次/2天,当后配套通过该环片后大于30m时1次/周。9.1.2.3 数据分析与处理根据变形值绘制变形时间曲线图和变形开挖距离的曲线变化图，在隧道横断面图上按不同的施工阶段，以一定的比例把变形值点画在分布位置上，并以连线的形式将各点连接起来，成为支护变形分布形态图。并与设计计算值进行比较，验证设计结构形式的合理性。9.2锚杆轴向力采用GJJ-10型振弦式锚杆测力计测试锚杆的轴向力。按照设计图纸要求，暗

28、挖主隧道每30m一个断面,其中主隧道与横通道交接处必须设置一个，共8个断面,横通道2个断面,合计10个断面。每个断面设置4个监测点。9.2.1埋设与安装9.2.1.1按设计的锚杆直径选配相应规格的锚杆计。9.2.1.2锚杆计可在钢筋加工场预先与锚杆焊好，焊接时应将锚杆与锚杆计的连接杆对中之后采用对接法焊接在一起。如果在现场焊接，可在埋设锚杆计的位置上将锚杆截下相应的长度，之后将锚杆计焊上，为了保证焊接强度，在焊接处需加焊邦条，并涂沥青，包上麻布，以便与混凝土脱开。为了避免焊接时仪器温度过高而损坏仪器，焊接时仪器要包上湿棉纱并不断在棉纱上浇冷水，直到焊接完毕后锚杆冷却到一定温度为止，焊接在发黑（

29、未冷红）之前，切记浇上冷水，焊接过程中仪器测出的温度应低于60。9.2.2计算公式P = KF+bT+B式中： P被测锚杆的载荷(KN); K锚杆计的标定系数(KN/F); F锚杆计输出频率平方实时测量值相对于基准值的变化量(F)； b锚杆计的温度修正系数(KN/)； T锚杆计的温度实时测量值相对于基准值的变化量()；B 锚杆计的计算修正值(KN)。 9. 2.3绘制轴力-时间变化曲线图；根据轴力-时间变化曲线图和设计规定的轴力限值分析锚杆轴力是否满足设计要求，在监测简报中提出监测分析和建议。9.3地表沉降监测暗挖隧道开挖必然会影响四周土体的稳定性，因此，施工中必须加强施工监测，随时掌握四周地

30、层沉降变形情况，以便根据其变形特点，采取相应的加固处理措施，确保施工安全。9.3.1测点布设测点布设在暗挖隧道对应上方的地表上，在暗挖隧道中心上方松软地基上布设第一个沉降点，沿着中心线向两侧每隔2m、2m、5m、5m、7m分别布设一个沉降点。可钻（或挖）40cm深的孔，竖直放入12的特制的膨胀螺丝，螺丝与孔壁之间可填充水泥砂浆，螺丝焊接的钢圆头端露出地面1cm，拧紧螺丝。在混凝土或建筑物基础等比较坚硬的结构面上，可打入水泥钉或直接在其上划十字，再用红油漆以标识，沉降测点布置见下图，应结合周围建筑物及地面情况，布设沉降点位置可作一定变更。 图3：沉降点布置细部图 单位：mm9.3.2水准点的观测基点是作为观测沉降点沉降量的基准，因此，要用精密水准测量的方法来测定基点的高程，并经常检查其高程有无变动。测量时应与国家二等水准点进行往返测，其误差0.6 mm（其中n为测站数）。检查周期不得大于30天。在沉降观测时，对各测点与后视基点的视距应有控制，测点和后视视差距不应大于2米。在对各测点沉降点的