某地鐵某盾構(gòu)區(qū)間監(jiān)控量測方案

1、*地鐵楊浦線（M8線）黃興綠地站開魯路站區(qū)間盾構(gòu)推進(jìn)施工環(huán)境監(jiān)測工程監(jiān)測方案*海洋地質(zhì)調(diào)查大隊二0一0年十月 目 錄 一、工程簡介 二、盾構(gòu)推進(jìn)對周邊環(huán)境影響程度的分析和估計 三、監(jiān)測施工的依據(jù) 四、監(jiān)測內(nèi)容 五、監(jiān)測技術(shù)方案 六、監(jiān)測人員安排 七、技術(shù)及質(zhì)量保證措施 *地鐵楊浦線（M8線）黃興綠地站開魯路站區(qū)間盾構(gòu)推進(jìn)施工環(huán)境監(jiān)測施工方案前言 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與試驗技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。歷史上一些科學(xué)術(shù)的重大突破都得益于試驗測試技術(shù)。因此，試驗測試技術(shù)是認(rèn)識客觀事物最直接、最有效的方法，也是解決疑難問題的必要手段，試驗測試對保證工程質(zhì)量、促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展具有越來越重要的地位和作用。測量技術(shù)在土建工

2、程中同樣占有重要地位，它在各類工程建筑，尤其是在地下工程中已成為一個不可缺少的組成部分。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測量的地位更顯關(guān)鍵和重要。早期地下工程的建設(shè)完全倚賴于經(jīng)驗，19世紀(jì)才逐漸形成自己的理論，開始用于指導(dǎo)地下結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工。于是在重大或長大隧道中，及時掌握現(xiàn)場的第一手資料，進(jìn)行動態(tài)分析，就成為施工控制的重要項目之一。因此施工量測項目顯得更加突出和重要。為了驗證設(shè)計和計算是否合理，運營是否安全，各種工程試驗與測試技術(shù)的研究和應(yīng)用也越來越受到施工和科研工作者的重視。地下工程的設(shè)計，必須將現(xiàn)場監(jiān)控量測列入設(shè)計文件，并在施工中實施?，F(xiàn)場監(jiān)控量測是判斷圍巖和隧道的穩(wěn)定狀態(tài)，保證施工安全，指導(dǎo)施工順

3、序，進(jìn)行施工管理，提供設(shè)計信息的重要手段。掌握圍巖和支護(hù)動態(tài)，按照動態(tài)管理量測斷面的信息，正確而經(jīng)濟(jì)的施工；量測數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理與必要的計算和判斷，預(yù)測和確定到最終穩(wěn)定時間，指導(dǎo)施工工序和實施二次襯砌的時間；根據(jù)隧道開挖后圍巖穩(wěn)定性的信息，進(jìn)行綜合分析，檢驗和修正施工前的預(yù)設(shè)計；積累資料，已有工程的量測結(jié)果可應(yīng)用到其他類似的工程中，作為其他工程設(shè)計和施工的參考依據(jù)。 盾構(gòu)在推進(jìn)過程中必然會造成地面沉陷、位移，同時隧道本身也會產(chǎn)生一定的偏移、偏轉(zhuǎn)及俯仰現(xiàn)象，針對這種情況本監(jiān)測工程設(shè)置了相應(yīng)的監(jiān)測手段，對在盾構(gòu)推進(jìn)過程中產(chǎn)生的各種變形進(jìn)行實時監(jiān)測。一、工程簡介 上海地鐵楊浦線（M8線）是上海市重點工

4、程。黃興綠地站翔殷路站嫩江路站開魯路站三個區(qū)間是楊浦線的一個子項，全長3.21km（含車站段），其中黃興綠地站翔殷路站長866m,翔殷路站嫩江路站長893m,開魯路站嫩江路站長929m。本工程首次采用兩臺雙圓盾構(gòu)進(jìn)行施工，為國內(nèi)首創(chuàng)，是整個楊浦線的控制性工程之一。1#盾構(gòu)從黃興綠地站始發(fā)，途徑國順東路、營口路、安波路、至翔殷路站，再從翔殷路站經(jīng)虬江橋、長海路、民星路至嫩江路站。2#盾構(gòu)從開魯路站始發(fā)，途徑國和路、市光路至嫩江路站。（一）工程相關(guān)描述 1、工程規(guī)模描述： 隧道內(nèi)尺寸 5700mm×W10300mm（內(nèi)徑×寬度） 隧道外尺寸 6300mm×W10900

5、mm（內(nèi)徑×寬度） 管片厚度 300mm 雙圓中心間距 4600mm 總長度 2688m 區(qū)間長度 黃興綠地站翔殷路站 866m 翔殷路站嫩江路站 893m 開魯路站嫩江路站 929m2、軸線描述：本工程最大坡度23，隧道頂部覆土深度為4.911.2m。黃興綠地站翔殷路站 平曲線豎曲線長度（m）半徑（m）長度（m）坡度或半徑（m）4.5+241.193000129+2131.369直線段83500070緩和曲線132.5+4140.251左曲50050500070緩和曲線135-6116.18直線段8050002.4直線段124-22436.80直線段723000翔殷路站嫩江路站 平

6、曲線豎曲線長度（m）半徑（m）長度（m）坡度或半徑（m）424.325直線段20緩和曲線58.93420001.500+220緩和曲線63300045.740直線段123.500+2320緩和曲線905000119.4032000121.750+520緩和曲線66.50500076.539直線段157.5-8.320緩和曲線58.5500021.4432000143.75-2020緩和曲線54300026.616直線段13.00-2開魯路站嫩江路站 平曲線豎曲線長度（m）半徑（m）長度（m）坡度或半徑（m）267.76直線段31.500-220緩和曲線633000103.6952000123.

7、500-2320緩和曲線90500025.595直線段130-52.4直線段50.005000100.083直線段137.500+520緩和曲線755000103.6962000159.500+2020緩和曲線663000245.771直線段3.00+2（二） 地質(zhì)狀況隧道穿越地區(qū)屬長江口三角洲入海口東南前緣的濱海平原地貌類型，屬河道沉積區(qū)。場地地形較平坦，地面標(biāo)高在4.963.36m。場地分布的地基土屬上海地區(qū)吳凇江古河道區(qū)地層沉積組合，次河口相、濱海、海相沉積土層為主，主要地層有：（見下頁）黃興綠地站翔殷路站 層號土層名稱含水量W（%）天然重度（KN/m3）孔隙比e液限WL（%）塑限WP（

8、%）塑性指數(shù)IP液性指數(shù)IL直剪固快峰值強(qiáng)度標(biāo)貫擊數(shù)N（擊）壓縮系數(shù)壓縮模量靜止側(cè)壓力系數(shù)K0（KN/m3）內(nèi)聚力C (kPa)內(nèi)摩擦角（º）1褐黃色、粉質(zhì)粘土30.118.90.87435.220.514.70.6617.0310.316.050.443-1灰色粘質(zhì)粉土32.218.50.93029.6750.219.190.383-2灰色砂質(zhì)粘土27.819.00.82431.187.30.1710.730.35灰色淤泥質(zhì)粘土47.717.11.37444.124.519.41.179.0141.042.280.551灰色粘土37.217.81.12038.321.616.50.

9、9311.4160.653.260.51翔殷路站嫩江路站 層號土層名稱含水量W（%）天然重度（KN/m3）孔隙比e液限WL（%）塑限WP（%）塑性指數(shù)IP液性指數(shù)IL直剪固快峰值強(qiáng)度標(biāo)貫擊數(shù)N（擊）壓縮系數(shù)壓縮模量靜止側(cè)壓力系數(shù)K0（KN/m3）內(nèi)聚力C (kPa)內(nèi)摩擦角（º）1褐黃色粉質(zhì)粘土28.019.50.7932.620.112.50.6317.2330.257.160.443-1灰色粘質(zhì)粉土31.718.60.91929.2850.238.340.383-2灰色砂質(zhì)粘土28.918.90.84429.977.50.199.710.350灰色淤泥質(zhì)粘土47.417.01.3

10、7942.022.619.41.278.7170.972.450.551灰色粘土35.017.91.06437.821.516.30.8412.3180.603.44開魯路站嫩江路站 層號土層名稱含水量W（%）天然重度（KN/m3）孔隙比e液限WL（%）塑限WP（%）塑性指數(shù)IP液性指數(shù)IL直剪固快峰值強(qiáng)度標(biāo)貫擊數(shù)N（擊）壓縮系數(shù)壓縮模量靜止側(cè)壓力系數(shù)K0（KN/m3）內(nèi)聚力C (kPa)內(nèi)摩擦角（º）1褐黃色粉質(zhì)粘土30.419.10.86334.220.913.30.7223.0180.228.470.443-1灰色粘質(zhì)粉土30.719.30.83430.4780.199.650

11、.383-2灰色砂質(zhì)粘土25.719.40.75831.388.30.1412.560.35灰色淤泥質(zhì)粘土45.917.21.32542.823.819.01.1410.1160.912.550.551灰色粘土43.517.31.27642.924.118.81.0010.3170.842.710.51場地的地下潛水主要賦存于3層砂質(zhì)粉土層中，其補(bǔ)給來源主要為大氣降水，潛水水位標(biāo)高為3.703.20m，埋深0.50.8m。潛水位隨季節(jié)、氣候等因素有所變化，年幅度在0.51.0m左右。場地內(nèi)的承壓水層主要為1層砂質(zhì)粉土，承壓水位埋深為5.90m。 （三）盾構(gòu)推進(jìn)沿線環(huán)境及地下管線分布狀況區(qū)間沿線

12、的建筑物分布情況為：從開魯路站市光路，在中原路東側(cè)沿途有若干2層、6層民房，距隧道邊線的距離約8m。從市光路國和路在中原路西側(cè)有1幢2層民房，距隧道邊線距離約7m。在國和路嫩江路在中原路西側(cè)有8幢6層民房，距隧道邊線的距離為34m。在嫩江路長海路之間的中原路西側(cè)有6幢6層樓民房，距隧道邊線的距離為9m左右，此外在該區(qū)段內(nèi)還有3幢1層的民房和6幢2層的民房，距隧道邊線的距離為35m。從長海路向南受隧道施工影響的建筑物已經(jīng)很少。區(qū)間沿線管線分布情況為：地鐵隧道沿線經(jīng)過的道路及路口下面分布著多種地下管線，其中中原路下面有電力，9孔電信電纜排管、Æ300煤氣、Æ1800雨水、

13、98;1500污水、36孔電信電纜、Æ300上水、Æ900上水。市光路口有Æ300煤氣兩根、Æ450雨水、Æ1000污水、12孔電信電纜、Æ300上水等，國和路口從北向南依次有：電力電纜、12孔電信電纜、Æ500上水、Æ1000雨水、Æ500污水、Æ300煤氣兩根等，在中原路嫩江路口，從北向南分布有：Æ300上水、12孔電話電纜、Æ500上水、Æ1200雨水、Æ450污水、Æ500煤氣、電力等，在中原路翔殷路口有：Æ200上水、24孔電

14、話、12孔電話、Æ500上水、Æ1000雨水、Æ450污水、Æ500煤氣、電力等，在民星路口，從北向南有：電力、電話、Æ500上水、Æ2460雨水、Æ1200污水、電力等管線，在長海路口，從北向南依次有：12孔電話、Æ300上水、雨水、污水、電力、Æ300上水、Æ300煤氣等管線。在黃興綠地翔殷路區(qū)間，在營口路下從東至西依次排列的管線有：Æ300上水、Æ300煤氣、Æ1000煤氣、電力電纜排管、Æ1000污水、Æ1000雨水、Æ1000

15、上水、Æ300上水、24孔電話電纜、2孔電話電纜。本工程1#盾構(gòu)從黃興綠地站出洞日期為2003年1月1日，2#盾構(gòu)從開魯路站出洞日期為2003年3月1日，全線隧道貫通日期為2004年5月29日。二、盾構(gòu)推進(jìn)對周邊環(huán)境影響程度的分析和估算盾構(gòu)推進(jìn)引起的地層移動因素有盾構(gòu)直徑、埋深土質(zhì)、盾構(gòu)施工情況等，影響地層移動的原因見下圖，其中隧道線形、盾構(gòu)形狀、外徑、埋深等設(shè)計條件和土的強(qiáng)度、變形特征、地下水位分布等地質(zhì)條件是客觀因素。而盾構(gòu)形式、輔助工法、襯砌壁后注漿、施工管理情況是主觀因素。地表沉降估算：盾構(gòu)施工中引起的地表沉降，可用派克（peck）法估算。即假定盾構(gòu)施工引起的地表沉降是在不排

16、水情況下發(fā)生的，所以沉降槽的體積應(yīng)該等于地層損失的體積，此法假定地層損失在隧道長度上均勻分布，地表沉降的橫向分布似正太分布曲線。地面沉降量的橫向分布估算公式為：式中：Smax最大沉降量（m），即頂管中心處。 Vl盾構(gòu)隧道單位長度地層損失量（m3/m）。 S（x）沉降量（m）。 i沉降槽寬度系數(shù)（隧道中心線至沉降曲線反彎點的距離m）。 Z地面至隧道中心深度。 土的內(nèi)摩擦角。在已知盾構(gòu)穿越的土層性質(zhì)、覆土深度、隧道直徑及施工方法后，即可事先估算盾構(gòu)施工可能引起的地面沉降量，同時可及時地采取措施把影響控制在允許范圍內(nèi)。三、監(jiān)測施工的依據(jù) 1、隧道設(shè)計平面圖、推進(jìn)區(qū)間管線圖 2、工程測量規(guī)范 (GB5

17、002693) 3、國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范 (1289791) 4、精密工程測量規(guī)范 (GB/T1531494) 5、城市測量規(guī)范（CJJ8-85）6、上海地鐵施工有關(guān)技術(shù)要求四、監(jiān)測內(nèi)容 根據(jù)工程所處地理環(huán)境及盾構(gòu)施工特點與要求，結(jié)合我公司歷年來隧道施工監(jiān)測經(jīng)驗，經(jīng)實地踏勘，本監(jiān)測工程擬設(shè)以下監(jiān)測內(nèi)容： 1、道路與管線沉降監(jiān)測 2、一般建（構(gòu)）筑物沉降、裂縫監(jiān)測 3、隧道軸線上方地表沉降監(jiān)測 4、地層深層位移的量測 5、土體分層沉降測試 6、地面裂縫的觀察五、監(jiān)測技術(shù)方案 (一) 水準(zhǔn)基準(zhǔn)點與工作基點的布設(shè)與檢驗 1、水準(zhǔn)基準(zhǔn)點布設(shè) 以現(xiàn)有兩車站地鐵水準(zhǔn)點為依據(jù)，考慮施工工期及隧道施工影響

18、范圍，本次監(jiān)測基準(zhǔn)點將沿隧道走向布設(shè)8組基準(zhǔn)點，每組由34個基準(zhǔn)點組成?；鶞?zhǔn)點布設(shè)與高程測量按照國標(biāo)工程測量規(guī)范(GB5002693)中的規(guī)定執(zhí)行。 2、工作基準(zhǔn)點布設(shè)與檢驗 工作基準(zhǔn)點是直接用于對變形觀測點進(jìn)行觀測的控制點，其埋設(shè)位置既要考慮到便于觀測，又要考慮它的穩(wěn)定性，因此，本工程工作基準(zhǔn)點擬每150米設(shè)一個工作基準(zhǔn)點，共設(shè)20個工作基準(zhǔn)點。為檢測工作基準(zhǔn)點穩(wěn)定性，根據(jù)施工進(jìn)度情況，擬每二周檢測一次，檢測時按國家二等水準(zhǔn)規(guī)范觀測的技術(shù)要求進(jìn)行往返觀測。(二) 沉降監(jiān)測點的設(shè)置 1、道路與管線監(jiān)測點的設(shè)置 在隧道推進(jìn)區(qū)域上方，市政管道設(shè)點原則上盡量利用現(xiàn)有管道設(shè)備點（閥門與窖井），對重要管

19、道在有條件允許下開挖布設(shè)直接監(jiān)測點，測點布設(shè)數(shù)量根據(jù)實際情況而定。對無法利用現(xiàn)有設(shè)備點的管道監(jiān)測，則使用道釘在其旁邊布設(shè)測點，以反映推進(jìn)施工對其影響。測點編號根據(jù)管線單位要求采編，如：煤氣用M，電力用D，上水用S，市話用T等。在盾構(gòu)推進(jìn)期間，監(jiān)測頻率根據(jù)施工進(jìn)度和管線變形速率的大小適當(dāng)調(diào)整，一般2次 / 天。 2、普通建（構(gòu)）筑物沉降監(jiān)測點設(shè)置為了及時反映隧道推進(jìn)區(qū)上方建筑物變形情況，需在隧道軸線兩側(cè)2025米范圍內(nèi)一般建筑物上設(shè)立沉降監(jiān)測點，測點數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場實際需要而定，估計需約設(shè)500個。測點標(biāo)志采用墻面標(biāo)志，布設(shè)時，采用沖擊鉆鉆成孔，然后用水泥將道釘封牢。 3、軸線地表監(jiān)測點及斷面監(jiān)測點

20、的設(shè)置 根據(jù)地鐵控制點，先放樣軸線。本工程中，由于采用寬度為10.9米的雙圓盾構(gòu)進(jìn)行推進(jìn)，故先將整個盾構(gòu)的推進(jìn)軸線放于實地，再根據(jù)刀盤半徑將每條隧道（推進(jìn)后將形成兩條隧道）的軸線放于實地。在三條軸線上均布設(shè)沉降監(jiān)測點。正常區(qū)域6米（5環(huán)）布置1點，同時在軸線走向上每60米（50環(huán)）布置1條監(jiān)測斷面，在軸線左右兩側(cè)設(shè)點，斷面測點間距為3m、4m、5m、5m。整個工程總計需布設(shè)軸線地表監(jiān)測點及斷面監(jiān)測點約2000個。軸線點編號，直接以環(huán)號作為點號；斷面點編號，根據(jù)斷面點所處軸線的方向，以E（東）、W（西）表示。 以上各監(jiān)測點均采用統(tǒng)一定制的鐵制道釘布設(shè)，據(jù)歷年來隧道推進(jìn)環(huán)境監(jiān)測的經(jīng)驗，完全能反映地

21、表及管線的沉降情況，以保證推進(jìn)施工周邊環(huán)境的安全。 初推段（試驗段）前50米為監(jiān)測重點。監(jiān)測區(qū)縱向長50m，橫向?qū)?5m，測點布置見下圖。地表沉降點66個，沿隧道縱向設(shè)12排，主要監(jiān)測隧道中心及盾構(gòu)推進(jìn)中心區(qū)域的地表變形情況。其中5個監(jiān)測面為重點監(jiān)測對象，每一監(jiān)測面橫向上布置沉降點9個，主要測試盾構(gòu)推進(jìn)對周圍環(huán)境的影響范圍以及為繪制完整的沉降槽提供比較完整、合理的數(shù)據(jù)。地面沉降測點布置示意圖 4、地層深層土體位移的量測 見下圖，測斜孔布置在2和3斷面，兩個斷面布置及測量情況相同，布置在出洞口前方45m和75m處。每個斷面布置7個測斜孔，具體位置見下圖。測量時每1m取一個測點，x與y軸分別進(jìn)行測

22、量?；驹瓌t是測點和打孔最近處離開管片1m。 5、土體分層沉降測試見下圖，2與3斷面布置情況相同，分層沉降孔與測斜孔位置重合，實際布設(shè)時可適當(dāng)離開斷面位置0.5m以內(nèi)以避免干涉。斷面分別離開始發(fā)井45m、75m，在測斜管上安置分層沉降磁環(huán)。深層測點布置斷面位置示意圖 測斜孔埋設(shè)及分層沉降點布設(shè)見下圖所示：測斜管及測點分布圖（，斷面） 6、地面裂縫的觀測 在盾構(gòu)推進(jìn)前對推進(jìn)區(qū)影響范圍內(nèi)的地面進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有裂縫處及時用石膏粉作標(biāo)記，并現(xiàn)場進(jìn)行拍照。在盾構(gòu)推進(jìn)后再進(jìn)行對比量測。(三) 監(jiān)測方法1、 常規(guī)地面監(jiān)測：以工作基準(zhǔn)點為起始點，用精密幾何水準(zhǔn)測量方法，按二等測量要求測定各測點的高程值，比較相

23、鄰周期高程值的差即為本次變化量，與初始高程值比較其差即為累計變化量，水準(zhǔn)路線按閉合或附合形式進(jìn)行，閉合差或附合差不大于0.5Ö N mm，其中N為測站數(shù)。 2、地層深層位移的量測：測斜儀自下而上每1米量測位移，連續(xù)測量兩次，確定初始值。以后定期每1米量測，數(shù)據(jù)經(jīng)專用軟件處理，計算出與初始值比較自上而下每1米的水平位移量。 3、土體分層沉降測試：用精密水準(zhǔn)儀，按照二等水準(zhǔn)測量要求，測定沉降孔孔口標(biāo)高，用分層沉降儀測定沉降標(biāo)到孔口位置高度，從而計算沉降標(biāo)位置。以后，通過測量沉降標(biāo)到孔口位置高度變化，可測量出沉降標(biāo)的垂直位移。(四) 監(jiān)測儀器及設(shè)備水準(zhǔn)儀：采用DSZ2水準(zhǔn)儀，配FS1測微器，精度為±0.5mm/Km，測微器最小值讀數(shù)為0.1mm，估讀到0.01mm。測斜儀：CX-03型測斜儀，精度為0.01mm.分層沉降儀：精度為1mm。 水