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隧道施工监控量测方案 太原铁路枢纽新建西南环线XNHS-2标 太原铁路枢纽新建西南环线工程XNHS-2标段 隧道监控量测 专 项 施 工 方 案 编制： 审核： 批准： 中铁十五局集团太原铁路枢纽西南环线项目部 第四架子队 二0一六年四月十五日 29 开挖与支护监测结果，对于总结工程经验，完善设计分析理论是很有价值的。 1 监测的主要技术依据 1.1 执行的技术标准 ⑴《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308-1999; ⑵《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307-1999; ⑶《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999; ⑷《建筑变形测量规程》JTJ/T8-97; ⑸《工程测量规范》GB50026-93; ⑹《全球定位系统(GPS)测量规范》GB/T18314-2001; ⑺《中、短程光电测距规范》GB/T16818-1997; ⑻《国家一、二等水准测量规范》GB12897-91; ⑼《国家三、四等水准测量规范》GB12898-91; ⑽《铁路隧道监控量测技术规程》TBJ10121-2007; ⑾其它相关规范、强制性标准规定及地方标准； ⑿《铁路隧道施工规范》TB10204-2002; ⒀《铁路隧道设计规范》TB10003-2005; 1.2 作业依据 ⑴铁道第三勘察设计院集团有限公司设计隧道施工图纸； ⑵本工程有关的工程设计图纸； ⑶本工程有关的地质勘探资料； 2 监测内容及方案实施 2.1 监测项目 根据设计图纸文件精神，结合工程特点将监测分为明挖深基坑段和浅埋暗挖隧道段两部份，根据各部分施工特点确定本标段监测内容和项目如表1，表2。 表1 明挖段监测项目汇总表 区段 序号 监测项目 监测仪器 监测目的 明 挖 段 1 基坑内外情况观察 肉眼、 数码相机等 观测和记录地质情况和对周围环境的影响情况，渗漏水和地表裂缝情况。 2 地表及地下管线沉降 精密水准仪、铟钢尺 掌握基坑开挖对周围土体、地下管线、人工挖孔桩和周围建筑物的影响程度及影响范围 3 周边建筑物沉降及倾斜 精密水准仪、铟钢尺 4 桩体水平位移 PVC测斜管 测斜仪 掌握基坑开挖期间和结构施工过程中围护结构的水平位移状态 5 桩顶位移 经纬仪 掌握基坑开挖期间和结构施工过程中围护结构桩顶的位移状态 6 桩体内力监测 钢筋计，频率接收仪 掌握基坑围护桩的受力情况 7 地下水位观测 电测水位计 了解基坑内外水位情况和降水效果 8 锚索内力 锚索轴力计 检测锚索在不同时期的受力状况 9 支撑轴力 轴力计 监测钢支撑在开挖时期的受力状况 10 土体分层沉降 分层沉降仪 了解基坑开挖时外侧土体垂直移动情况 表2 暗挖段监测项目汇总表 区段 序号 监测项目 监测仪器 监测目的 暗 挖 段 1 地质及初期支护状态观察 肉眼、 数码相机等 观察和记录地质状况和支护状态 2 地表及地下管线沉降 精密水准仪、铟钢尺 掌握隧道开挖对周围土体、地下管线、周围建筑物的影响程度及影响范围 3 周边建筑物沉降及倾斜 精密水准仪、铟钢尺 4 拱顶沉降 水准仪、收敛计 了解隧道施工过程中隧道支护结构变位规律 5 暗挖隧道水平收敛 6 初支结构内力 钢筋计 了解隧道初支结构内力情况 7 围岩压力 压力盒 了解隧道初支承受围岩压力情况 2.2 测点布设 测点布设包括监测控制点（水准基点、工作基点）及监测点（地表点、建（构）筑物测点、管线测点等）的布设方法。 2.2.1 控制点的布设 (1)水准基点的埋设 沉降监测控制网采用太原高程系统或相对高程系统，本工程监测拟建设2～3座水准基点。确定水准基点点位时，必须保证点位所在地地基坚实稳定、安全可靠，并利于标石长期保存与观测。水准基点应尽可能远离工程施工影响范围。如现场附近有市政高程控制基准点，则优先采用现有的控制基准点做为现场监测控制网的水准基点。 (2)工作基点的埋设 工作基点应根据地层土质状况决定，一般采用混凝土普通水准标石，标石埋设在地表以下1.5~2.0米左右的深度。本工程拟布设6~8座工作基点，分别位于靠近观测目标且便于联测观测点的稳定或相对稳定位置。也可直接埋设在基坑影响范围之外的高大桩基建筑物上。 工作基点标石的顶面的中央为圆球状不锈钢的金属水准标志。标志须安放正直，镶接牢固，其顶部应高出标石1～2cm。详见图1。 图1 沉降监测工作基点结构大样图 (3)监测控制点的保护 标石埋设后，在点位四周砌筑规格不应小于1.5m×1.5m×1.0m的砖石护墙，并围绕标志砌筑内径为0.5m×0.5m×0.5m的砖石方井或园井，上加盖板，并设置醒目的保护指示牌，做好标记，以便于长期观测。 2.2.2 主要监测点的埋设 (1)建（构）筑物测点 在工程施工影响范围内的建(构)筑物及重要地下管线等结构上布设位移监测点，测点的布设必须根据观测目的、建筑物的大小、结构特点、荷载分布等因素综合确定。在建筑物的四角、大转角处、每10～20米处或每隔2～3根承重柱上视实际情况布设沉降监测点。在满足监测建筑物整体和局部变形的前提下，尽量少布点，以提高工作效率，降低生产成本。 建筑物测点埋设时先在建筑物的基础或墙上钻孔，然后将预埋件放入，孔与测点四周空隙用水泥砂浆填实。测点基本布设在被测建筑物的角点上，测点的埋设高度应方便观测，同时测点应采取保护措施，作好明显标志，并进行编号，避免在施工和使用期间受到破坏。每幢建筑物上一般至少在四个角部布置4个观测点，特别重要的建筑物布置6个或更多测点。测点的埋设见图2。 图2 建筑物沉降测点示意图 建筑物倾斜测点通过在其外表面上粘贴刻有十字刻度的贴片进行布设。 地下管线的测点重点布设在煤气管线、给水管线、污水管线、大型雨水管线及电力方沟上，测点布设在管线的接头处，或者对位移变化敏感的部位，沿管线延伸方向每10～15m布设一测点。有条件布设时可将测点直接埋设在管线上并引出地面，也可在管线上方设地面桩，进行间接量测。地下管线测点布设一般采用地层模拟法和抱箍法，即在管线位置上方钻50～80cm深的孔，然后将预埋件放入并用水泥砂浆固定，或结合管线的改移，用抱箍将测杆与管路紧密连接，伸至地面，地面处布置相应的窨井，保证道路交通和人员正常通行。测点应采取保护措施，避免在施工和使用期间受到破坏。 (2)地表测点 地面监测点的埋设，应首先在地面开Φ100mm的孔，打入顶部磨成椭圆形的Φ22mm螺纹钢筋（如果是混凝土路面，钢筋底部至少应进入到路面下的路床上20cm，并与路面分离），然后在标志钢筋周围填入细砂夯实，为了防止由于路面沉降带到测点沉降影响监测成果数据，不可用混凝土或水泥固牢，最后还应在监测点上部做上铁盖加以保护。具体方法见地表点布设示意图3。盖挖顶板沉降测点应使地表测点与顶板通过水泥砂浆同顶板结构联结起来。 图3 地表点布设示意图 (3)水位观测孔 水位孔测点埋设采用地质钻钻孔，孔深根据要求而定（确保能测出施工期产生的水位变化）。用地质钻机钻直径Φ89mm孔，水位孔的深度在最低设计水位之下，成孔完成后，放入裹有滤网的水位管，管壁与孔壁之间用净砂回填至离地表0.5m处，再用粘土进行封填，以防地表水流入。水位管用Φ55mm的PVC塑料管作滤管，管底加盖密封，防止泥砂进入管中。下部留出0.5～1.0m深的沉淀管（不打孔），用来沉积滤水段带入的少量泥砂，中部管壁周围钻6～8列Φ6mm左右的孔，纵向间距5～10cm，相邻两列的孔交错排列，呈梅花形布置。管壁外包扎上滤网或土工布作为过滤层，上部再留出1.5～2.0m作为管口段（不打孔），以保证封口质量见图4。 图4 水位孔布设示意图 (4)桩体水平位移测点 将PVC测斜管逐节绑扎在桩体钢筋笼上，管间用套管连接，接头用自攻螺丝拧紧，并用防水胶带密封。管壁内有二组互为90度的导向槽，固定时使其中一组导槽与围护结构体水平延伸方向基本垂直，并在管内注满清水，防止其上浮，测斜管管底及管顶用布料堵塞，盖好管盖。下钢筋笼和浇砼时应注意对测斜管的保护，并保证测斜管位于钢筋笼内远离基坑一侧。 (5)桩体内力监测 桩体内力监测采用钢弦式钢筋计测试。钢筋计布置于桩体钢筋笼内外侧主筋上，在设计监测位置处截断主筋，焊接钢筋计拉杆，连接钢筋计，固定好仪器及导线后随钢筋笼下入桩中。桩体内力测点布设见图5。 图5 桩体内力测点布设示意图 (6)锚索轴力监测 锚索轴力监测采用锚索轴力计进行测试，安装前先记录每个轴力计的编号；锚索安装后，先将轴力计套在锚索上；然后安装锚索垫板，上紧螺帽；最后将轴力计缆线引致安全地方；用频率接收仪量测初读数。见图6。 图6锚索轴力计安装示意图 (7)拱顶和收敛测点 本工程暗挖隧道拱顶沉降采取水准仪、钢挂尺实施，隧道结构收敛采用专用坑道收敛计实施，施工中加强对测点的保护工作。 拱顶和收敛一般埋设在同一断面，最好与上方地表测点相对应，以利于各项测试结果的相互对应和综合分析。 （8）暗挖隧道初支内力及围岩压力 暗挖隧道初支内力采用钢筋计进行测试，围岩压力采用压力盒进行测试。 通过本项目的测试，可了解初支在施工过程中所受应力状态，并对比初支的极限承载，评估初支的安全性及稳定性，以便修改施工参数、完善施工措施。 钢筋计布置于初支钢格栅内外侧主筋上，在设计监测位置处截断主筋，焊接钢筋计拉杆，连接钢筋计，焊接时做好钢筋计的降温工作，以免烧坏。 围岩压力在初支钢格栅安装完成后，在设计位置埋设，埋设时要做到和围岩的密贴固定。喷混凝土时注意对测点的保护。 2.2.3 布设原则和保护 (1)测点位置和数量应结合工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等综合考虑。 (2)为验证设计数据而设的测点应布置在设计中的最不利位置和断面，如预测最大变形、最大内力处，为指导施工而设的测点应布置在相同工况下的最先施工部位，其目的是及时反馈信息，以便修改设计和指导施工。 (3)表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观测及有利于测点的保护。 (4)结构内测点（如钢筋计、轴力计、测斜管等）不能影响和妨碍结构的正常受力，不能影响结构的变形刚度和强度。 (5)在实施多项测试时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使同一位置能同时反映不同的物理变化量，以便找出其内在联系和变化规律。 (6)深层测点的应提前埋设，一般不少于30天，以便监测工作开始时，测点处于稳定的工作状态。 (7)测点在施工过程中若遭到破坏，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，以保证该点观测数据的连续性。 (8)各预埋测点牢固可靠，易于识别并妥善保护，不得任意撤换和破坏，并应建立量测点埋设的记录资料。 2.3 监测项目的具体实施 2.3.1 建筑物监测范围 结合本工程的特点，本着安全、可靠、简便的原则，拟将基坑开挖深度1～2倍范围内的房屋测点做为正常测点，将基坑开挖深度1～2倍范围以外的房屋测点作为补充测点，补充测点根据正常测点的监测结果来判别是否需要进行进一步扩大监测。地下管线的监测根据探明的地下管线的埋深位置作相应的布置和测设。如果地表测点与建筑物测点相重合或接近是以地表建筑物测点为主，代替地表