盾构监控量测

盾构 监控量测

一、 工艺概述

预测在施工过程中对地层的不同扰动程度，地层中的应力扰动区延伸扩散，有可能引起地表、附近重要或高大建筑物产生沉降、隆起或倾斜。监控量测就是为盾构机在掘进过程中正确调整技术参数提供信息，优化设计，使隧道施工达到优质、安全、经济合理、施工快捷的目的。

二、 作业内容

监控量测的作业内容一般包括：基点埋设，测点埋设，现场量测，数据分析与处理，提交监测成果，信息反馈。

三、 工艺流程图

图 1   监测量测工艺流程图

四、工艺步骤

1、地表沉降监测

1.1 基点埋设方法

基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据需要埋设，基点要牢固可靠，如图 1 所示。

1.2 沉降测点埋设

沉降测点埋设，用冲击钻在地表钻孔，然后放入长 200~300mm，直径 20~30mm 的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。

1.3 测量方法

观测方法采用精密水准测量方法。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，如超过时，应重读后视点读数，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。

1.4 沉降计算

在条件许可的情况下，尽可能的布设导线网，以便进行平差处理，提高观测精度，水准线路闭合差应小于 ±0.3（mm）（N 为测站数），然后按照测站进行平差，求得各点高程。施工前，由基点通过水准测量测出地表   沉降观测点的初始高程 H0，在施工过程中测出的高程为 Hn。则高差△H＝Hn－H0 即为地表沉降值。

1.5 数据分析与处理

时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图，根据沉降规律判断围岩稳定状态和施工措施的有效性。

当位移 ——时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析。预测最大沉降量。

作横断面和纵断面沉降槽曲线，判断施工影响范围、最大沉降坡度、最小曲率半径、土体体

积损失等。

2 、地表建筑沉降与倾斜观测

2.1 测点埋设

在地表下沉的纵向和横向影响范围内的建筑物应进行建筑物下沉及倾斜监测，基点的埋设与地表沉降观测相同。

沉降测点埋设，用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔，然后放入长直径 200~300mm，20~30mm 的半圆头弯曲钢筋，四周用水泥砂浆填实。

测点的埋设高度应方便观测，对测点应采取保护措施，避免在施工过程中受到破坏。测点的布设如图 1 示。

2.2 观测方法

与地表沉降观测相同。建筑物下沉及倾斜计算，在条件许可的情况下，尽可能的布设导线网，以便进行平差处理，提高观测精度。施工前，由

基点通过水准测量测出建筑物沉降观测点的初始高程 H0，在施工过程中测出的高程为 Hn。则 高差 △H＝Hn－H0 即为建筑物沉降值。

在建筑物沉降值后，进行倾斜计算，如图

3.16.4-2 所示：

tgθ=△s/b=SH2/Hf （ 1）

∴SH2=Hf×△s/b （ 2）

SH2——为所求建筑物水平位移

θ——为所求建筑物水位移产生的倾斜角

数据分析与处理

绘制时间 ——位移曲线散点图

当位移 ——时间曲线趋于平缓时，可选取合

适的函数进行回归分析。预测最大沉降量。根据所测建筑物倾斜与下沉值，判断建筑物倾斜是否超过安全控制标准。及采用的工程措施的可靠性。

3 、地下管线安全观测

3.1 测点埋设

在地表下沉的纵向和横向影响范围内的地下管线安全监测，基点埋设同地表建筑物下沉与倾斜量测。

沉降测点埋设，用冲击钻在地下管线轴线上方的地表钻孔，然后放入直径 20~30mm 的半圆头钢筋，其深度应与管线底一致，四周用水泥砂浆填实。

3.2 观测方法：与地表沉降观测同。

3.3 管线沉计算

在条件许可的情况下，尽可能的布设导线网，以便进行平差处理，提高观测精度。施工前，由基点通过水准测量测出建筑物沉降观测点的初始高程 H0，在施工过程中测出的高程为 Hn。则高差△Ｈ＝Hn－H0 即为地表沉降值。

在地表沉降值，进行管线的安全检算。

3.4 数据分析与处理

绘制时间 ——位移曲线散点图，据以判定施工措施的有效性。

位移 ——时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析，预测管线的最大沉降量。沿管线面沉降槽曲线，判断施工影响范围、最大沉降坡度、最小曲率半径等。

根据数据分析结果，检算管线的安全性四、隧道隆陷与隧道收敛监测   1．基点埋设

首先，基点应埋设在隧道管片位移影响范围以外的始发井的基坑地板上；并应埋设两个基点，以便两个基点互相校核；基点的埋设要牢固可靠。用红油漆标明，在施工中要注意对基点地保护。

隧道管片收敛监测点的布置可以用电钻打眼，用弯曲的膨胀螺栓埋设。

3.5 测点埋设

在进行沉降测点的埋设时，先用冲击钻在管片上钻 Ф10mm 的孔，然后放入直径为 8mm；长为5～10cm 的半圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实固牢，如图3 所示。

图 3   横断面测点布置示意图

3.6 量测方法

隧道隆陷量测方法与地表沉降量测方法相同，这里不再重复。

在试掘进、正常掘进应有一次至二次回归分析：未脱出盾尾 ---脱出盾尾---后备套内---脱出后备套一整套监测变形数据分析。

隧道收敛量测方法

① 在进行初次量测时，应在钢卷尺上选择一个适当孔位，将钢卷尺套在尺架的固定螺杆上。孔位的选择应能使得钢卷尺张紧时能与顶端接触好，拧紧钢卷尺压紧卡，并记下钢卷尺孔位尺长数，并进行初次读数。

② 再次量测，按前次钢卷尺孔位，将钢卷尺卡在支架的固定螺杆上，按上述相同程序操作，测得观测值 Rn。

3.7 隆陷值计算

隧道隆陷监测基点由地面标准水准点引来高程（高程已知），在进行监测时，通过测得各测点与基点的高程差 ΔH，可得到各监测点的标准高程Δht，然后与上次测得高程进行比较，差值 Δh 即为该测点的隆陷值。

即 ΔHt（1，2）=Δht（2）-Δht（1）

3.8 收敛值计算及其数据分析按下式计算净空变化值：

Un=Rn-Rn-1Un——第 n 次量测的净空变形值；

Rn——第 n 次量测时的观测值；

Rn-1－第 n-1 次量测时的观测值。

首先作出时间 ——收敛值及开挖面距离——位移散点图，对各量测断面内的测线进行回归分析，并用收敛量测结果判断隧道的稳定性。

3.9 隧道隆陷数据分析与处理

首先绘制时间 —位移曲线散点图；

当位移 -时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数形式进行回归分析。

五、 质量控制说明

1 、坚持由总公司精测队、分公司精测队、项目部测量组组成的三级测量复核制度。

2 、严格执行测量工程师复核制度。

3 、掘进过程中，定期对地表导线点进行测量复核，必要时，加大复测频率。

4 、测量所用仪器必须按有关规定定期鉴定，未经鉴定合格、严禁投入使用。

5 、主导线边长不短于 150m；如通视条件许可，边长尽量加长，以提高精度。

6 、测角按三等导线精度来控制，测角中误差达到 ±1.8″。

六、 工艺装备

1 、地表沉降监测

地表沉降监测用到的测量仪器主要有： N3 精密水准仪，铟钢尺等。

2 、地表建筑沉降与倾斜观测

地表建筑沉降与倾斜观测用到的监测仪器主要有： N3 精密水准仪，铟钢尺等。

3 、地下管线安全观测

地下管线安全观测用到的监测仪器主要有： N3 精密水准仪，铟钢尺等。

4 、隧道隆陷与隧道收敛监测

隧道隆陷与隧道收敛监测用到的监测仪器主要有： N3 精密水准仪，铟钢尺、收敛计等。

七、 作业组织

监控量测人员

八、安全生产保证措施

1、现场作业戴好安全帽。

2、作业过程中注意来往车辆，地面作业时如有必要可以交警部门联系。

3、对于有塌陷可能的部位，做好预防措施。

4、高处作业系好安全带。