某地铁某盾构区间监控量测方案

1、*地铁杨浦线（M8线）黄兴绿地站开鲁路站区间盾构推进施工环境监测工程监测方案*海洋地质调查大队二0一0年十月 目 录 一、工程简介 二、盾构推进对周边环境影响程度的分析和估计 三、监测施工的依据 四、监测内容 五、监测技术方案 六、监测人员安排 七、技术及质量保证措施 *地铁杨浦线（M8线）黄兴绿地站开鲁路站区间盾构推进施工环境监测施工方案前言 科学技术的发展与试验技术的发展息息相关。历史上一些科学术的重大突破都得益于试验测试技术。因此，试验测试技术是认识客观事物最直接、最有效的方法，也是解决疑难问题的必要手段，试验测试对保证工程质量、促进科学的发展具有越来越重要的地位和作用。测量技术在土建工

2、程中同样占有重要地位，它在各类工程建筑，尤其是在地下工程中已成为一个不可缺少的组成部分。随着科学技术的发展，测量的地位更显关键和重要。早期地下工程的建设完全倚赖于经验，19世纪才逐渐形成自己的理论，开始用于指导地下结构设计与施工。于是在重大或长大隧道中，及时掌握现场的第一手资料，进行动态分析，就成为施工控制的重要项目之一。因此施工量测项目显得更加突出和重要。为了验证设计和计算是否合理，运营是否安全，各种工程试验与测试技术的研究和应用也越来越受到施工和科研工作者的重视。地下工程的设计，必须将现场监控量测列入设计文件，并在施工中实施。现场监控量测是判断围岩和隧道的稳定状态，保证施工安全，指导施工顺

3、序，进行施工管理，提供设计信息的重要手段。掌握围岩和支护动态，按照动态管理量测断面的信息，正确而经济的施工；量测数据经分析处理与必要的计算和判断，预测和确定到最终稳定时间，指导施工工序和实施二次衬砌的时间；根据隧道开挖后围岩稳定性的信息，进行综合分析，检验和修正施工前的预设计；积累资料，已有工程的量测结果可应用到其他类似的工程中，作为其他工程设计和施工的参考依据。 盾构在推进过程中必然会造成地面沉陷、位移，同时隧道本身也会产生一定的偏移、偏转及俯仰现象，针对这种情况本监测工程设置了相应的监测手段，对在盾构推进过程中产生的各种变形进行实时监测。一、工程简介 上海地铁杨浦线（M8线）是上海市重点工

4、程。黄兴绿地站翔殷路站嫩江路站开鲁路站三个区间是杨浦线的一个子项，全长3.21km（含车站段），其中黄兴绿地站翔殷路站长866m,翔殷路站嫩江路站长893m,开鲁路站嫩江路站长929m。本工程首次采用两台双圆盾构进行施工，为国内首创，是整个杨浦线的控制性工程之一。1#盾构从黄兴绿地站始发，途径国顺东路、营口路、安波路、至翔殷路站，再从翔殷路站经虬江桥、长海路、民星路至嫩江路站。2#盾构从开鲁路站始发，途径国和路、市光路至嫩江路站。（一）工程相关描述 1、工程规模描述： 隧道内尺寸 5700mm×W10300mm（内径×宽度） 隧道外尺寸 6300mm×W10900

5、mm（内径×宽度） 管片厚度 300mm 双圆中心间距 4600mm 总长度 2688m 区间长度 黄兴绿地站翔殷路站 866m 翔殷路站嫩江路站 893m 开鲁路站嫩江路站 929m2、轴线描述：本工程最大坡度23，隧道顶部覆土深度为4.911.2m。黄兴绿地站翔殷路站 平曲线竖曲线长度（m）半径（m）长度（m）坡度或半径（m）4.5+241.193000129+2131.369直线段83500070缓和曲线132.5+4140.251左曲50050500070缓和曲线135-6116.18直线段8050002.4直线段124-22436.80直线段723000翔殷路站嫩江路站 平

6、曲线竖曲线长度（m）半径（m）长度（m）坡度或半径（m）424.325直线段20缓和曲线58.93420001.500+220缓和曲线63300045.740直线段123.500+2320缓和曲线905000119.4032000121.750+520缓和曲线66.50500076.539直线段157.5-8.320缓和曲线58.5500021.4432000143.75-2020缓和曲线54300026.616直线段13.00-2开鲁路站嫩江路站 平曲线竖曲线长度（m）半径（m）长度（m）坡度或半径（m）267.76直线段31.500-220缓和曲线633000103.6952000123.

7、500-2320缓和曲线90500025.595直线段130-52.4直线段50.005000100.083直线段137.500+520缓和曲线755000103.6962000159.500+2020缓和曲线663000245.771直线段3.00+2（二） 地质状况隧道穿越地区属长江口三角洲入海口东南前缘的滨海平原地貌类型，属河道沉积区。场地地形较平坦，地面标高在4.963.36m。场地分布的地基土属上海地区吴凇江古河道区地层沉积组合，次河口相、滨海、海相沉积土层为主，主要地层有：（见下页）黄兴绿地站翔殷路站 层号土层名称含水量W（%）天然重度（KN/m3）孔隙比e液限WL（%）塑限WP（

8、%）塑性指数IP液性指数IL直剪固快峰值强度标贯击数N（击）压缩系数压缩模量静止侧压力系数K0（KN/m3）内聚力C (kPa)内摩擦角（º）1褐黄色、粉质粘土30.118.90.87435.220.514.70.6617.0310.316.050.443-1灰色粘质粉土32.218.50.93029.6750.219.190.383-2灰色砂质粘土27.819.00.82431.187.30.1710.730.35灰色淤泥质粘土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 层号土层名称含水量W（%）天然重度（KN/m3）孔隙比e液限WL（%）塑限WP（%）塑性指数IP液性指数IL直剪固快峰值强度标贯击数N（击）压缩系数压缩模量静止侧压力系数K0（KN/m3）内聚力C (kPa)内摩擦角（º）1褐黄色粉质粘土28.019.50.7932.620.112.50.6317.2330.257.160.443-1灰色粘质粉土31.718.60.91929.2850.238.340.383-2灰色砂质粘土28.918.90.84429.977.50.199.710.350灰色淤泥质粘土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开鲁路站嫩江路站 层号土层名称含水量W（%）天然重度（KN/m3）孔隙比e液限WL（%）塑限WP（%）塑性指数IP液性指数IL直剪固快峰值强度标贯击数N（击）压缩系数压缩模量静止侧压力系数K0（KN/m3）内聚力C (kPa)内摩擦角（º）1褐黄色粉质粘土30.419.10.86334.220.913.30.7223.0180.228.470.443-1灰色粘质粉土30.719.30.83430.4780.199.650

11、.383-2灰色砂质粘土25.719.40.75831.388.30.1412.560.35灰色淤泥质粘土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场地的地下潜水主要赋存于3层砂质粉土层中，其补给来源主要为大气降水，潜水水位标高为3.703.20m，埋深0.50.8m。潜水位随季节、气候等因素有所变化，年幅度在0.51.0m左右。场地内的承压水层主要为1层砂质粉土，承压水位埋深为5.90m。 （三）盾构推进沿线环境及地下管线分布状况区间沿线

12、的建筑物分布情况为：从开鲁路站市光路，在中原路东侧沿途有若干2层、6层民房，距隧道边线的距离约8m。从市光路国和路在中原路西侧有1幢2层民房，距隧道边线距离约7m。在国和路嫩江路在中原路西侧有8幢6层民房，距隧道边线的距离为34m。在嫩江路长海路之间的中原路西侧有6幢6层楼民房，距隧道边线的距离为9m左右，此外在该区段内还有3幢1层的民房和6幢2层的民房，距隧道边线的距离为35m。从长海路向南受隧道施工影响的建筑物已经很少。区间沿线管线分布情况为：地铁隧道沿线经过的道路及路口下面分布着多种地下管线，其中中原路下面有电力，9孔电信电缆排管、Æ300煤气、Æ1800雨水、

13、98;1500污水、36孔电信电缆、Æ300上水、Æ900上水。市光路口有Æ300煤气两根、Æ450雨水、Æ1000污水、12孔电信电缆、Æ300上水等，国和路口从北向南依次有：电力电缆、12孔电信电缆、Æ500上水、Æ1000雨水、Æ500污水、Æ300煤气两根等，在中原路嫩江路口，从北向南分布有：Æ300上水、12孔电话电缆、Æ500上水、Æ1200雨水、Æ450污水、Æ500煤气、电力等，在中原路翔殷路口有：Æ200上水、24孔电

14、话、12孔电话、Æ500上水、Æ1000雨水、Æ450污水、Æ500煤气、电力等，在民星路口，从北向南有：电力、电话、Æ500上水、Æ2460雨水、Æ1200污水、电力等管线，在长海路口，从北向南依次有：12孔电话、Æ300上水、雨水、污水、电力、Æ300上水、Æ300煤气等管线。在黄兴绿地翔殷路区间，在营口路下从东至西依次排列的管线有：Æ300上水、Æ300煤气、Æ1000煤气、电力电缆排管、Æ1000污水、Æ1000雨水、Æ1000

15、上水、Æ300上水、24孔电话电缆、2孔电话电缆。本工程1#盾构从黄兴绿地站出洞日期为2003年1月1日，2#盾构从开鲁路站出洞日期为2003年3月1日，全线隧道贯通日期为2004年5月29日。二、盾构推进对周边环境影响程度的分析和估算盾构推进引起的地层移动因素有盾构直径、埋深土质、盾构施工情况等，影响地层移动的原因见下图，其中隧道线形、盾构形状、外径、埋深等设计条件和土的强度、变形特征、地下水位分布等地质条件是客观因素。而盾构形式、辅助工法、衬砌壁后注浆、施工管理情况是主观因素。地表沉降估算：盾构施工中引起的地表沉降，可用派克（peck）法估算。即假定盾构施工引起的地表沉降是在不排

16、水情况下发生的，所以沉降槽的体积应该等于地层损失的体积，此法假定地层损失在隧道长度上均匀分布，地表沉降的横向分布似正太分布曲线。地面沉降量的横向分布估算公式为：式中：Smax最大沉降量（m），即顶管中心处。 Vl盾构隧道单位长度地层损失量（m3/m）。 S（x）沉降量（m）。 i沉降槽宽度系数（隧道中心线至沉降曲线反弯点的距离m）。 Z地面至隧道中心深度。 土的内摩擦角。在已知盾构穿越的土层性质、覆土深度、隧道直径及施工方法后，即可事先估算盾构施工可能引起的地面沉降量，同时可及时地采取措施把影响控制在允许范围内。三、监测施工的依据 1、隧道设计平面图、推进区间管线图 2、工程测量规范 (GB5

17、002693) 3、国家一、二等水准测量规范 (1289791) 4、精密工程测量规范 (GB/T1531494) 5、城市测量规范（CJJ8-85）6、上海地铁施工有关技术要求四、监测内容 根据工程所处地理环境及盾构施工特点与要求，结合我公司历年来隧道施工监测经验，经实地踏勘，本监测工程拟设以下监测内容： 1、道路与管线沉降监测 2、一般建（构）筑物沉降、裂缝监测 3、隧道轴线上方地表沉降监测 4、地层深层位移的量测 5、土体分层沉降测试 6、地面裂缝的观察五、监测技术方案 (一) 水准基准点与工作基点的布设与检验 1、水准基准点布设 以现有两车站地铁水准点为依据，考虑施工工期及隧道施工影响

18、范围，本次监测基准点将沿隧道走向布设8组基准点，每组由34个基准点组成。基准点布设与高程测量按照国标工程测量规范(GB5002693)中的规定执行。 2、工作基准点布设与检验 工作基准点是直接用于对变形观测点进行观测的控制点，其埋设位置既要考虑到便于观测，又要考虑它的稳定性，因此，本工程工作基准点拟每150米设一个工作基准点，共设20个工作基准点。为检测工作基准点稳定性，根据施工进度情况，拟每二周检测一次，检测时按国家二等水准规范观测的技术要求进行往返观测。(二) 沉降监测点的设置 1、道路与管线监测点的设置 在隧道推进区域上方，市政管道设点原则上尽量利用现有管道设备点（阀门与窖井），对重要管

19、道在有条件允许下开挖布设直接监测点，测点布设数量根据实际情况而定。对无法利用现有设备点的管道监测，则使用道钉在其旁边布设测点，以反映推进施工对其影响。测点编号根据管线单位要求采编，如：煤气用M，电力用D，上水用S，市话用T等。在盾构推进期间，监测频率根据施工进度和管线变形速率的大小适当调整，一般2次 / 天。 2、普通建（构）筑物沉降监测点设置为了及时反映隧道推进区上方建筑物变形情况，需在隧道轴线两侧2025米范围内一般建筑物上设立沉降监测点，测点数量根据现场实际需要而定，估计需约设500个。测点标志采用墙面标志，布设时，采用冲击钻钻成孔，然后用水泥将道钉封牢。 3、轴线地表监测点及断面监测点

20、的设置 根据地铁控制点，先放样轴线。本工程中，由于采用宽度为10.9米的双圆盾构进行推进，故先将整个盾构的推进轴线放于实地，再根据刀盘半径将每条隧道（推进后将形成两条隧道）的轴线放于实地。在三条轴线上均布设沉降监测点。正常区域6米（5环）布置1点，同时在轴线走向上每60米（50环）布置1条监测断面，在轴线左右两侧设点，断面测点间距为3m、4m、5m、5m。整个工程总计需布设轴线地表监测点及断面监测点约2000个。轴线点编号，直接以环号作为点号；断面点编号，根据断面点所处轴线的方向，以E（东）、W（西）表示。 以上各监测点均采用统一定制的铁制道钉布设，据历年来隧道推进环境监测的经验，完全能反映地

21、表及管线的沉降情况，以保证推进施工周边环境的安全。 初推段（试验段）前50米为监测重点。监测区纵向长50m，横向宽25m，测点布置见下图。地表沉降点66个，沿隧道纵向设12排，主要监测隧道中心及盾构推进中心区域的地表变形情况。其中5个监测面为重点监测对象，每一监测面横向上布置沉降点9个，主要测试盾构推进对周围环境的影响范围以及为绘制完整的沉降槽提供比较完整、合理的数据。地面沉降测点布置示意图 4、地层深层土体位移的量测 见下图，测斜孔布置在2和3断面，两个断面布置及测量情况相同，布置在出洞口前方45m和75m处。每个断面布置7个测斜孔，具体位置见下图。测量时每1m取一个测点，x与y轴分别进行测

22、量。基本原则是测点和打孔最近处离开管片1m。 5、土体分层沉降测试见下图，2与3断面布置情况相同，分层沉降孔与测斜孔位置重合，实际布设时可适当离开断面位置0.5m以内以避免干涉。断面分别离开始发井45m、75m，在测斜管上安置分层沉降磁环。深层测点布置断面位置示意图 测斜孔埋设及分层沉降点布设见下图所示：测斜管及测点分布图（，断面） 6、地面裂缝的观测 在盾构推进前对推进区影响范围内的地面进行调查，发现有裂缝处及时用石膏粉作标记，并现场进行拍照。在盾构推进后再进行对比量测。(三) 监测方法1、 常规地面监测：以工作基准点为起始点，用精密几何水准测量方法，按二等测量要求测定各测点的高程值，比较相

23、邻周期高程值的差即为本次变化量，与初始高程值比较其差即为累计变化量，水准路线按闭合或附合形式进行，闭合差或附合差不大于0.5Ö N mm，其中N为测站数。 2、地层深层位移的量测：测斜仪自下而上每1米量测位移，连续测量两次，确定初始值。以后定期每1米量测，数据经专用软件处理，计算出与初始值比较自上而下每1米的水平位移量。 3、土体分层沉降测试：用精密水准仪，按照二等水准测量要求，测定沉降孔孔口标高，用分层沉降仪测定沉降标到孔口位置高度，从而计算沉降标位置。以后，通过测量沉降标到孔口位置高度变化，可测量出沉降标的垂直位移。(四) 监测仪器及设备水准仪：采用DSZ2水准仪，配FS1测微器，精度为±0.5mm/Km，测微器最小值读数为0.1mm，估读到0.01mm。测斜仪：CX-03型测斜仪，精度为0.01mm.分层沉降仪：精度为1mm。 水