监控量测常见错误与监控量测数据分析反馈

1、1 监控量测常见错误2 监控量测数据分析反馈3 南京地铁TA15标盾构掘进监测实例4 广州地铁三号线岗石区间超小间距隧道监测实例主 要 内 容1、 监控量测常见错误目前国内监控量测主要存在的问题：（1）监控量测与信息反馈应作为重要工序编入施工组织设计，但目前实施不规范，应用效果较差。（2）施工技术人员没能深刻领会和掌握信息化设计与施工技术，实施过程中缺少专业人员。特别是信息反馈方面，很少能结合施工情况，对监测信息进行合理分析，进而对施工起指导作用。（3）缺乏环境的评估标准，因此有必要就地下工程施工对周围环境影响的评估程序、评估方法以及控制标准进行研究。（4）目前，在我国部分城市地下工程施工中，

2、引入第三方监控量测，对促进监控量测健康发展具有一定的积极意义，但其中还有很多方面需要近一步规范。监控量测以完全委外的方式进行，项目部对监控量测工作管理不力，导致监控量测单位工作质量差，不能有效的起到信息反馈指导施工的作用。由施工项目测量组监管监控量测，监控量测组织机构不全，专职监测人员数量不足，经验不足。集团公司施工项目监控量测工作存在的问题施工技术人员没能深刻领会和掌握信息化设计与施工技术，实施过程中缺少专业人员。特别是信息反馈方面，很少能结合施工情况，对监测信息进行合理分析，进而对施工起指导作用。施工项目管理人员和技术人员对监控量测的重要性认识不到位，现场开展的监控量测工作仅仅为应付检查，

3、监控量测工作仅停留在表面工作上。监测方案编写不合理，没有针对工程特点、不同施工阶段特点、工程重难点部位、施工风险高低情况等进行编写。监测方案中对监测项目的选择、测点布置设计也存在一定的不科学。测点没有按照规范和监测方案要求进行布设，监测点埋设不及时，测点埋设不规范，测点数量不足，监测频率不够。监测不及时（特别是拱顶沉降）没有实行监测数据分级管理制度，没有实行监测数据预报警制度。 监测数据未进行分析，监控量测工作没有对施工进行有效的反馈，信息化施工水平低。测点保护力度不够，测点破坏现象严重，部分监测数据有造假嫌疑，不能有效指导现场施工。记录表格式不统一，监控量测原始记录数据不规范。监测仪器设备没

4、有经过鉴定。常见的测点埋设问题地表沉降监测问题 （1）路面为水泥路面时，没有采用钻孔埋设测点，导地表测点与实际地层沉降不符，不能真实反应隧道施工引起的地表沉降变化情况。 （2）基准点选取位置不当，基准点位置在施工影响范围内，导致沉降数据失真； （3）地表沉降点布设不及时，不能真实反应各阶段施工对地表沉降的影响情况；路面监测不传反光衣以钢钉代替监测点地表沉降监测问题 不规范的埋设方法 规范的埋设方法地表沉降监测常见错误 不规范的埋设方法 规范的埋设方法地表沉降监测点制作问题测斜中存在的常见问题测斜管埋深不够(2) 测斜管与钻孔间回填不密实(3) 安装测斜管导槽方向与临空面不垂直(应该在计算中进行

5、修正)(4) 测斜管口没有保护措施(造成孔底基准不一致)(5) 监测数据未进行和数校验(6) 有的没有基准值数据(7) 应该求得测斜管安装后的形状(8) 应该在开挖前取得全部测孔基准值，然后随着开挖进度逐步监测，以取得各工况下的量测值没有保护盖管口已破坏孔内填充赃物正在监测A0方向垂直A0方向不垂直A0方向45已加保护盖测斜管保护装置测点布置存在的问题主要有测点预埋件加工、埋设、保护不规范，影响量测结果的准确性。测点清理不干净且已经被压弯 清理干净的测点隧道收敛监测问题预埋件加工粗糙、不规范 粗糙、测点，每次钢尺挂钩位置难以一致 精细、规范的测点测点被覆盖隧道内拱顶沉降问题隧道内基准点不合理隧

6、道内基准点不合理土压力监测中存在的问题（1）土压力测试时出现负值。(2)土压力计埋设时没有进行标定，实际监测时直接按照标定证书参数进行计算，结果会出现偏差（3）土压力盒安设随意，没有使土压力盒与岩面很好的接触，导致不能真实反应围岩压力变化钢筋计监测中存在的问题（1）焊接时没有没有采用降温措施，仪器因高温而失效(2) 故电缆与仪器的连接在安装前必须引起足够重视。（3）编号出错，导致测试结果与实测位置不同。钢支撑轴力中存在的问题（1）轴力安装时需要焊接一块钢板，防止轴力过大将钢支撑端头顶坏。(2) 轴力受温度变化影响较大，尽量在同一时间进行监测。（3）轴力计安装尽量与测斜保持在同一断面。管线监测中

7、存在的问题（1）完全以地表点来模拟代替管线点（2） 不同管线控制值不尽相同，要区别对待（3） 管线沉降监测点时严格注意不能破坏管线。2 、 监控量测反馈分析监测数据的信息反馈 反馈的目的 在地下工程中，为保证地下工程施工及周边环境安全，需要建立一套严密、科学的监测体系，在施工过程中对地下工程及周边环境进行监测，分析、判断、预测施工中可能出现的情况，并采取相应的技术措施，将施工对周围环境的影响降低到最小程度，即通常所说的信息化设计与施工。其核心内容是监测与信息反馈，信息反馈的主要目的有：信息反馈的目的（1）指导施工：根据监测所得到的地层变形、周边建（构）筑物、地下管线影响程度，指导调整盾构掘进参

8、数，制定合理的保护措施（2）安全评价：通过监测了解盾构管片结构及周边建（构）筑物的变形及受力状况，掌握掘进过程中工程自身结构所处的安全状态，并对其安全稳定性进行评价。（3）动态设计：把监测结果反馈设计，为设计与施工、监理单位提供沟通渠道，以确保信息化设计与施工的效果（4）积累资料：为信息化设计与施工积累资料，提高地下工程的设计和施工水平。监测数据的反馈分析 根据对监测数据分析的时间安排可分为以下三类： （1）实时分析：每天根据监测数据，分析施工对结构和周边环境的影响，发现安全隐患，及时采取措施；实时分析一般采用日报表型式。 （2） 阶段分析：经过一段时间后，根据大量的监测数据及相关资料等进行综

9、合分析，总结施工对周围地层影响的一般规律，指导下一阶段施工。阶段分析一般采用周报、月报形式。 （3）工程竣工后，提交施工总结，对监测数据进行系统分析，分析工程实际变形或应变规律，总结工程施工的经验与教训，为以后的工程设计、施工及规范修改提供参考和积累经验。并可以和计算结果比较，完善计算理论。信息反馈的内容 （1）对设计的反馈内容 修正设计用围岩物理力学参数。 修正设计用地应力、渗水压力、围岩压力等基本荷载。 通过对围岩和支护结构的位移、应力应变、地表及周边建筑物位移等监测，修正设计用变形控制基准、安全监测方法和监控判据指标。 在上述修正基础上调整支护结构参数即进行信息化设计。（2）对施工反馈

10、通过对监测结果的分析判断，及时调整施工方案，周边建筑物变形、地表沉降等数值较小时，可简化推进方案以加快施工进度，降低工程造价；在地表沉降、周边建筑物变形等数值较大时，应调整施工参数直至增加辅助施工措施，以确保工程及周边环境的安全。浅埋暗挖法施工通过对监测结果的分析判断，及时调整施工方案，在围岩及支护结构位移、支护结构应力、周边建筑物变形等数值较小时，可简化施工方案以减少施工程序，加快施工进度，降低工程造价；在围岩及支护结构位移、支护结构应力、周边建筑物变形等数值较大时，应调整施工方案直至增加辅助施工措施，以确保工程及周边环境的安全。对明挖基坑工程施工通过对监测结果的分析判断，及时调整施工方案，

11、在围岩及支护（围护）结构位移、支撑结构内力、周边建筑物变形等数值较小时，可简化施工方案以减少施工程序，加快施工进度，降低工程造价；在围岩及支护（围护）结构位移、支撑结构内力、周边建筑物变形等数值较大时，应调整施工方案直至增加辅助施工措施，以确保工程及周边环境的安全。对盾构工程施工通过对监测结果的分析判断，及时调整施工方案，周边建筑物变形、地表沉降等数值较小时，可简化推进方案以加快施工进度，降低工程造价；在地表沉降、周边建筑物变形等数值较大时，应调整推进方案直至增加辅助施工措施，以确保工程及周边环境的安全。信息反馈方法 信息反馈的方法基本上可分为回归分析法、工程类比法、数值计算法等。（1）散点图

12、与回归分析法地下工程地质条件和施工工序的复杂性以及具体监测环境的不同，施工导致围岩与支护结构的变形并不是单调的增加，因受地质条件和施工工艺的影响，围岩与结构变形随时间的变化，在初始阶段是呈波动的，然后逐渐趋于稳定。在监测数据整理中，可将监测结果与时间的对应关系绘制成位移时间曲线的散点图。图中纵坐标表示位移量，横坐标表示时间。在图中应注明监测时工作面施工工序和开挖工作面距监测断面的距离，以及工程的具体条件如：埋深、地质条件、支护参数等，以便分析不同埋深、地质条件、支护参数等情况下，各施工工序、时间、空间与监测数据的关系。根据不同工程的具体情况，也可将通过计算求得监测间隔时间、累计监测时间、监测位

13、移值、累计位移值、当日位移速率、平均位移速率等列成表格并绘制成相应的与时间关系曲线。根据围岩（支护结构）位移时间曲线，找出不同时刻围岩（支护结构）的位移值和位移发展趋势，预测围岩与支护结构可能出现的位移最大值，进而判断其安全性和是否侵入净空。同时对位移速率进行分析，判断围岩与支护结构的稳定性和支护结构的可靠性。由于偶然误差的影响使监测数据具有离散性，根据实测数据绘制的位移随时间而变化的散点图出现上下波动，很不规则，难以据此进行分析，必须应用数学方法对监测所得的数据进行回归分析，找出位移随时间变化的规律，为优化设计并指导施工提供科学依据。一元线性回归分析一元线性回归分析是研究两个变量呈线性变化的

14、问题。在对一组监测结果进行数据处理时，通过回归分析找出两个变量的函数关系的近似表达式，即经验公式。首先将实测位移（y轴）与对应的时间（x轴）列表并作散点图。如果这些点近似在一条直线上，我们就可以认为位移随时间的变化是线性的，即y=f（x）是线性函数，可用y=a十bx函数进行回归，用最小二乘法求回归系数a，b。非线性回归分析如果两个变量之间不是线性关系，则处理两个变量间的关系问题属于一元非线性回归问题，一元非线性回归的步骤是：根据监测数据的散点图的特征，选择某一曲线函数，如指数函数、对数函数等进行回归。如果函数能变换为线性函数的形式，则回归时先将上述函数进行数学变换后，使其变为线性函数的形式；然

15、后用一元线性回归的方法。通常采用的回归函数有：U=Alg（1+t）+BU=t/（A+Bt）U=Ae-B/tU=A（e-B/t-e-B/t0）U=Alg（B+t）/（B+t0）式中：U变形值（或应力值）B回归系数t测点的观测时间（day）时态回归曲线示意图回归分析实例：石太客运专线太行山隧道监测反馈的程序监测数据反馈指导设计与施工是指在地下工程施工过程中，根据施工信息，对施工前预设计所确定的结构形式、支护参数、施工方法、施工工艺以及各工序施作的时间等的检验和修正，贯穿于整个施工全过程。经过多年实践总结，监测反馈程序已趋完善，施工信息反馈工作流程见下图。地下工程监测及信息反馈因施工方法不同，如浅埋

16、暗挖法、盾构法、明挖法等，其反馈的内容和方法存在差别。但其基本思想源于新奥地利隧道设计施工方法（简称新奥法）的基本原理：根据经验初步选定设计参数，在施工过程中通过监测地下工程净空收敛位移等数据，以判断地下工程围岩的稳定性及支护对围岩的加固效果，并据以修正结构的组成及有关参数。参数控制法地下工程施工经过长期的实践，逐步认识地下工程周边位移，以及浅埋地下工程的地表沉降到是可以监测，并可以控制，是围岩支护系统力学形态最直接、最明显的反映。基于以上认识，围岩稳定的判据都是以周边允许收敛量和允许收敛速度等形式给出的，作为评价施工、判断地下工程稳定性的主要依据，同时参考围岩压力等监测数据。而对于城市地铁等

17、浅埋地下工程，同时可以采用地表沉降作为判断围岩（地层）稳定的主要依据。城市地下工程在施工前，根据周边环境条件制定地表沉降、周边净空收敛等参数的控制值，作为判断围岩或地层稳定的标准和进行施工反馈的依据。位移变化速率是判断地层和结构稳定性的重要指标，如图所示，曲线位移变化速率不断下降，最后趋于稳定，围岩是稳定的；曲线位移变化速率大，而且收敛很慢，则应加强支护，若曲线一直发展，斜率没有下降趋势则已出现危险征兆，应采取紧急而特殊措施；曲线是地层失稳标志，施工单位应立即处理以免造成塌方，处理的同时要报各有关单位速到现场研究、决策。典型位移变化曲线根据位移判别围岩稳定与否，据此作出增强和减弱支护参数的对策

18、根据监测所反应的地层变形规律，采取相应施工对策，确保地层安全稳定。例如浅埋隧道在施工过程中，对周围所产生的变形非常明显，距开挖面前一倍洞径开始产生先向上后向下的变形，反映到地表的下沉更为明显见下图，如当拱脚钢支撑处理不当，背后充填注浆不及时、不认真时，地表在824小时内后会发生明显的下沉。所以用浅埋暗挖法施工时，必须把地表下沉和拱顶下沉的监测列入很重要的地位，并且在地表埋设测点进行监测。从控制地表沉降的角度出发，对前方围岩进行预加固是必要的。根据地表沉降监测反映的地层变形规律，采取相应施工对策，确保地层安全稳定变位超前产生的规律 对采用浅埋暗挖法修建的地下工程，一般规定在初次支护基本稳定后，开

19、始施作二次衬砌。这里的“基本稳定”通常是指支护所受的压力不再增加，围岩的位移值基本上不再变化。因此，可以用位移或接触应力这两项测试结果来控制，试验证明地下工程周边点的径向位移速度为： 根据监测数据确定二次衬砌施作时间 （2）工程类比法 根据监测资料与已有工程监测结果及稳定性评判等资料的对比进行分析，评判当前工程的安全状态，及时调整施工方案。该方法需要借鉴大量的工程实践经验，最重要的是采用工程类比时应充分考虑工程的相似性。应重点进行以下几方面的对比分析：1.工程的自然条件包括工程地质及水文地质条件、工程规模、施工方法、周边环境等的对比分析；2.支护结构的对比分析，如：支护方式、支护时机、支护参数

20、的对比分析；围岩与支护结构的位移、应力、应变、周边建（构）筑物的变形等的变化趋势对比分析；3.周边建（构）筑物的安全稳定性条件的对比。（2）工程类比法 类比工程资料的收集监测资料的采集、整理、分析现场地质调查、施工记录和现场观察巡视综合定性分析评判（3）有限元法 可用于处理很多复杂的岩土力学和工程问题，例如岩土介质和混凝土材料的非线性问题，岩体中节理、裂隙等不连续面对分析计算的影响，土体的固结和次固结，地层和地下结构的相互作用，地下工程位移和应力随时间增长变化的粘性特征，分步开挖作业对围岩稳定性的影响，渗流场与初始地应力和开挖应力的偶合效应，以及地下结构的抗爆和抗震计算等等这些问题的合理解决，

21、对地下工程的优化设计和围岩与地层的稳定性评价就有了较为可靠的理论依据。（4）反分析法所谓反分析法，就是指利用现场监测到的信息，或者说监测到的来自工程施工引起的结构与介质的扰动量，包括位移、应变、二次应力或地层应力，根据给定的材料模型，来反演工程介质材料的物理力学参数和初始荷载。施工措施1.选择合理的开挖方法，保持开挖面稳定、减少对地层的扰动2.提高初期支护强度并及时进行支护3.减小爆破振动影响4.围岩与支护结构间回填注浆5.稳定工作面辅助施工措施1.地层预处理法（1）全断面注浆（2）冻结法（3）锚杆法2.超前支护法（1）管棚法施工措施2.超前支护法（1）管棚法（2）超前插桩法（TUBEX法）（

22、3）超前插板法、超前锚杆：（4）水平高压旋喷法：（5）隔断墙法（6）机械预切槽法：（7）帷幕注浆法（8）超前小导管注浆：施工措施盾构法施工围岩及结构稳定措施1 一般措施1.保 持开挖过程中水土压力平衡2.减少开挖过程中对地层的扰动3.加强管片壁后注浆管理4.防止管片变形与渗漏水：2辅助施工措施1.降低地下水位2.注浆加固法：3.高压旋喷桩或搅拌桩法：4.冻结法：5.压气法：施工措施明挖法施工地层与围护结构稳定措施1一般措施1.及时支撑（或拉锚）与预加轴力2.分段分层开挖及开槽架设支撑3.增加围护结构入土深度4.加快施工速度5.逆作法施工2辅助施工措施1.基底加固2.基坑内外降水3.帷幕注浆地表

23、沉降的主要原因地下工程由于埋置深度浅，施工引起的位移还会波及地表进而产生地表沉降，地表沉降的产生将对周边建（构）筑物或地下管线带来不同程度的影响，过大的地表沉降还会造成建（构）筑物的破坏，造成经济损失和安全事故。地表沉降的主要机理是由开挖面的应力释放，附加应力等引起地层的弹塑性变形。土的固结所产生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的问题之一下工程施工的特点总结固结沉降的主要原因有：1.地下水位下降引起的固结沉降；2.土体空隙水压力变化，引起土体的固结沉降；3.土体扰动后，重新固结后产生沉降；4.土体的次固结和流变。影响地表沉降的主要因素1施工方法的影响2地层性质的影响3覆土厚度（基坑深度）4

24、隧道（基坑周围）上部荷载的影响5结构断面形式与大小的影响6支护结构（围护结构）形式的影响7地层损失的影响8施工管理纵向地表沉降曲线图浅埋暗挖地表沉降随开挖面掘进的纵向变化规律地下工程开挖过程中地表沉降随开挖面掘进的纵向变化规律（时空效应）大致可分为如下四个区域注： L开挖工作面距离测点的距离；D地下工程开挖直径； u沉降值；u0最终地表沉降值。1.微小沉降区域：当掌子面开挖与测点距离相差1.01.5倍洞径时，地下工程开挖就开始对未开挖段地表产生一定范围的沉降（前期沉降）。该段沉降值占总沉降值的1520%。2.沉降剧增区域：随着开挖工作面的向前推进，在开挖面后距测点13倍洞径范围内，地表沉降速率

25、急剧增长，沉降值增大。该段沉降值约占总沉降值5060%。3.沉降缓慢区域：在开挖工作面后距测点35倍洞径时，沉降速率减缓，沉降值的增加变缓。该阶段沉降值约占总沉降值的1520%。 4.沉降基本稳定区域：在开挖工作面后距测点5倍洞径后，沉降增长缓慢，沉降曲线趋于平缓，该沉降值约占总沉降值的510%。地表沉降随开挖面掘进的纵向变化规律地表纵向沉降规律是反映盾构掘进时，沿掘进轴线方向对地层的影响，同时它也能反映盾构掘进时不同因素、盾构机不同部位对地层的作用，包括正面土压力、摩擦力及盾尾间隙等。根据大量实测结果与数值模拟分析，盾构施工引起的地表纵向变形一般规律如图6-4-1所示。图6-4-1盾构隧道施

26、工地层变位规律图1-先行沉降；2-开挖面前沉降；3-通过沉降；4-盾尾空隙沉降；5-盾构机；6-开挖面；6-盾尾8-管片；9-后续沉降1.先期沉降：是盾构到达前发生的沉降。对于砂质土，先期沉降主要是由地下水位下降引起的。另外，极软弱粘性土的先期沉降则由于开挖面的过量取土引起的。2.开挖面前部沉降（隆起）：是在盾构开挖面即将到达之前发生的沉降（隆起）。开挖面的水土压力不平衡是其发生的原因。3.通过时的沉降（隆起）：盾构通过时发生的沉降（隆起）。盾构外周与地层发生摩擦，或超挖，使地层扰动是其发生的主要原因。4.盾尾间隙沉降（隆起）：盾尾刚刚通过发生的沉降（隆起）。是由于盾尾间隙的产生，引起的应力释

27、放或衬砌背后注浆压力过大而产生的。地表变形的大部分是这种盾尾间隙沉降（隆起）。5.后续沉降：是软弱粘土中出现的现象，主要是由于盾构推进引起整个地基松弛或扰动而产生的。4、 南京地铁TA15标盾构掘进监测实例 4.1工程概况 南京地铁盾构TA15标主要由玄武门站许府巷站（区间长826.274米），许府巷站南京站站（区间长1448.607米）两个区间双孔隧道和双孔隧道之间的两个联络通道/泵房组成。采用两台土压平衡盾构机进行施工，线路起自玄武门站，沿中央路向北至许府巷站，出许府巷站后以半径R=400m的曲线向东穿越建筑群（居民楼），再以半径R=400m的反向曲线向北穿越古城墙和玄武湖到达南京站。 采

28、用“5+1”的管片拼装模式，隧道开挖直径6.4m；管片内径为5.5m，外径6.2m，厚度35cm，管片环宽1.2m。 该标段属古河道漫滩地貌，工程地质条件较为复杂，许玄区间主要在粉土、粉质粘土、粉砂、粘土、淤泥质粉质粘土地层中通过；许南区间在淤泥质粉质粘土、粉细砂中通过。 隧道埋深在8.0m14.5m之间，地下水埋藏较浅，一般位于地表下1.02.0m，年变幅0.51.0m，地下水对钢筋混凝土无侵蚀性。4.2主要监测项目和测点布设(1)主要监测项目表2 监测项目汇总表序号监测项目监测仪器监测频率监测目的1地表及地下管线沉降苏光DSZ-1型精密水准仪、铟钢尺 盾构到达前20m30m，到达后60m或

29、基本稳定13次/12天；盾构到达前后50m， 1次/周监测盾构施工引起的地表、地表建筑物以及地下管线的沉降，确保施工安全2周边建筑物沉降及倾斜3地中水平位移PVC测斜管、Sinco测斜仪掌握盾构推进对周围土体、管片结构及地下水位的影响4地下水位水位孔、电测水位计5盾构隧道围岩压力VW-1型频率接收仪，土压力盒了解隧道施工过程中土压力大小和分布情况6管片衬砌位移LeicaTC1800全站仪，Leica反射片掌握盾构推进时对已拼装完成的管片变位的影响。 (2)测点布设 地表沉降和地下管线：地表沉降点在区间隧道两端各50m范围内及规划玄武湖隧道、金川河地段沿隧道轴线按10m间距布设，其余地段按20m

30、间距布设。地表横向沉陷槽测点按50m80m间距布设一组。沉陷槽测点布置图6-1所示。图6-1 地表沉降槽监测点布置图 水位测试及土体水平位移：在两个测试断面上共布设3个水位孔，5个土体水平位移测孔。 图6-2 水位测试及土体水平位移测孔 隧道沉降、净空水平收敛：在盾构始发处和到达处50m范围内及盾构过玄武湖地段每20环管片布设1个测试断面，其它地段原则上按50m80m间距布设测试断面，每测面布设一组管片收敛和底板沉降测点，见图6-3。 图6-3 隧道位移监测布点示意图4.3监测控制标准表2控制标准表4.4盾构掘进监测变位结果及分析4.4.1纵向地表沉降 盾构掘进时沉降控制总体较好，绝大多数沉降

31、基本控制-20mm以下，许-南区间盾构主要在粉细砂层掘进，地表沉降在-2.8mm-91.9mm间，多数在15mm左右；许-玄区间地表沉降-2.9mm-71.3mm，多数在1020mm，地表沉降曲线见图1。图1 许-玄区间隧道轴线地表隆沉曲线图对以上实测沉降曲线分析可以得出： 、盾构始发段和到达段地表沉降较大，但在端头加固区内沉降很小 盾构始发时土压在逐渐增大，到达时土压则减小，在土压调整过程中，未能建立真正意义上的土压平衡，因而引起部分地层损失，地面沉降较大，但在加固区内，由于地层经加固处理后，地层强度、止水性、均匀性、整体稳定性都有改善，盾构掘进时的沉降很小，一般在3mm以下。 、端头土体加

32、固对沉降影响大 许-玄左线始发端出加固区后的沉降远大于其它始发到达端，最大沉降达-71.3mm，最主要是受土体加固的影响：许站始发井隧道中上部主要为粉土、粉细砂层，加固长度仅有6m，主要采用深层搅拌桩加固，搅拌桩施工时出现了几根断桩，地层均匀性、止水性受到影响，因而盾构始发时引起大量泥水流失；右线在到达端进行了补充加固，地层加固总长度达9m，超过了盾构机长度，因而盾构到达时沉降小 、在富水软弱地层中地面房屋等附加荷载对沉降有较大影响 在软流塑淤泥质粉质粘土中许-玄右线地面沉降比左线的沉降大了34倍，主要与右线隧道上方有房屋有关，在房屋附加荷载的作用下，盾构掘进对地层的扰动相对较大，后期固结沉降

33、稳定时间长，后期固结沉降约占总沉降的50%以上。 4.4.2地表隆沉发展历程 盾构在不同地层掘进时引起的地表变形可分为5个阶段，如图6-3-6所示。图6-3-6 盾构隧道施工地层变位规律图1-先行沉降；2-开挖面前沉降；3-通过沉降；4-盾尾空隙沉降；5-后期沉降 先行沉降是随着盾构掘进因地下水水位降低而产生的,是由地基有效上覆土厚度增加而产生的压缩、固结沉降。地层软弱不同，先行沉降影响距离也不一样，淤泥质粉质粘土层影响距离最远，达30m以上，其它依次为可塑粉质粘土、粉细砂、硬塑粉质粘土层。 盾构掘进时淤泥质粉质粘土层先行沉降约-2mm，其他地层沉降-1mm，在盾构土压设置较大时，先行沉降表现

34、为隆起，隆起在1mm上下。 (1)先行沉降(2)开挖面前的隆沉 由开挖面的崩塌、盾构机的推力过大等所引起的开挖面土压力失衡所致，盾构土仓压力小于土体正面压力时，盾构开挖产生地层损失，盾构上方地面出现沉降，相反，土仓压力高于土体正面压力时，则地面隆起。这一阶段淤泥质粉质粘土层仍表现为-3mm的沉降，其他地层有-2mm的沉降，数值不大，说明盾构土压设置合理。 (3)通过沉降 主要是土的扰动和由盾构掘进直径与盾构直径差(3cm）引起土体应力释放所致。 有房屋荷载作用的淤泥质粉质粘土层通过沉降最大，有6mm8mm，次为粉细砂层，有46mm的沉降，这两种地层在盾构通过阶段沉降速度快，数值大，与其地层特性

35、有关。 (4)盾尾空隙沉降 是盾尾空隙的土体应力释放所引起的弹塑性变形，沉降大小与同步注浆压力、浆液充填率密切相关，充填较理想时，沉降就小，反之就大。 有房屋荷载作用的淤泥质粉质粘土层盾尾空隙沉降9mm；粉细砂层和可塑粉质粘土层盾尾空隙沉降分别为6mm和37mm ；硬塑粉质粘土层的沉降在56mm。(5)后期沉降 由地基扰动所致。粉细砂层、可-硬塑性粉质粘土层有35mm的后期沉降，盾构刀盘过测点20m30后稳定，稳定时间短而快；淤泥质粉质粘土层属高灵敏度、高压缩性地层，后期沉降主要为固结沉降，沉降时间长，沉降量大，后续沉降有1520mm，占总沉降量的50%以上。 在不同地层中，除有房屋的淤泥质粉

36、质粘土层的沉降总值约40mm外，其它地层的沉降总量相差不多，基本都在1520mm内，主要是沉降各阶段数值有差别，各阶段沉降除与地层有重要关联外，盾构掘进参数对其有重要影响，从总体上看，沉降量和沉降速率较大阶段发生在第2、4阶段，即盾构施工控制沉降的第2阶段和第4阶段最为关键，第2阶段变形控制要素是土仓内的压力，第4阶段变形控制要素是盾尾间隙注浆的及时性和充填率。4.5地面隆沉的横向沉陷槽和影响范围 轴线处沉降最大，隧道洞径范围是主沉降范围，沉降体积是总沉降的80%，轴线36m为次沉降区，沉降体积是总沉降的30%40%。不同地层中地面隆沉横向沉陷槽和影响范围见图3。 图3 不同地层的地表横向沉降

37、槽曲线图 沉降槽宽度：淤泥质粉质粘土层为60m，可-硬塑性粉质粘土层35m45m，粉细砂层30m40m，除淤泥质粉质粘土层外，其它地层的沉降槽宽度约为56倍的洞径。4.6地面建筑沉降 在盾构正常掘进地段，地表建筑的沉降规律与地表沉降一致，地表建筑的沉降规律与地表沉降一致（图4），最大沉降速率发生在盾尾脱出阶段，在主沉降区的房屋沉降大（-15.0mm-25mm），主沉降区外的房屋沉降小，沉降值小于-10mm，距隧道轴线较远（10m以上）地段，盾构掘进对房屋基本没有影响。图4 房屋沉降距离曲线图二 在这几处特殊地段，有部分房屋出现了墙皮脱落、墙体开裂现象，经观测，房屋出现裂缝除与沉降大有关外，与房

38、屋本身的因素（年代、结构、基础等）密切相关，如在本区段，部分沉降很大的房屋（砼结构）未出现裂缝，出现裂缝的主要是年代较久的砖混结构2层房屋，且在有1020mm沉降时即产生裂缝。 4.7地下管线沉降 管线监测主要有煤气管、给水管、排污管。 煤气管沉降变化在-0.2-26.3mm，其在主要沉降区内的点不多，因而盾构推进对煤气管影响有限，在主要沉降范围内煤气管沉降约-14.1mm-26.3mm，在软弱地层中最大沉降达到-39.3mm，由于煤气管其材质为钢管，允许控制值大，因而虽然部分地段煤气管沉降值大，但仍小于控制值。部分煤气管沉降曲线见图6-3-11，与隧道正交的横断面沉降基本呈正态曲线分布，沉降

39、槽宽度和长度较小。排污管沉降变化在0.7-15.4mm间。图6-3-11 煤气管线沉降横断面图 4.8深层土体水平位移(1)与隧道轴线垂直的横向水平位移 盾构到达前，土压设置较小，前方地层有损失，土体向隧道内侧移动，最大位移1mm；盾构到达、通过阶段，盾构向外挤压两侧土体；盾尾脱出阶段，同步注浆及时充填，注浆压力大，向外挤压两侧土体，因而地层仍向隧道外侧移动，最大位移发生在隧道中部，隧道下部土体因浆液收缩使地层出现新的空隙，土体向隧道内侧移动，最大位移6.4mm。图5 横向水平位移(2)纵向水平位移（图6） 土体位移较小，小于10mm，说明地层损失有限，掘进参数较好。盾构到达前土体沿盾构推进向

40、前，最大位移2.2mm，发生在隧道中部，盾构通过和盾尾脱出阶段，隧道中上部土体由于盾尾间隙的影响，土体在下沉的同时，发生一定的土体后移，最大位移1.2mm。中下部土体因同步注浆充填效果好，及盾构向前推进作用带动土体移动，使得这部分土体仍沿盾构推进方向，土体最大位移9.8mm。图6沿隧道轴线方向的土体纵向水平位移 4.9区间隧道变位(1)隧道纵向沉降 隧道纵向总体呈隆起趋势，许-玄区间隧道上浮在20mm60mm，许-南区间隧道上浮10mm15mm，上浮曲线规律见图7。 管片隆升特征分为三个阶段（图7）：第一阶段，从管片安装到其脱出盾尾前，管片上浮约2cm，主要受盾构姿态和千斤顶影响；第二阶段（管

41、片位移最大阶段），管片从盾尾脱出至距盾尾2环左右，管片上浮2cm4cm，在同步注浆影响下，管片周围充满了浆液，在浆液充填率大时，管片上浮也较大；第三阶段，由于浆液的渗透和固结收缩引起管片下沉，沉降量3mm左右。 许-南区间为粉细砂层，地层渗透性大，浆液向地层的扩散性、渗透性好，因而由浆液引起的上浮量小。 图7 隧道管片上浮距离曲线图4.10盾构掘进主要沉降控制因素分析4.10.1地层沉降与土仓压力的关系 隧道轴线地表沉降和盾构土仓上部压力的关系见图6-6。图6-6 许-玄区间隧道轴线地表隆沉与土仓压力关系曲线图 对地表沉降和盾构土仓压力监测信息进行分析，主要有以下几点： （1）土仓压力平衡状态

42、不理想引起的地表沉降小，土仓压力总体控制较好 由土仓压力平衡状态不理想引起的地表沉降在-2mm左右，沉降数值不大，说明盾构土压设置合理。 （2）土仓压力调整平稳，粉细砂层中土仓压力相对较高，利于防止地层液化 （3）地层沉降曲线起伏基本与土仓压力调整规律一致，土仓压力设置较大地段沉降相对较小，反之则相反。 4.10.2地层沉降与同步注浆量的关系 图6-8 许-玄区间轴线地表隆沉与同步注浆量关系图 （1）由盾尾空隙充填不满和不及时引起的地层损失小，由此产生的地表沉降在37mm间，注浆量、浆液注入率基本满足要求。 （2）一般同步注浆注入率大的地段沉降小 4.10.3地层沉降与出渣量的关系 碴土的排出

43、量必须与掘进的挖掘量相匹配，以获得稳定而合适的支撑压力值，使掘进机的工作处于最佳状态，螺旋输送机的排土量是由螺旋输送机的转速来决定的。隧道轴线地表沉降和盾构每环出渣量的关系见图6-3-29，出渣量基本保持在4045m3/环，土仓压力较为稳定，有利与沉降控制，在出渣量异常、出渣量大的地段，沉降也相对较大。 图6-3-29 轴线地表隆沉与出渣量关系图5、 隧道施工变形监测 实例2-广州地铁三号线岗石区间超小间距隧道 监控量测与结果分析 信息化施工问题来源南方信托大厦地下基础双连拱改单洞专家论证和设计检算双连拱改单洞目的和意义缩短工期 根本解决双连拱隧道的防水难题 简化施工工艺，改善施工环境 降低工

44、程成本信息化施工 工程难点与风险偏压，甚至是严重偏压隧道变形和稳定 地面沉降与地面建筑物的安全 截桩与隧道掘进震动 曲线隧道，断面变化多，施工管理复杂 工程概况平面设计断面设计支护参数与措施 平面设计图平面、断面设计参数断面型号里 程线间距(mm)左线右线P断面ZDK5+818.348ZDK5+856.798YDK5+820.558YDK5+858.63263206490Q断面ZDK5+809.467ZDK5+818.348YDK5+811.764YDK5+820.5586685ZDK5+856.789ZDK5+865.679YDK5+858.632YDK5+867.426R断面ZDK5+782.918ZDK5+809.467YDK5+785.619YDK5+811.76464906685ZDK5+865.679ZDK5+892.229YDK5+867.426YDK5+893.573P断面设计断面设计断面设计施工概况原则：少扰动、快加固、勤量测