地铁盾构隧道施工监测技术讲义

变形监测与数据处理地铁盾构隧道施工监测2023/5/271主要内容概述施工监测内容与方法地铁盾构隧道监测方案设计监测数据整理与分析工程实例第十三章地铁盾构隧道施工监测2023/5/272§1概述

变形监测与数据处理第十三章地铁盾构隧道施工监测2023/5/273概述盾构掘进机是集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能的工程机械。盾构法隧道的基本原理是利用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。这个钢质组件在初步或最终隧道衬砌建成前，主要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设备安全的作用，同时还承受来自地层的压力、防止地下水或流沙的入侵。隧道拱内圈的空洞由盾构本体防护，同时还需要其他辅助措施对工作面进行支护。第1节概述2023/5/274盾构掘进机示意图第1节概述2023/5/275支护土体方法和相匹配的盾构类型示意图第1节概述2023/5/276各种盾构掘进机的支护面板第1节概述2023/5/277土压平衡盾构工法和盾构结构示意图第1节概述2023/5/278土压平衡盾钩掘进机第1节概述2023/5/279泥水加压平衡盾构掘进机第1节概述2023/5/2710泥水加压平衡盾构掘进机工法示意图第1节概述2023/5/2711监测的主要作用（1）监测和判断各种施工因素对地表变形的影响，提供改进施工的方法和减少地面沉降的重要依据；（2）根据前一段的观测结果，预测下一段的地表沉降和对周围建筑物及其它设施的影响；（3）检验施工方法是否达到控制地面沉降和隧道沉降的要求；（4）研究土壤特性、地下水条件、施工方法与地表沉降的关系，作为将来设计的参考依据；（5）通过施工监测可取得减少沉降、减少保护工程费的效果；（6）保证工程安全，减少总造价。第1节概述2023/5/2712施工监测管理（1）工程施工前，根据现场的实际情况(尤其危房建筑)及工程的施工进度，编制详细的监测实施作业计划及其相应的保证措施，作为施工生产计划中的一项重要内容，同时报请监理工程师和业主批准。（2）成立专门的监测小组，保证监测人员有确定的时间、空间和相应的监测工具，确保监测成果及时准确。（3）施工监测紧密结合施工步骤，测出每一施工步骤时的变形影响，同时计算出各测点的累计变形。（4）监测人员及时整理分析监测数据，绘制各种变形和时间的关系曲线，预测变形发展趋向，及时向总工程师、监理和业主汇报，若发现异常情况，随时与监理、业主联系，采取有效措施，做好预防。（5）根据监测结果及时调整施工步骤及采取相应的技术措施，确保施工及周围环境的安全。第1节概述2023/5/2713§2施工监测内容与方法

变形监测与数据处理第十三章地铁盾构隧道施工监测2023/5/2714监测依据（1）正常施工情况下的具体监测要求，如不同的施工工艺对各项变形的限差等；（2）施工区域土壤及地下水情况；（3）隧道施工影响范围内现有房屋建筑、各种构筑物的形状、尺寸、与隧道轴线的相对位置；（4）隧道填埋的深度；（5）双线隧道的间距或施工隧道与近旁大型、重要公用管道的间距；（6）隧道设计的安全储备系数。第2节施工监测内容与方法2023/5/2715监测内容土体介质的监测。包括：地表的沉降监测、土体分层沉降和深层位移监测、土体回弹测量、土体应力和孔隙水压力测量。周围环境的监测。包括：相邻房屋和重要结构物的变形监测、相邻地下管线的变形监测。隧道变形的监测。包括：隧道沉降和水平位移监测、隧道断面收敛位移监测、隧道应变和预制管片凹凸接缝处法向应力测量。第2节施工监测内容与方法2023/5/2716地表和沉降装监测地表灯沉降杯监测放是采叙取精灰密水柄准测膝量的体方法恼测量郊地铁婚盾构旦隧道俯上方旱地表境的标镇高。在沉弓降测善量区组域埋剪设地亿表桩想，地滤表桩鄙一般败沿盾匆构隧苦道的竿轴线适每隔3～5m设置追一个逗，同缝时，安适当嘴布置虽几排横横向艳地表肯桩，灶便于疼测量晓盾构勾施工蝇引起返的横乎向沉铜降槽爆的变叨化。在远保离沉厚降区桂域，勾并沿合地铁全隧道湖方向兄布设辱监测约基准赤点，颜并进庙行基装准点达联测岸。按照少监测覆方案黑规定排的观丈测频蠢率，匙用精愧密水甲准仪括进行丹测量秒，并痕计算方每次传观测麦的地胁表桩纷高程蚕。如果恼地铁魔盾构吊隧道极上方戏是道渣路，份在进昆行道霸路沉叫降观抛测时潜，必疫须将孙地表屯桩埋心入地画面下会的土麻层里班，才卸能比网较真铸实地谋测量照出道捐路的躺沉降绪。如果她地铁役盾构葵隧道鲜上方明有地详下管粪线，他在监岗测时遗，对柴重点呜保护觉的管闻线，茅应将畅测点勇设在寨管线灿上，驼并砌顾筑保灯护井伯盖，蚁一般跳的管哗线可呀在其年周围挪设置敌地表制桩进旺行监膛测。第2节嫌施工务监测砍内容五与方卫法20些23村/5辨/1由317土体被沉降哑和深棋层位硬移监宵测监测也盾构顾施工策引起哨的土键体分旁层沉让降和室深层毕位移盐量可雹了解晌土层堆被扰饮动的瓦范围评和影福响程州度。土体巴分层得沉降老是指塌土层捆内离仔地表邀不同皂深度俩处的愤沉降企或隆还起，跟通常疏用磁漠性分孩层沉绣降仪呢量测述。土体云深层霸位移殊是指照土层繁不同敢深度蛋的水冲平位猛移，脊通常嘴采用氏测斜厌仪进心行测菌量。土体躁沉降润和深明层位膝移监息测都壤是在叛隧道胃两边海或底做部钻洞孔预即埋测容管，扁两者行可共颂用一睬个测呢管。第2节碎施工谈监测屯内容棒与方纹法20农23蝴/5伟/1膀318双孔炊隧道匙上方佩的地汽表沉牵降槽图和分断层沉锅降的宏实测垄曲线第2节裂施工字监测好内容部与方妙法20捏23思/5请/1嫁319土体弄回弹畅测量在地馅铁盾紧构隧混道掘枝进中尸，由亚于卸辛除了著隧道卧内的挪土层掏，因揪而引汇起隧良道内镇外影促响范阀围内驰的土暮体回戒弹。土体劈燕回弹谊测量亡就是艇测量洽地铁脏盾构贪隧道墙掘进蜂后相除对于塑地铁晚盾构劲隧道烤掘进杆前的锋隧道哪底部咏和两拌侧土幕体的倘回弹截量。一般他是在昌盾构巴前方叫埋设勤回弹辅桩，柴观测涛施工滥过程而中底堤部土逼体的片回弹步量，驱其具壶体的裂测量羊方法头可以哪采用亦精密鹅几何字水准进测量妈的方士法进瓦行。埋设订回弹枯桩时馒，要捧利用矛回弹楚变形请的近珠似对玻称性宗，应孤埋入纤隧道捧底面容以下20卧~3丛0c寒m，根淹据土慰层土占质的倾情况岛，可莫采用冶钻孔糊法或贴探井际法。第2节真施工宅监测察内容姜与方畅法20勿23壳/5玩/1柴320土体愈应力宅和孔捏隙水洪压力塞测量对土原体应感力和辰孔隙斧水压城力测逝量，患能了单解盾肥构的农施工鼻性能艇，了动解盾袍构的春施工垮对土辰层的血扰动迹程度拢以及惑预测史固结杏沉降纲量，荡可及厅时调拢整施冲工参淋数，吨减少皇对土蒙层的亏扰动险。土体荷应力作和孔惯隙水富压力湾测量肯主要哥是采熊用钻纳孔埋蔬设法板埋设可土应通力盒书和空彩隙水跟压力敏探头桶等传宽感器轻。利用眉这些责传感楼器获研取土阳体的薄温度倘和水状压力愚，通声过事滋后计皂算得扮到需厉要的帆观测蚊数据辈。这些非测点格主要需埋设摸在隧芒道外求围。第2节捉施工袖监测放内容量与方勒法20循23庙/5店/1燃321相邻侦房屋满和重织要结体构物叛的变梅形监队测地铁钢盾构较隧道汪掘进怪中，霉对盾笨构直位接穿季越和凉影响赠范围乡丰内的陈房屋瓣、桥诸梁等耗构筑雾物必票须进裳行保长护监艺测。建筑状物的虽变形骑观测恒可以养分为赛沉降染观测时、倾宅斜观尼测和朝裂缝轰观测南三部货分内偏容。沉降违观测泻的观录测点勾设在危基础抱上或偷墙体胜上，周另外惊在构评筑物孕外的谢表面贪上和劳构筑卖物底粉板上刊有时凳也需班设一歪些观慈测点认，用胜精密贤水准臣仪进湾行测舞量。构筑搞物倾努斜监祥测可液采用榜经纬蒸仪测甘量方牌法，草也可环在墙谨体上里设置取倾斜去仪，脏连续翻监测迎墙体康的倾袖斜。构筑屡物的世裂缝欠可用址裂缝孔观测樱仪测同得。第2节辉施工闹监测擦内容惹与方萝法20搏23姜/5窑/1柴322裂缝宪观测所仪第2节勤施工柳监测坛内容极与方沟法20喇23禽/5泥/1银323薄铁曾片标蓄志法渗观测苦裂缝蔽示意院图第2节萍施工庆监测稿内容摇与方哥法20撇23返/5影/1概324相邻重地下越管线角的变撞形监盗测相邻驴地下盾管线贿的监颜测内并容主传要为旁管线乎垂直结沉降蔑，其聚测点塑布置狗和监估测频税率应搭在对逆管线挑状况篇进行炮充分钓调查乞，与期管线夕单位开充分件协商祖后确踏定。调查茫内容险包括骆以下换几个惠方面蛾：①脚管线国埋置肌深度玻和埋碎设年患代；凡②管探线所抽在道豆路的见地面厚人流贵与交甚通状拌况；威③隧界道施柿工过征程中尿地下灾管线塌的预正计沉闯降。第2节椒施工桂监测肺内容芳与方亩法20炕23应/5渠/1订325布点阅方式目前派，管迟线垂弦直沉蹄降布椅点方凉法主能要采仁用间逆接测证点和揭直接岸测点达两种甜形式咽。间接鱼测点盼又称侨监护质测点嫁，常愚设在酒管线旷轴线存相对咽应的桥地面减或管询线的方窨井皇盖上今，由均于测戒点与鞭管线相本身拍存在另介质典，因妥而测照试精轨度较注差，引但可屯避免葡破土耀开挖拌，可孔以在歉人员消与交离通密趟集区漂域，灯或设怠防标酬准较坟低的弦场合愤采用宇。直接僚测点围是通秀过埋嫁设一蜜些装稿置直型接测钉读管脊线的泰沉降伐，常竞用方顾案有犬抱箍窃式、佳套筒图式事。第2节颗施工冒监测茫内容搞与方铅法20诸23识/5兔/1驼326抱箍柜式布堂点法劲示意屯图第2节摇施工馆监测歼内容塌与方益法20渗23幻玉/5钞/1蛙327套筒烧式布宋点法昨示意汪图第2节遣施工财监测盒内容始与方头法20与23江/5初/1秘328隧道贝沉降虑和水束平位祖移监书测传统症的隧努道沉沫降和否水平环位移废监测壮方法跨是在抱隧道忙的顶料部或价腰线临处设糠立观味测点阴，然滤后用鞋常规树的水地准测蛋量方告法进姻行沉宿降量沫的测户量，娇同时鞋，以倦隧道安轴线故和其萝轴线穴的垂早直方辱向建辉立坐胶标系鸣，用需导线吗测量简的方害法测手量所预有观息测点改的坐谷标，直以此趋来推姿算隧镰道水睬平位费移量疫。目前舌，为旗了能舌够连筛续准削确地山监测迅到隧疯道的哥沉降之及水购平位小移变捡形情营况，纽奉可采腐用具厘有先蒜进功粥能和宋高精嘴度的吗自动渠跟踪庸全站滔仪进陈行观套测。第2节劲施工私监测谁内容柴与方给法20杰23否/5护/1纷329隧道起断面摸收敛器位移扩监测常规扁收敛另位移撕监测祸采用强收敛颠计进剥行测经量，横但最夹大的榆问题挨是重款复精天度不微高，抚而且梦因操毛作人被而异钳；其坝次是狭工作膊量大犁，效撑率低矿。目前猜，用性断面杂自动腊扫描祝的方堤法进膊行隧奔道断仙面收警敛变弄形监青测。这种层方法哲是利亩用免圆棱镜苦自动州跟踪倾全站崖仪和曾专业辱的断盐面测超量系扫统软漆件组以成的运仪器忌系统征来实吵现断员面自帽动扫牧描，点以此瞎进行钓隧道增断面醋收敛垃变形痛监测袭。第2节取施工阶监测即内容熔与方竭法20叛23垃/5紫/1盘330应力畅测量应变楚和应锡力测悄量是晚在隧廊道的角结构淘物上洋，焊冒接应句变计键和应下力计农等一愧些传懒感器颜，根目据传铃感器武测量难的结邀果计辞算结恋构构究件的任轴力界和弯贺矩，止判断剖结构依物的劲安全妻性能煤。第2节叉施工蔬监测宪内容捉与方便法20推23央/5遥/1动331§3地铁拴盾构暴隧道金监测托方案珠设计变形喂监测凶与数俱据处应理第十读三章震地族铁盾脂构隧耀道施宵工监糊测20白23斑/5绣/1矩332方案脊设计轿的原本则在熟摄悉隧益道施槐工方押案，朵了解字施工稻区域叫内土浮壤及础地下偷水和悬隧道靠施工绳影响蠢范围差内现煮有结勒构物评情况道的基演础上比，根线据工今程的轧特殊方要求固，设另计出终确保拌工程揭安全血的、插经济逮有效违的、巡寿便于恒监测钢工作抄的实厘施和难工程狭项目宝施工可的监露测方塑案。第3节勤地铁援盾构去隧道宪监测厌方案股设计20永23哨/5址/1陈333方案怪设计弊前的爹准备径工作（1）收羡集各瞧种资能料主要见包括材：隧倦道施盆工方舍案，期施工拆区域抹内地艘质分铜析报镜告，龄施工发影响案范围踢内结铸构物增的设拆计图当纸和伶竣工此资料皂，施槽工区洗域内喜的管叉线图倦，施什工区起域内暖的交亡通情询况等衣。（2）实拳地进水行踏想勘实地返进行吴踏勘雨主要植是进晕行施碌工影呀响范架围内杜结构躁物和踪蝶管线询的调包查。毛调查管管线斗的位帝置、痛种类钓、大象小；筋结构贵物形悉状以仪及其找是否茧有裂碗缝等锤情况阵。调旋查的育主要状目的价是便丙于观括测点愿的布附置和财施工住对其秃影响松的评佩价。第3节唱地铁斜盾构取隧道翠监测涛方案胡设计20哭23梳/5索/1枯334方案蓬设计弊的内茶容工程字项目必概况历。主断要介卸绍工最程项中目的姓基本广情况累和施拐工区晴域内崇的地谢质情断况。监测节的目猴的和重意义垮。详乓细阐桌述监绑测对洲安全院施工冈、保竟障人剑民财通产的童重要域性以陡及进戚行各佳项科吵学研胖究的冶重要述意义狗。施工猛过程春中对对各种盐设施滑的影膝响评洒价。丛分析洞隧道唐项目扔施工水对周牧边结虑构物弦、管铲线的烤影响殖程度未，分湖析盾特构推绍进引植起的去地表劳位移钻特征搜，并寨估算船地表意沉降衬量，播分析嫌隧道页本身皇的变番形特假征。监测袋的具该体内苏容。忧根据衣具体捕工程买项目杂和地陪质的邪具体亭情况木，确娃定监违测的鹿具体淋项目场内容畏，同加时，后可以幻玉包含之对于纲一些尖具体税施工气工艺测和参否数的湾测定把。第3节鞭地铁滔盾构蛇隧道誓监测绿方案美设计20品23痰/5余/1黑335监测舞点的携布置馆。根大据收吃集的敌资料怖和踏裕勘的慢实际偿情况焦，具码体确恢定监粪测点剧的数皱量和贸位置巾，绘拾制监议测点挺位分吉布图察。监测销方法境。针笋对每盖一项浆监测陵内容达，提治出采右用何年种监度测方鸦法以义及如腥何实酸施监肿测工见作，伸使用确何种移监测篇仪器润，并毛详细杨阐述洞使用轻方法骑的实刑施效配果。监测倚频率隆和报田警值密的确迟定。同根据锈规范柱，结粮合实佛际情汽况确碎定每妥一监春测项虹目的蜂监测而频率墨和报呢警值垃。监测邪的组勒织结抓构和查质量揉保证普体系朋。为联保障吉监测逃工作搜的顺羽利实族施和投监测涉结果月的准虎确性晌，要津制订夫科学槽的质衔量保驶证体拘系。第3节兰地铁刑盾构鸟隧道氏监测鄙方案司设计20迁23掠/5社/1讨336§4监测专数据玻整理习与分员析变形筐监测散与数肚据处爪理第十贱三章送地凉铁盾通构隧鸦道施描工监团测20靠23属/5察/1莫337监测语数据撑整理监测尿数据榴整理况的主描要工阔作是姜对现立场观玻测所姓取得叛的资米料加损以整伸理、致编制篮成图要表和烦说明敌，使楚它成绝为便徐于使宵用的倡成果而。其码具体圾内容欣如下怀：校核笛各项纷原始作记录爪，检清查各督次变滑形观偷测值化的计顽算是端否有冠误；变形渗值计坝算；绘制主各种赛变形仁过程氏线，望建筑滋物变舞形分港布图湿。第4节死监测辣数据顷整理耽与分导析20霉23映/5较/1秀338监测肆数据者分析监测牌数据旱分析汗是分诵析归黎纳地宪表、球管线截及周棵边建秆筑物航的变陕形过球程、蹄变形贱规律暑和变搁形幅稿度。固分析咏变形砖的原赛因，但变形幼值与凑引起吗变形蜘因素匪之间暑的关鸣系，悬并找俭出它扎们之扫间的翼函数术关系椒，进的而判德断地塘表、惨管线扫及周甘边建槽筑物嫁的情喷况是料否正梢常。（1）成肥因分淡析（后定性悉分析台）。孔成因杯分析油是对碗结构择本身补（内游因）谣与作佣用在毅结构茄物上杠的荷飞载（姓外因宣）以沸及观度测本壶身，扣加以玻分析肺、考划虑、袋确定急变形加值变性化的塘原因堵和规慨律性摸。（2）统壁计分船析。最根据翁成因括分析喉，对挣实测雁数据丘进行袄统计主分析肠，从纽奉中寻住找规鸡律，程并导栏出变税形值脚与引蓝起变多形的阳有关文因素砖之间冷的函容数关草系。（3）变鲁形预腊报和辰安全造判断品。在磨成因恨分析辟和统里计分串析的沉基础洗上，抢可根驴据求直得的迟变形症值与绣引起帖变形析因素倦之间退的函碰数关港系，摧预报池未来京变形灿值的胞范围佳和判平断建辛筑物训的安洪全程鄙度。第4节桌监测辅数据耳整理虹与分慈析20境23化/5滋/1千339§5工程欢实例变形密监测聋与数隐据处菠理第十剃三章寄地级铁盾独构隧谱道施堪工监衰测20膛23毒/5勉/1效340工程微概况南京究地铁宗一号收线盾躬构15标沿热途穿帮越金讽川河驴、玄踩武湖昏隧道奋、龙悼蟠路叼隧道拨、廖练家巷柳密集炒建筑隔群、伯南京岁古城啦墙等图及众升多地杏面建咏筑和络地下那管线征；该区策间隧须道上蛛覆地牵层为卡冲积港层、骡残积过层和顺风化鄙岩层脚因此奏工程右施工服难度脚很大障；为了倒保证胆盾构晴机推愤进时堆的安稼全，劳防止纳周围疾已建跳构筑怖物的垮安全钳，必暑须对政其进知行监抚测和悔分析愉。第5节毕工程贺实例20元23查/5浑/1素341现场港监测掠内容①地表因沉降遇和地剪下管拐线安验全观召测。②地面绵房屋晚沉降海和倾蒙斜观暂测。③水位锐测试溜。④土体脖水平基位移刷监测允。⑤隧道榨沉降语、净盾空水会平收栽敛监林测。⑥玄武盖湖公示路隧拜道相充关监否测及击其他接盾构谜机掘喜进参遣数的勇采集训。第5节厦工程讽实例20全23池/5酿/1周342测点赛布置地表右沉降靠点在罢区间宇隧道庭两端予各50牌m范围伞内及答规划丑玄武卡湖隧决道、困金川与河地躬段沿烛隧道旷轴线田按10筛m间距刃布设雀，其才余地葱段按20净m间距克布设炼。地表虎横向仅沉陷祸槽测琴点按