盾构隧道监控量测技术--罗于恺共19页

毕业设计隧道施工监控测量工作摘要1964年日本建成世界上第一条高速铁路，世界高速铁路发展经历了三次高潮，最有代表性的国家是日本、法国、德国、意大利等。

我国高速铁路起步晚，但起点高、发展快，通过引进国外核心技术、消化吸收再创新，初步具备了建设高速铁路的能力，迎来了我国高速铁路建设新时代。

由于隧道工程的特殊性、复杂性和隧道围岩的不确定性，对隧道围岩及支护结构进行监控量测是保证隧道工程质量、安全的必不可少的手段。

通过量测，及时对隧道个别围岩失稳趋势的区段提供了预报，为施工单位及时调整支护参数以及合理确定二次衬砌时间提供了可靠的科学依据。

通过大量量测发现隧道开挖及初期支护后大约30d围岩基本上稳定，于是建议施工单位及时施作二次衬砌。

同时由于监控措施得当，及时的指导施工和修改设计，从而保证了隧道施工的安全、经济、收到了良好的效果。

但由于监控量测工作是一项具体而又复杂的工作，在实际过程中尚需不断积累经验和完善相关理论。

此论文是本生于2011年09月～2011年11月于湖南理工职业技术学院对曾在“中铁二十二局沪昆客专贵州段12标第二项目部从事监控量测工作”而撰写。

关键词：隧道施工，监控量测，地表沉降，数据处理目录第一章工程概况 (3)1.1工程概况 (3)1.1.1工程概况 (3)1.1.2主要工程数量 (3)1.1.3沿线地形地貌 (4)1.2工程地质及水文特征 (4)1.2.1工程地质 (4)1.2.2水文地质条件 (4)1.3 地震动参数 (4)第二章人员仪器配置 (6)2.1监控量测人员配备 (6)2.2监控量测仪器配备 (6)第三章监控量测基本规定 (7)3.1监控量测设计内容 (7)3.2对施工单位要求 (7)3.3现场监控量测工作主要内容 (7)3.4注意事项 (7)第四章监控量测技术要求 (9)4.1一般规定 (9)4.1.1监控量测应达到下列目的 (9)4.1.2 监控量测设计因素 (9)4.1.3监控量测实施细则 (9)4.2监控量测项目 (10)4.3监控量测断面及测点布置原则 (10)4.4监控量测频率 (12)4.5监控量测控制基准 (13)4.6监控量测系统及元器件的技术要求 (16)第五章监控量测方法 (17)5.1一般规定 (17)5.2洞内、外观察 (17)5.3变形监控量测 (17)5.4控制点的保护 (19)第六章监控量测的具体实施过程 (21)1．隧道内的数据采集 (21)2．对采集的数据进行的处理 (23)致谢 .......................................................................................................................... 错误！未定义书签。

盾构隧道施工中监控量测的应用浅析摘要:本文对监控量测技术在盾构隧道工程中的应用进行了介绍，对土体介质、隧道变形、地表建筑物等多个方面的监测方法做了阐述，并结合盾构施工的特点浅析数据处理及反馈，希望对同类项目有所借鉴。

关键词:盾构隧道，监控量测，数据分析1、前言在隧道施工中，实施监控量测可以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及扩散，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，根据地表监测成果及时反馈信息指导和控制施工。

盾构掘进施工会扰动土体，反映到地面可能会引起引起地面建筑物开裂、沉降、隆起等状况。

为了及时准确地掌握盾构工程施工时周边环境和建筑物的沉降、变形以及保证周边环境的安全，及时发现可能存在的危险并采用相应措施，必须在施工中要对监控量测加以重视。

2、盾构隧道施工监测2.1、土体介质的监测(1)地表沉降地表沉降量是在沉降测量区域埋设地表桩，采取常规的水准测量方法。

地表桩设置沿盾构隧道的轴线每隔2~5m设一测点，适当布置几排横向地表桩，测量盾构施工引起的横向沉降槽的变化。

(2)土体沉降和位移监测盾构施工引起的深层土体的沉降和位移量可了解土层被扰动的范围和影响程度，土体沉降量采用分层沉降仪，土体深层位移采用测斜仪，两者可共用一个测孔和测管。

(3)土体应力和孔隙水压力盾构掘进对土体的挤压作用破坏了土体结构，使土中应力和孔隙水压力增大，对土应力和孔隙水压力的量测，能了解盾构的施工性能，对土层的扰动程度及预测固结沉降量，量测数据的反馈后，可即使调整施工参数，减少对土层的扰动，土应力和孔隙水压力量测元件的埋设采取钻孔埋设法，测点埋设在隧道外围。

2.2、隧道变形监测(1)隧道沉降及水平位移监测为了准确地监测到隧道的位置变形情况，比较先进的测量方式一般采用自动跟踪全站仪与多个反射棱镜布设，对已成型的管片环进行自动、定时的监测，并通过电缆传送至计算机系统，实现沉降量和水平位移的同步采集和分析。

盾构工程监控量测措施1 监测目的在盾构推进过程中，因对原土的破坏，导致土体内应力的变化，引起周围土体及建筑物基础发生变形。

为检验设计形变、力变参数，并对形变参数进行控制以及对地下管2 监测项目1、地面变形监测2、地面建（构）筑物调查及沉降监测3、隧道收敛变形监测4、拱顶下沉观测3参考依据1、《某市地铁五号线xx至xx线路工程岩土工程勘察报告》2、《某市地铁五号线xx至xx线路工程岩土工程勘察报告》3、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》(GB50308-1999)4、《工程测量规范》(GB50026-93)5、《铁道隧道施工规范》(TB10204-2002)6、《城市测量规范》(CJJ 8-99)4具体实施方法4.1 建立监测网误差±地下管线监测布设示意图4.2.2 地面建（构）筑物调查及沉降监测根据某市城建勘察院提供的资料和现场踏勘情况，结合线路的埋深情况，需要监测的建筑物有：华龙饭店，国泰证券某市营业部。

地面建（构）筑物沉降监测是通过测量建筑物基础相对沉降的方法来确定建筑物的倾斜：由相对沉陷与两点间距离之比换算成倾斜角。

首先在需要监测的建筑物的四个墙角各埋设精密水准点观测标志。

利用建立好的精密水准网，用附合水准环线测出已埋设好的精密水准点观测标志的水准数据。

以此数据作为初始值，控制施工过程的建筑物沉降监测。

使用仪器为：DNA03精密水准仪、铟瓦尺。

按国家二等水准测量技术要求作业。

精度要求：附和闭合差0.8√Lmm。

建筑物的裂缝监测需要在工程施工前，观测建筑物的已有裂缝，布设量测标志，进4.4 监测频率4.5 监测管理在信息化施工中，监测后及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测对象的稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。

根据以往的经验，以《铁路隧道施工规范》的Ⅲ级管理制度作为监测管理方式。

U--实测位移量；U0 ---最大允许值。

盾构施工测量及监控量测1、盾构施工测量在盾构始发前及始发后100m，立即组织公司精测队根据业主提供的工程定位资料和测量标志资料，对所给导线网、水准网及其它控制点进行复测，同时测设施工过程中使用的固定桩，并将测量成果书报请监理工程师及业主审查、批准。

1.1引测近井导线点利用业主及监理批准的测量成果书由我方精测队以最近的导线点为基点，引测至少三个导线点至每个端头井附近，布设成三角形，形成闭合导线网。

1.2引测近井水准点利用业主及监理批准的水准网，由精测队以最近的水准点为基点、将水准点引测至端头井附近。

每个端头井附近至少布设两个稳定的测点，以便相互校核。

1.3盾构井联系测量（1）平面坐标传递用盾构井联系测量法将地面坐标及方向传递到盾构隧道中，见下图。

竖井联系测量法坐标传递示意图（2）高程传递用鉴定后的钢尺，挂10kg重锤，用两台水准仪在井上井下同步观测，将高程传至井下固定点。

如下图所示：高程传递示意图1.4井下控制测量（1）井下平面控制测量以竖井联系测量的井下起始边为支导线的起始边，沿隧道设计方向布设导线，直线段导线边长≥200m，曲线段导线边长≥100m布设控制点。

导线采用左右角观测，圆周角闭合差≤2″。

（2）井下水平控制测量以竖井传递的水准点为基准点，沿隧道直线段每100m左右布设一固定水准点，曲线段每50m左右布设一个。

按国家三等水准测量规范施测，相邻测点往返L L测闭合差≤3mm，全程闭合差≤8mm（L为全程长度，单位：km）。

1.5盾构推进测量盾构推进测量以导向系统为主，辅以人工测量校核。

导向系统图1.6盾构隧道及管片轴线控制管理（1）测量人员应在导站测量一天（或15环）内对导向控制点进行复核，并将复核结果报监理单位和控制测量单位审核、备案。

（2）盾构施工中每推进80环，测量人员应对成型管片的轴线进行测量，并将测量结果报监理单位和控制测量单位审核、备案。

（3）盾构施工过程中，每次导站测量均须进行人工复核，严禁使用自动导站。

隧道工程中监控量测技术及应用摘要：在时代的快速革新下，我国综合实力迅速增长，带动了国民经济的稳步提升，人们生活质量越来越高，对出行的要求也愈来愈严格，使得隧道工程在全国各地展开，建设数量不断增多。

自上世纪八十年代末，对于隧道工程相关技术的研究，就已经有了眉目，其中新奥法就是应用最多的一种隧道工程技术，在隧道施工检测中应用新奥法，能使隧道施工效率及质量得到有利保障，使隧道施工质量达到最佳。

基于此，本文将针对隧道工程中监控量测技术及应用予以更深层次地探讨，以期能为相关业界人士提供一些有价值的参考，从而为我国隧道工程的长足发展贡献绵薄之力。

关键词：隧道工程；监控量测技术；应用前言：在经济社会迅猛发展下，我国交通事业取得了前所未有的进步，隧道工程的建设数量也在日益增多。

隧道工程与普通工程相比具有复杂性高、难度大的特点，且工程中遇到的不确定因素也相对较多。

作为隧道施工中不可缺少的一项重要技术，监控量测对于保护施工人员安全、隧道施工稳定性具有十分重要的使用。

在隧道工程实际开展中，量测工作能实现对整个工程的监视，使工程建设中的问题被及时发现和解决，是保证隧道安全施工的关键手段。

因此，本文以隧道施工为依托，将针对隧道施工中监控量测技术的应用予以进一步研究和探讨，旨在为我国隧道工程的顺利开展保驾护航。

1隧道测量概述第一，地面控制测量目前隧道工程的地面控制，在设计阶段，通常采用GPS全球定位系统解决平面问题，而高度部分(进一步研究待定)仍直接测量。

在区域(不太长)中，电磁放电和高通线(用于计算闭合、附着导线的更紧密匹配)将以完整的桩号进给进行布线。

在设计单元中，还必须对入口和出口开口进行密封管道控制，以满足每个入口和出口椭圆值，每个值都有三个加密控制点。

同时，设计者和所有者提供的控制数据必须在最高级别进行验证：验证、验证精度和结果错误。

此外，还可以建立一个区域独立的设计控制网，以确保区域内的精度并满足通道精度要求。

哈尔滨地铁一号线九标盾构区间隧道监控量测方案一、工程概况本标段设计为两段区间。

第一段区间从南直路站向东沿桦树街直行至哈尔滨东站站，设计区间里程SK16+618.485～SK17+133.428总长约514.943m。

区间沿线主要为多层建筑物，地下管线较多，路面交通繁忙，区间隧道纵坡为“V”型坡，最大坡度9.3‰，平面为直线。

第二段区间从交通学院站出站后向东以R=350m的曲线斜穿太平公园，横穿宏伟路，再以R=450m的反向曲线转向南直路站。

设计区间里程为SK15+746.436～SK16+438.485,总长约692.049m。

隧道地质多为沙层和粉沙层，土质松散土体自稳能力差，盾构隧道掘进过程中对土体的扰动较易反映到地表土体及周边建（构）筑物上。

二、编制依据1．《地下铁道、轨道交通工程测量规范》（GB 50308—2008）2.《工程测量规范》（GB50026--93）3.《建筑变形测量规程》三、盾构隧道监测根据区间隧道穿越建（构）筑物及地面情况，结合盾构施工特点考虑施工过程会对地层产生扰动，有可能引起地表、管线、高架桥等的沉降。

故根据区间隧道穿越建（构）筑物及地面情况，结合盾构施工特性确定以下监测方案：1、在盾构试掘进100m范围内,每10m设一断面，其中每一断面设9个监测点，并且在线路中心线上方（含左右线）纵向每5m埋设一个监测点；在试掘进50m 附近处埋设分层土体沉降监测点和土体位移监测点（埋设倾斜管）。

2、其余地段根据具体情况酌情埋点，一般间距30ｍ设1个监测断面，同时在线路中心线正上方一般间距5m埋设一个监测点，在各监测断面中根据实际情况，分埋设主副两种监测断面形式，即当线路中线周边属于敏感地段，诸如交通密集型道路，或高建（构）筑物分布较为密集的区域，则应严格按照规范规定埋设监测断面，此种情况下称为主断面；反之，若线路（含左右线）上方均为空旷地段，或者仅单线上方属敏感地段，可根据实际情况酌情布设监测断面和监测点，一般较主断面情形下的断面监测点数少若干，同时断面间距略长于主监测断面间距。

隧道施工监控量测技术一、现场量测内容(一)量测目的(1)掌握围岩力学形态的变化与规律；(2)掌握支护结构的工作状态；(3)为理论解析、数据分析提供计算数据与对比指标；(4)为隧道工程设计与施工积存资料。

(二)监测项目与内容1.地质与支护状态现场观察：开挖面邻近的围岩稳固性，围岩构造情况，支护变形与稳固情况，准确掌握围岩情况。

R，变形模量E，粘聚力C，内摩擦角ϕ，泊松2.岩体(岩石)力学参数测试：抗压强度b比μ。

3.应力应变测试：岩体原岩应力，围岩应力、应变，支护结构的应力、应变。

4.压力测试：支护上的围岩压力，渗水压力。

5.位移测试：围岩位移(含地表沉降)，支护结构位移。

6.温度测试：岩体(围岩)温度，洞内温度，洞外温度。

7.物理探测：弹性波(声波)测试，即纵波速度v p、横波速度v s、.动弹性模量E d、动泊松比μdp。

以上监测项目，通常分为应测项目与选测项目。

应测项目是现场量测的核心，它是设计、施工所必需进行的经常性量测。

选测项目是由于不一致地质、工程性质等具体条件与对现场量测要取得的数据类型而选择的测试项目。

由于条件的不一致与要取得的信息不一致，在不一致的隧道工程中往往使用不一致的测试项目。

但关于一个具体隧道工程来说，对上述列举的项目不可能全部应用，只是有目的地选用其中的几项。

隧道工程的量测项目如表7-5-1所示。

表中l~4项为应测项目，5~11项为选测项目。

二、量测方法这里介绍几项要紧量测项目的量测方法。

(一)地质素描与隧道施工进展同步进行的洞内围岩地质(与支护状况)的观察及描述，通常称之地质素描。

它是隧道设计与施工过程中不可缺少的一项重要地质详勘工作，是围岩工程地质特性与支护措施的合理性的最直观、最简单、最经济的描述与评价。

配合量测工作对代表性断面的地质描述，应全面准确，如实反映情况。

通常应包含对下列内容的描述：l.代表性测试断面的位置、形状、尺寸及编号；2.岩石名称、结构、颜色；3.层理、片理、节理裂隙、断层等各类软弱面的产状、宽度、延伸情况、连续性、间距等；各结构面的成因类型、力学属性、粗糙程度、充填的物质成分与泥化、软化情况；4.岩脉穿插情况及其与围岩接触关系，软硬程度及破碎程度；5.岩体风化程度、特点、抗风化能力；6.地下水的类型、出露位置、水量大小及喷锚支护施工的影响等；7.施工开挖方式方法、锚喷支护参数及循环时间；8.围岩内鼓、弯折、变形、岩爆、掉块，坍塌的位置、规模、数量与分布情况，围岩的自稳时间等；9.溶洞等特殊地质条件描述；10.喷层开裂起鼓、剥落情况描述；11.地质断面展示图(1:20~1:100)或者纵横剖面图(1:50~1:100)。