第12章-地铁盾构隧道施工监测.pptVIP

第12章 地铁盾构隧道施工监测 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 12.1 概述 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。 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。 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。 12.2 施工监测内容与方法 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。 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。 地表沉降监测 地表沉降监测是采取精密水准测量的方法测量地铁盾构隧道上方地表的标高。 在沉降测量区域埋设地表桩，地表桩一般沿盾构隧道的轴线每隔3～5m设置一个，同时，适当布置几排横向地表桩，便于测量盾构施工引起的横向沉降槽的变化。 在远离沉降区域，并沿地铁隧道方向布设监测基准点，并进行基准点联测。 按照监测方案规定的观测频率，用精密水准仪进行测量，并计算每次观测的地表桩高程。 如果地铁盾构隧道上方是道路，在进行道路沉降观测时，必须将地表桩埋入地面下的土层里，才能比较真实地测量出道路的沉降。 如果地铁盾构隧道上方有地下管线，在监测时，对重点保护的管线，应将测点设在管线上，并砌筑保护井盖，一般的管线可在其周围设置地表桩进行监测。 土体沉降和深层位移监测 监测盾构施工引起的土体分层沉降和深层位移量可了解土层被扰动的范围和影响程度。 土体分层沉降是指土层内离地表不同深度处的沉降或隆起，通常用磁性分层沉降仪量测。 土体深层位移是指土层不同深度的水平位移，通常采用测斜仪进行测量。 土体沉降和深层位移监测都是在隧道两边或底部钻孔预埋测管，两者可共用一个测管。 土体回弹测量 在地铁盾构隧道掘进中，由于卸除了隧道内的土层，因而引起隧道内外影响范围内的土体回弹。 土体回弹测量就是测量地铁盾构隧道掘进后相对于地铁盾构隧道掘进前的隧道底部和两侧土体的回弹量。 一般是在盾构前方埋设回弹桩，观测施工过程中底部土体的回弹量，其具体的测量方法可以采用精密几何水准测量的方法进行。 埋设回弹桩时，要利用回弹变形的近似对称性，应埋入隧道底面以下20~30cm，根据土层土质的情况，可采用钻孔法或探井法。 土体应力和孔隙水压力测量 对土体应力和孔隙水压力测量，能了解盾构的施工性能，了解盾构的施工对土层的扰动程度以及预测固结沉降量，可及时调整施工参数，减少对土层的扰动。 土体应力和孔隙水压力测量主要是采用钻孔埋设法埋设土应力盒和空隙水压力探头等传感器。 利用这些传感器获取土体的温度和水压力，