1、技 術 方 案目 錄 一 工程概況 二 盾構推進對周邊環境影響程度的分析和估計 三 監測施工的依據 四 監測內容 五 監測技術方案 六 監測人員安排 七 技術及質量保證措施八 附圖 上海長興島域輸水管線工程盾構推進環境監測技術方案前言 科學技術的發展與試驗技術的發展息息相關。歷史上一些科學技術的重大突破都得益于試驗測試技術。因此，試驗測試技術是認識客觀事物最直接、最有效的方法，也是解決疑難問題的必要手段，試驗測試對保證工程質量、促進科學的發展具有越來越重要的地位和作用。測量技術在土建工程中同樣占有重要地位，它在各類工程建筑，尤其是在地下工程中已成為一個不可或缺的組成部分。隨著科學技術的發展，測

2、量的地位更顯關鍵和重要。早期地下工程的建設完全倚賴于經驗，19世紀才逐漸形成自己的理論，開始用于指導地下結構設計與施工。于是在重大或長大隧道中，及時掌握現場的第一手資料，進行動態分析，就成為施工控制的重要項目之一。因此施工量測項目顯得更加突出和重要。為了驗證設計和計算是否合理，運營是否安全，各種工程試驗與測試技術的研究和應用也越來越受到施工和科研工作者的重視。地下工程的設計，必須將現場監控量測列入設計文件，并在施工中實施。現場監控量測是判斷圍巖和隧道的穩定狀態，保證施工安全，指導施工順序，進行施工管理，提供設計信息的重要手段。掌握圍巖和支護動態，按照動態管理量測斷面的信息，正確而經濟的施工；量

3、測數據經分析處理與必要的計算和判斷，預測和確定到最終穩定時間，指導施工工序和實施二次襯砌的時間；根據隧道開挖后圍巖穩定性的信息，進行綜合分析，檢驗和修正施工前的預設計；積累資料，已有工程的量測結果可應用到其他類似的工程中，作為其他工程設計和施工的參考依據。 盾構在推進過程中必然會造成地面沉陷、位移現象，針對這種情況本監測工程設置了相應的監測手段，對在盾構推進過程中產生的各種變形進行實時監測。一 工程概況長興島域輸水管線工程位于長興島上，起點于牛棚圩以北的丁字壩附近，與青草沙水庫出水輸水閘井相接；終止于永和路以南120m左右的上海崇明越江通道東側綠化帶內，與長江原水過江管工作井相連。輸水管線總長

4、約10563.305m，其中東線長5280.993m，西線長5282.312m。全線最小平曲線半徑為R450m；最大縱坡為8.9。具體詳見下表。工程簡介表 施工工序，第一臺盾構自原水過江管工作井始發推進（東線）至中間盾構工作井進洞后盾構主機解體調頭，繼續西線隧道推進施工。第二臺盾構自中間盾構工作井始發推進（東線）至水庫出水輸水閘井進洞后盾構轉場回中間盾構工作井，繼續進行西線隧道推進施工。總體籌劃詳見下圖：二 盾構推進對周邊環境影響程度的分析和估算盾構推進引起的地層移動因素有盾構直徑、埋深土質、盾構施工情況等，影響地層移動的原因很復雜，其中隧道線形、盾構形狀、外徑、埋深等設計條件和土的強度、變形

5、特征、地下水位分布等地質條件是客觀因素。而盾構形式、輔助工法、襯砌壁后注漿、施工管理情況是主觀因素。地表沉降估算：盾構施工中引起的地表沉降，可用派克（peck）法估算。即假定盾構施工引起的地表沉降是在不排水情況下發生的，所以沉降槽的體積應該等于地層損失的體積，此法假定地層損失在隧道長度上均勻分布，地表沉降的橫向分布似正太分布曲線。地面沉降量的橫向分布估算公式為：式中：Smax最大沉降量（m），即隧道軸線中心處。 Vl盾構隧道單位長度地層損失量（m3/m）。 S（x）沉降量（m）。 i沉降槽寬度系數（隧道中心線至沉降曲線反彎點的距離m）。 Z地面至隧道中心深度。 土的內摩擦角。在已知盾構穿越的土

6、層性質、覆土深度、隧道直徑及施工方法后，即可事先估算盾構施工可能引起的地面沉降量，同時可及時地采取措施把影響控制在允許范圍內。在推進過程中根據盾構性能及監測數據及時調整施工參數，控制變形量，確保周邊環境的絕對安全，實現信息化施工。三 監測施工的依據3.1技術依據1) 上海長興島域輸水管道工程技術標卷（甲方提供） 2) 隧道設計平面圖、推進區間管線圖（甲方提供）3) <<城市測量規范>>( CJ8-99)4) <<工程測量規范>> (GB5002693)5) <<國家一、二等水準測量規范>> (GB/T128972006)6

7、) <<精密工程測量規范>> (GB/T1531494)3.2編制原則根據本工程監測技術要求和現場施工具體情況，本監測方案按以下要求進行編制： （1）及時反饋施工信息，并以此作為指導施工的依據；（2）施工軸線上方地表沉降、穿越水庫大堤、穿越主要道路（有鳳豐東路、潘園公路等），穿越在建和已建成的建（構）筑物（滬崇蘇通道地面道路段、潘園公路立交高架匝道、鳳豐東路地道敞開段、水庫大堤和民房等）為本工程監測及保護的主要對象；（3）監測過程中，采用的監測方法、監測儀器及監測頻率符合設計和規范要求，能及時、準確地提供數據，滿足信息化施工的要求。四 監測內容 根據工程所處地理環境及盾

8、構施工特點與要求，應甲方要求，結合我公司歷年來隧道施工監測經驗，經實地踏勘，本監測工程擬設以下監測內容：（1）隧道軸線上方地表沉降監測 （2）建（構）筑物沉降監測（3）道路與管線沉降監測五 監測技術方案5.1變形監測控制網的布設變形監測控制網的布網原則：1）變形監測控制網的起算點或終點要有穩定的點位，應布設在牢靠的非變形區，為了減少觀測點誤差的累積，距觀測區不能太遠。2）為便于迅速獲得觀測成果，變形監測控制網的圖形結構應盡可能的簡單。3）在確保變形監測控制網具有足夠精度的條件下，控制網應盡量布設一次全面網；在特殊條件下才允許分層控制。4）控制網設計時，應盡量采用先進技術，盡可能多的獲取變形數據

9、，特別是對絕對位移數據和時間信息。控制點便于長期保存。5）變形監測控制網應與隧道施工采用相同的坐標系統。5.2水準基準點與監測點的布設與檢驗水準基準點布設 以現有端頭井隧道水準點為依據，考慮施工工期及隧道施工影響范圍，本次監測基準點將沿隧道走向布設12組基準點，每組由34個基準點組成，定期（每15天）對基準點與絕對高程點進行聯測檢核。基準點布設與高程測量按照國標工程測量規范(GB5002693)中的規定執行。工作基準點布設與檢驗 工作基準點是直接用于對變形觀測點進行觀測的控制點，其埋設位置既要考慮到便于觀測，又要考慮它的穩定性，因此，本工程工作基準點擬個工作基準點，共布設70個工作基準點。為檢

10、測工作基準點穩定性，根據施工進度情況，擬每二周檢測一次，檢測時按國家二等水準測量規范觀測的技術要求進行往返觀測。 沉降監測點的設置（1)道路與管線監測點的設置布點原則如下：1）在施工前，先了解盾構推進沿線道路及地下管線情況，包括管線口徑、埋深、走向等。然后召開有管線管理部門參加的相關協調會，對沿線的道路及市政管線、建（構）筑物進行交底、清查、確認，根據管線情況制定相應的保護措施。2）對與軸線正交或斜交的管線，每隔6m設置一個變形觀測點，同時設幾道斷面觀測點，觀測地表變形量，將數據及時反饋施工人員，調整推進參數。 3）在推進試驗段，采集盡可能詳盡的數據，掌握在土層中推進的適宜的推進參數，同時控制

11、好軸線，為后續推進創造良好的條件。 4）在盾構穿越期間，有專職人員對需控制的管線進行沉降監測，及時觀察地面的變形情況。采用先進的通訊手段，將每一次測量成果,包括監測數據及時、準確地匯總給施工技術部門，以便于施工技術人員及時了解施工現狀和相應區域管路變形情況，確定新的施工參數和注漿量等信息和指令，并及時傳遞給盾構操作人員，使其及時作相應調整，最后通過監測確定效果，從而反復循環、驗證、完善，確保管線安全和隧道施工質量 。 5）盾構機穿越后，會存在一定量的后期沉降，必須繼續進行沉降監測，必要時采取補壓漿措施，支護土體。6）對沿線地下管線，經和管線單位、業主、監理單位協商后，采取各方都認可的保護措施。

12、施工前根據管線監測點布置圖，按管線單位要求進行監測點的埋設，并做好監測點的保護工作。同時加強沿線巡視，發現問題及時解決。對重要的管線根據需要跟蹤監測。并把監測信息及時反饋給各管線單位。在隧道推進區上方，為了更直接地了解盾構施工對管線的影響程度，對軸線兩側各10m范圍內各種管線的設備點（如閥門井、抽氣井、人孔、窨井等）進行直接監測，在管線單位的監控下確保管線的安全。及時了解管線的沉降速率及沉降量，并控制在允許的范圍內。地下管線埋深一般在地表以下13m范圍內，對重要管道在有條件允許的情況下開挖布設直接監測點，測點布設數量根據實際情況而定。在管線密集區域需加密測點。測點編號根據管線單位要求采編，如：

13、煤氣用M，電力用D，上水用S，市話用T等。對無法利用現有設備點的管道監測，則使用道釘在其旁邊布設測點，以反映推進施工對其影響。在盾構推進期間，監測頻率根據施工進度和管線變形速率的大小適當調整，一般2次 / 天。監測點具體位置見點位布置圖。 （2）建（構）筑物沉降監測點設置在掘進施工中應發揮隧道股份的技術優勢，通過施工實踐不斷優化盾構推進參數控制地表沉降，減少對建筑物的影響，同時充分利用盾構施工的特點和優勢，嚴密進行地表沉降監測，及時調整盾構掘進參數，不斷完善施工工藝，將施工后地表最大形變控制在最小范圍內。為此，在推進過程中穿越建筑物，要保證這些建筑物的安全，必須加強監測。為了及時反映隧道推進區

14、上方建筑物變形情況，需在隧道軸線兩側20m范圍內建（構）筑物上設置沉降監測點。測點標志采用墻面標志，采用沖擊鉆成孔，然后用水泥將墻面標志封牢,具體測點數量視現場情況而定。由于該區間內部分建筑物年代久遠，測點布設應根據建筑物的基礎形式、年代遠近酌情而定。對于沿線中的重要建筑物需要進行重點監測，即測點進行加密處理，盾構穿越建筑物時在影響范圍內的建筑物的外墻角、門窗邊角、建筑物等突出部位布設沉降觀測點，觀測建筑物在盾構穿越前后所發生的變化。在施工前在隧道沿線巡視、觀察，若發現先天裂縫，應采取貼石膏餅的方法觀測裂縫的后期變化，并拍照存檔。測點編號以“F”表示，如F01、F02Fn等。測點布置如下圖：（

15、監測點具體位置見點位布置圖）圖2建筑物測點布置示意圖 （3）軸線地表監測點及斷面監測點的設置根據隧道控制點，先放樣軸線。本工程中，先將整個盾構的推進軸線放于實地。在軸線上布設沉降監測點。正常區域4環（6 m）布置1點，同時在軸線走向上每40環（60 m）布置1條監測斷面，在軸線左右兩側設點，斷面測點間距為距離軸線2m、4m、7m、11 m。出、進洞段在條件允許以及確有必要的情況下擬酌情布設深層沉降點（標準地表樁），深度為11.5m左右。軸線點編號，直接以環號作為點號；斷面點編號，根據斷面點所處軸線的方向，以E（東）、W（西）、S(南)、N（北）表示。 以上各監測點在硬地坪（如混凝土、柏油路面）

16、上采用統一定制的鐵制道釘布設，本工程中將穿越農田等較松軟區域，則采用統一加工的木樁夯入地下做為監測點，據歷年來隧道推進環境監測的經驗及現正在監測施工的長江隧道監測，完全能反映地表及管線的沉降情況，以保證推進施工周邊環境的安全。 出洞段（試推進段）前100m為監測重點。監測區縱向長100m（約67環），橫向寬25m。沿隧道中心線每4.5m（3環）布置1個沉降監測點，沿隧道縱向設5排監測斷面，分別在12環、24環、30環、40環、50環處布設斷面，主要監測隧道中心及盾構推進中心區域的地表變形情況。每一監測面橫向上在軸線兩側布置沉降點9個（包括軸線點），斷面測點間距為距離軸線2m、4m、7m、11

17、m主要測試盾構推進對周圍環境的影響范圍以及為繪制完整的沉降槽提供比較完整、合理的數據，以便及時調整盾構施工參數。（4）特殊工況監測點的設置滬崇蘇通道地面道路段在穿越段前后50m范圍內，每隔5m通道路面兩側各布置一個沉降觀測點，施工中利用該觀測點來實行沉降監控，即可以測累計沉降，又可以測通道兩側土體差異沉降。對于鳳豐東路下立交地道、水庫大堤等均以該種方法進行重點監控。對于潘園立交橋墩樁基和民房等則主要以建筑物上布設直接點進行沉降監控。穿越水庫大堤保護措施：針對穿越影響比較大的水庫大堤，將采用加強監測點的布設、提高監測頻率等措施對其加強監控。為此沿軸線縱向堤壩處布3條橫斷面，加密布設沉降監測點；橫

18、向斷面布點為推進軸線中心處布一點，左右各布4點，斷面測點間距為距離軸線2m、4m、7m、11 m在上述需重點加密監測的區域內布設沉降監測點時，視不同環境地質情況宜采用不同的布設材料及方法。5.3監測方法監測方法1)平面控制測量在盾構推進區域內布設二級導線網，采用全站儀與甲方提供的平面控制點進行聯測，所布設的二級導線點作為工作點。 2）軸線放樣利用二級導線控制點進行導線加密，用全站儀采用極坐標法或交會法放出各軸線點，并在1：500的線路平面圖上清晰標出監測點位置，形成詳細的點位布置圖提交有關各施工方。3）高程測量（沉降測量）本工程采用絕對高程系統，對水準基準點進行全線聯測。以工作基準點為起始點，

19、用精密幾何水準測量方法，按二等測量要求測定各測點的高程值，比較相鄰周期高程值的差即為本次變化量，與初始高程值比較其差即為累計變化量。施測過程中嚴格按照國家二等水準測量規范執行，讀數采用后-前-前-后方式進行野外數據采集。水準路線按閉合或附合形式進行，閉合差或附合差不大于0.5Ö N mm，其中N為測站數。測量要求1）為保證數據的準確性，測量儀器須經儀器檢定部門嚴格檢定方可使用，并定期進行儀器i角檢校，一般兩周校一次，i角控制在15以內。2）觀測按二等水準測量要求采用單路線往返測量，同一人觀測；同一儀器測量；同一標尺；同一道路進行。3）測站的設置視線長度不得大于40m。前后視距差不得大

20、于1.0m。任意一測站上的視距差累計值不得大于 3.0m。4）測量精度（誤差數值均以絕對值計）：高程測量誤差0.5mm。5.4監測儀器及設備全站儀：拓普康GTS-N3002型，精度為測角2，測距2+2ppm；如下圖示：水準儀：采用DSZ2水準儀，配FS1測微器，精度為±0.7mm/Km，測微器最小值讀數為0.1mm，估讀到0.01mm。水準標尺：2m、3m銦鋼標心尺； 記錄設備：PC-E500S電子手簿；資料處理：采用多媒體電腦配HP彩色打印機。5.5 監測周期監測工作必須隨施工需要實行跟蹤服務，為確保施工安全，監測點的布設立足于隨時可獲得全面信息，監測頻率必須根據施工需要跟蹤服務，

21、每次測量要注意輕重緩急，在盾構出洞時要加密監測頻率直至跟蹤監測，具體如下：（1）在盾構出洞前布設監測點，取得穩定的測試數據，在盾構出洞后即開始連續跟蹤監測，監測頻率可根據工程需要隨時調整，以滿足保護環境的要求。（2）離洞口100米范圍內，在盾構推進過程中，進行跟蹤監測，提高監測頻度，及時提供監測數據，優化施工參數。（3）監測頻度在正常情況下為每天12次，若有異常或突變則增加次數。 （4）每個點從盾構切口到達前30米開始監測，測點脫離盾尾后，要加強對長期沉降的跟蹤監測，至少持續2個月，在沉降量小于±0.2mm/天，則停止監測。(5) 在盾構到達滬崇蘇通道地面道路段前50m開始監測，頻率

22、為4次/天；盾構穿越滬崇蘇通道地面道路段過程中，增加監測頻率至2小時一次；盾構完成穿越后，繼續保持跟蹤監測，維持4次天，根據數據變化降低監測頻率，直至完全穩定后停止監測。(6) 整個工程結束后進行全線復測。5.6監測報警值的確定1）報警值確定的原則（1） 滿足設計計算的要求，不能超出設計值。（2）滿足測試對象的安全要求。（3）對于相同的測試對象，應針對不同的環境及不同的施工因素而確定。（4）滿足各保護對象主管部門提出的要求。（5）滿足現行相應規范、規程要求。2）報警值的確定以下警戒值供業主參考：（1）地表最大隆沉量范圍+10mm-30mm，速率23mm/12小時。大堤差異沉降按照相鄰沉降點的累計沉降之差與沉降點點間距之比1/250的報警值執行。達到報警值后立即上報防汛指揮部及大堤管理所等單位。（2）剛性管線的允許張開值D6mm，因此