昆明軌道交通首期工程【行政中心站～呈貢南站站】盾構區間土建工程盾構始發井施工監控量測方案編制：審核：批準：中鐵隧道集團有限公司廣州市軌道交通六號線東黃盾構區間項目經理部二ＯＯ六年五月目錄1．編制依據 -1-2．工程概況 -1-2．1平面概況 -1-2．2工程地質、水文地質 -1-2．2．1工程地質 -2-2．2．2水文地質 -3-3．監測目的 -4-4．監測項目與測點布置 -4-5．監測控制標準及監測頻率 -5-5．1監測控制標準 -5-5．2監測頻率 -6-6．監測方法 -6-6．1地表沉降監測 -6-6．2地表建筑沉降與傾斜觀測 -8-6．3圍護結構水平位移監測 -9-6．4土體水平位移監測 -10-6．5錨索軸力監測 -10-6.6地下水位監測 -11-6.7爆破振動監測 -11-7．信息化施工管理程序 -12-7．1監測數據的處理及反饋 -12-7．2監測管理體系 -14-7．3提交的監測成果 -14-7．4監控量測組織機構和設備 -14-7．5監控量測質量、安全文明保證措施 -16-7．5．1監控量測質量保證措施 -16-7．5．2監控量測安全文明保證措施 -16-7．6突發情況下的監測應急措施 -17-1．編制依據（1）廣州軌道交通六號線【東湖站～黃花站】盾構區間工程初步設計；（2）《地下鐵道設計規范》（GB50157-2003）；（3）《地下鐵道、輕軌交通工程測量規范》（GB50308-1999）；（4）《地下鐵道工程施工及驗收規范》（GB50299-1999）；（5）《建筑變形測量規程》（JBJ/T8-97）；（6）《建筑結構荷載規范》(GB50009-2001)；（7）廣州地鐵工程“質量驗收標準（辦法）”；（8）其它相關資料及規范；2．工程概況2．1平面概況廣州地鐵六號線盾構5標段【東湖站～黃花崗站】盾構區間位于廣州市東山區，由東湖盾構始發井（兼軌排井）、【東湖～東山口】、【東山口～區莊】和【區莊～黃花崗】三個盾構區間構成。東湖站盾構始發（軌排）井里程YCK13+584.009－YCK13+632.262，采用明挖法施工，全長48.253m，始發井位于R=300m的圓曲線上，軌排井位于緩和曲線上。其中盾構始發井（YCK13+615.262－YCK13+632.262）基坑尺寸為，長15m，寬25.9m，深度為29.35m；軌排井長31.658m，寬21.01m，深度為27.95m。本段圍護結構采用厚1000mm的地下連續墻+預應力錨索，連續墻底位于微風化地層。始發井地下連續墻墻底高程-25.19m，嵌入基底深度為2.5～3.07m；軌排井墻底高程-23.3m，嵌入基底深度為2.487～2.55m。盾構井端頭采用φ600mm@450mm的密排攪拌樁加固，基坑周邊連續墻兩側各采用兩排φ盾構吊入孔設置3層內支撐。始發井及軌排井段采用10道預應力錨索作為永久支護（吊入孔處除外），錨索長度11～32.5m，錨索錨固段長6～15m。2．2工程地質、水文地質2．2．1工程地質【東湖～東山口】盾構區間上覆第四系為人工填土層、沖積－洪積砂層、土層、淤泥質土和殘積土層，其中砂層在東湖范圍厚度較大，軟土埋藏在淺部，且厚度較薄，殘積土層在東湖一帶缺失，在東山口一帶則厚度較大。下伏基巖白堊系上統東湖段河西濠段紅色碎屑巖，風化程度不均一，軟硬夾層較多。【東山口～區莊】盾構區間上覆第四系土層厚度為5.50米～13.20【區莊～黃花崗】盾構區間上覆第四系土層厚度變化較大，厚度為5.30～18.40米，下伏基巖為白堊系上統大塱山組黃花崗段地層，風化較強烈且不均一，軟硬夾層較多，巖面起伏較大。地層狀況和巖性見表2-2-1，地質剖面圖見各區間地質剖面示意表2-2-1區間地層分層及各層性狀地層編號巖層名稱地層描述<1>人工填土主要為雜填土，顏色為雜色、褐灰色。組成物較雜，有粘土、砂石、砼塊、磚塊、瓦碎塊等建筑垃圾及生活垃圾，欠壓實～稍壓實，松散～稍密狀。該層普遍分布于沿線地表。<2-1A>淤泥或淤泥質土層（Q4mc）呈不連續分布，屬高壓縮性欠固結軟土，滲透性較差。厚度為0.80～8.00m，平均厚度為2.84m。<2-1B>淤泥質粉細砂層（Q4mc）呈不連續分布，屬高壓縮性欠固結軟土，滲透性較差。厚度為0.40～7.80m，平均厚度為2.79m。<3-1>陸相沖-洪積砂層Q3alpl灰白、灰黃色、淺黃白色等，飽和，松散～稍密，石英質粉細砂為主，不均勻含粘、粉粒，局部含有機質，偶夾淤泥質土極薄層。。該土層分布基本連續，層厚1.40～12.00m，平均厚度4.81m。<3-2>陸相沖-洪積砂層Q3alpl灰白、灰黃色等，飽和，稍密～中密，以石英質中粗砂為主，局部含石英細礫，含少量粘粒。厚度0.50～14.60m，平均厚度2.73m。<4-1>沖-洪積土層Q3alpl黃灰色、暗褐色，濕，中密，以粉粒，粘粒為主。間斷分布，厚度為2.00～3.30m，平均厚度為2.65m。<4-2>沖-洪積土層Q3alp灰褐色、深灰、灰黑色，不均勻含細粉砂及腐木塊，有腥臭味，飽和，軟塑狀態。厚度2.00～5.00m，平均厚度為3.50m。<5-2>紅層硬塑狀粉質粘土、中密狀粉土灰白色、褐紅色等，稍濕，硬塑狀粉質粘土或中密狀粉土，由下伏白堊系基巖風化殘積而成，浸水易軟化。該土層主要分布在第四系地層底部，風化基巖面以上，分布不均勻，呈透鏡體狀產出，層厚0.90～11.30m，平均厚度3.14m。<6>全風化巖帶呈堅硬土狀粉質粘土或密實狀粉土，主要由泥巖、砂巖、含礫粗砂巖組成。該風化巖帶本區段內分布不連續，層厚0.50～10.10m，平均厚度2.85m。<7>強風化巖帶巖石組織結構強度很低，巖石結構較疏松該風化巖帶連續分布，厚度變化較大，巖面形態很不穩定，層面欺負變化大。該層層厚為0.70～19.50m，平均厚度5.06m。<8>中風化巖帶呈碎塊狀，短柱狀，輕擊易碎，局部層間夾強風化巖薄層。分布連續，厚度變化大，形態極不規則。該層厚度0.60～16.20m，平均厚度5.87m。<9>微風化巖帶層間局部為中風化巖薄層，巖質較堅硬，屬較軟巖～較硬巖，為易軟化巖石。該風化巖帶巖面起伏較大。揭露層厚1.20～23.48m，平均8.82m。2．2．2水文地質地下水按賦存方式分為第四系孔隙水、基巖風化裂隙水。在天然狀態下，基巖風化裂隙含水層主要接受第四系含水層的滲入補給、越流補給為主。由于殘積土、全風化的相對隔水作用，本含水層大多具有一定的承壓性，其承壓水頭一般與第四系含水層相近。在地鐵施工和運營時這類含水層的主要威脅來源于側向動力補給。隧道洞身地下水不甚豐富。場區地下水對混凝土結構無腐蝕性，鋼筋混凝土中的鋼筋及鋼結構具弱腐蝕性。3．監測目的始發井采用明挖法施工，其圍護結構設計為地下連續墻與預應力錨索相結合的方式。在基坑開挖過程中，基坑內外的土體由靜止土壓力轉為主動土壓力或被動土壓力，應力狀態的改變將導致基坑圍護結構產生位移和變形。當這些位移量達到一定界限，必然對基坑的圍護結構產生破壞，直接威脅施工及結構安全。同時，這些位移情況也是判斷基坑圍護結構穩定狀況的重要依據。因此，為保證本區段施工及結構安全，需要建立一套嚴密、科學的監控量測體系，對基坑圍護結構、基坑周圍土體，全過程追蹤基坑周邊的變形情況。分析、判斷、預測施工中可能出現的情況，消除各種隱患，并將施工對周圍環境的影響降到最小程度。監測的目的及意義主要有以下幾方面：（1）積累經驗，為提高工程的設計和施工的整體水平提供依據。（2）施工過程中對周圍房屋及構筑物沉降和傾斜監測及地面、管線沉降監測確保周圍房屋、構筑物及管線在施工過程中的安全，以及行車路面的車輛安全運行。（3）通過監控量測，收集數據，為以后的工程設計,施工及規范修改提供參考和積累經驗，并可以和計算結果比較，完善計算理論。4．監測項目與測點布置監控量測的項目主要根據工程的重要性及難易程度、工程地質和水文地質、基坑深度、圍護結構形式、施工方法、工程周邊環境等綜合而定。根據本標的招標文件、施工圖及廣州市工程建設規范《建筑地基基礎設計規范》和《地下鐵道、輕軌交通工程測量規范》的規定和要求，盾構始發井監測項目見表4-1-1，監測點布置見附圖：“東湖站～黃花崗站盾構區間始發井測點平面布置圖”。表4-1-1盾構始發井監測項目表序號監測項目位置或監測對象測點布置原則監測儀器監測精度監測頻率1地表沉降基坑外30m的范圍沿基坑周圍地面布置沉降觀測點，測點間距2～5m。N3精密水準儀，銦鋼尺等0.1m基坑開挖時1次/天；主體結構施工時1次/2天；基坑回填2次/周2建筑物沉降及傾斜需保護的建（構）筑物受影響的建筑物轉角處布點，不少于10個測點1.0mm3圍護結構水平位移圍護結構內在連續墻內埋設測斜孔，孔間距15～35m。SINCO測斜儀，測斜管等1.0mm4土體水平位移靠近維護結構的周邊土體在圍護結構的周邊土體內埋設測斜孔。1.0mm基坑開挖時1次/3天；主體結構施工時1次/5天5錨索軸力鋼絞線或錨頭在錨索端部埋設錨索軸力計軸力計，VW-1數字頻率接收儀≤1/100（F·s）開挖過程中：1次/2天6地下水位靠近維護結構的周邊土體在圍護結構的周邊土體內埋設測斜孔。水位管，電子水位計5mm開挖過程中：1次/3天主體結構施工期間：1次/5天7爆破震動效應需保護的建（構）筑物在距爆源較近的構筑物上埋設傳感器。IDTS2850爆破振動測試系統20mm/S視現場具體情況而定5．監測控制標準及監測頻率5．1監測控制標準在信息化施工中，監測后應及時對各種監測數據進行整理分析，判斷其穩定性，并及時反饋到施工中去指導施工。根據以往經驗以《鐵路隧道噴錨構筑法技術規則》（TBJ108-92）的Ⅲ級管理制度作為監測管理方式（表5-1-1）。表5-1-1監測管理表管理等級管理位移施工狀態ⅢU0＜Un/3可正常施工ⅡUn/3≤U0≤Un2/3應注意，并加強監測ⅠU0＞Un2/3應采取加強支護等措施表中：U0——實測位移值Un——允許位移值Un的取值，也就是監測控制標準。根據規范《建筑變形測量規程》、相關規范要求、以往類似工程經驗及招標文件“通用技術條件”的要求，提出控制基準見表5-1-2。表5-1-2監測控制標準表序號監測項目控制標準來源1地表及建筑物沉降30mm招標文件及相應規范2建筑物傾斜鋼筋砼結構3.0‰磚木結構3.5‰3圍護結構水平位移30mm4土體水平位移40mm5錨索軸力設計值6地下水位設計值根據上述監測管理基準，可選擇監測頻率：一般在Ⅲ級管理階段監測頻率可適當放大一些；在Ⅱ級管理階段則應注意加密監測次數；在Ⅰ級管理階則應密切關注，加強監測，監測頻率可達到1～2次/天或更多。5．2監測頻率各項目監測頻率詳見表2，也可根據施工現場情況做適當的調整。6．監測方法6．1地表沉降監測測量儀器N3精密水準儀，銦鋼尺等。測量實施圖6-1-1圖6-1-1基點埋設示意圖基點應埋設在沉降影響范圍以外的穩定區域，并且應埋設在視野開闊、通視條件較好的地方；基點數量根據需要埋設，基點要牢固可靠，如圖6-1-1所示。要求深埋或鋼管沉降測點埋設沉降測點埋設，用沖擊鉆在地表鉆孔，然后放入長200~300mm，直徑20~30mm的圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填實。測量方法觀測方法采用精密水準測量方法。基點和附近水準點聯測取得初始高程。觀測時各項限差宜嚴格控制，每測點讀數高差不宜超過0.3mm，對不在水準路線上的觀測點，一個測站不宜超過3個，如超過時，應重讀后視點讀數，以作核對。首次觀測應對測點進行連續兩次觀測，兩次高程之差應小于±1.0mm，取平均值作為初始值。沉降計算在條件許可的情況下，盡可能的布設導線網，以便進行平差處理，提高觀測精度，水準線路閉合差應小于±0.3√n（mm）（N為測站數），然后按照測站進行平差，求得各點高程。施工前，由基點通過水準測量測出地表沉降觀測點的初始高程H0，在施工過程中測出的高程為Hn。則高差△H＝Hn－H0即為地表沉降值。數據分析與處理時間位移曲線散點圖和距離位移曲線散點圖，根據沉降規律判斷圍巖穩定狀態和施工措施的有效性。當位移——時間曲線趨于平緩時，可選取合適的函數進行回歸分析。預測最大沉降量。作橫斷面和縱斷面沉降槽曲線，判斷施工影響范圍、最大沉降坡度、最小曲率半徑、土體體積損失等。6．2地表建筑沉降與傾斜觀測監測儀器N3精密水準儀，銦鋼尺等。監測實施測點埋設圖6-2-1圖6-2-1建筑物沉降測點示意圖沉降測點埋設，用沖擊鉆在建筑物的基礎或墻上鉆孔，然后放入長直徑200～300mm，20～30mm的半圓頭彎曲鋼筋，四周用水泥砂漿填實。采用燕尾型鋼筋測點的埋設高度應方便觀測，對測點應采取保護措施，避免在施工過程中受到破壞。測點的布設如圖6-2-1示。圖6-2-2建筑物傾斜計算示意圖觀測方法：與地表沉降觀測相同。建筑物下沉及傾斜計算，在條件許可的情況下，盡可能的布設導線網，以便進行平差處理，提高觀測精度。施工前，由基點通過水準測量測出建筑物沉降觀測點的初始高程H0，在施工過程中測出的高程為Hn。則高差△H＝Hn圖6-2-2建筑物傾斜計算示意圖在建筑物沉降值后，進行傾斜計算，如圖6-2-2所示：tgθ=△s/b=SH2/Hf（1）∴SH2=Hf×△s/b（2）SH2——為所求建筑物水平位移θ——為所求建筑物水位移產生的傾斜角數據分析與處理繪制時間——位移曲線散點圖當位移——時間曲線趨于平緩時，可選取合適的函數進行回歸分析。預測最大沉降量。根據所測建筑物傾斜與下沉值，判斷建筑物傾斜是否超過安全控制標準。及采用的工程措施的可靠性。6．3圍護結構水平位移監測（1）監測目的了解基坑施工過程圍護結構的水平變形情況。（2）監測儀器測斜儀，PVC測斜管等。（3）監測實施=1\*GB3①測點埋設預先將測斜管連接好，并綁扎在鋼筋上，與鋼筋一起放入槽內。安裝時應保證一組導槽垂直于圍護結構面。=2\*GB3②量測與計算測試時，聯接測頭和測度儀，檢查密封裝置，電池充電量，儀器是否工作正常，將測頭放入測斜管（在未確認導槽暢通時，不得放入真實的測頭），測試應從孔底開始，自下而上沿導管全長每一個測段固定位置測讀一次，測段長度為0.5～1m，每個測段測試一次讀數后，將測頭提轉180°，插入同一對導槽重復測試，兩次讀數應接近，符號相反（各測點讀數Ai（+）、Ai（-）），取數字平均值，作為該次監測值，然后以同樣方法測平行隧道軸線方向的位移。=3\*GB3③數據計算：第i點量測值=Ai（+）-Ai（-）變量i=本次測量值-上次測量值本次i點相對（i－１）點的位移△Si=K×i（K=0.02），單位以毫米計。第i點絕對位移Ｓｉ為：=4\*GB3④數據處理與分析每次量測后應繪制位移—歷時曲線，孔深--位移曲線。當水平位移速率突然過分增大是一種報警信號，收到報警信號后，應立即對各種量測信息進行綜合分析，判斷施工中出現了什么問題，并及時采取保證施工安全的對策。6．4土體水平位移監測（1）監測目的了解基坑施工過程基坑周圍土體水平位移情況。（2）監測儀器測斜儀，PVC測斜管等。（3）監測實施=1\*GB3①測點埋設在選擇合適位置鉆孔至設計深度,預先將測斜管連接好，放入鉆孔內,然后用砂石回填密實,安裝時應保證一組導槽垂直于圍護結構面。注意鉆孔測點應避開錨索設置。=2\*GB3②量測與計算量測方法和計算方法同樁體變形觀測。6．5錨索軸力監測（1）監測目的了解施工過程中錨索的內力情況，判斷其穩定性。（2）監測儀器錨桿軸力計，鋼弦式鋼筋計及VW-1型頻率接收儀。（3）監測實施=1\*GB3①測點埋設軸力計安裝如圖6-5-1所示。安裝前先記錄每個軸力計的編號；錨索安裝后，先將軸力計套在錨索上；然后安裝錨索墊板，上緊螺帽；最后將軸力計纜線引致安全地方；用頻率接收儀量測初讀數。=2\*GB3②數據分析繪制內力歷時曲線圖，確定錨索最大內力。圖6-5-1錨索（桿）軸力計安裝示意圖6.6地下水位監測圖6-5-1錨索（桿）軸力計安裝示意圖（1）監測目的監測基坑開挖時基坑外側地下水位的變化情況。（2）監測儀器電測水位計、PVC管。（3）監測實施①測點埋設測點用地質鉆鉆孔，孔深應根據要求而定（以保證施工期產生的水位降低能夠測出）。測管用Φ50mm的PVC管作測管，水位線以下至隔水層間安裝相同直徑的濾管，濾管外裹上濾布，用膠帶紙固定在濾管上，孔底布設0.5～1.0m深的沉淀管，測管的連接用錨槍施作錨釘固定。②量測及計算將探頭沿孔套管緩慢放下，當測頭接觸水面時，蜂鳴器響，讀取孔口標志點處測尺讀數a，重復一次讀數b，兩次讀數之差即是水位的升降數值。③數據分析與處理根據水位變化值繪制水位-隨時間的變化曲線，以及水位隨基坑開挖的變化曲線圖，判斷基坑外側水位的變化情況。6.7爆破振動監測（1）監測目的通過爆破振動監測，修改爆破設計，控制超、欠挖，同時了解鉆爆法施工對地表建筑物的振動影響情況。（2）監測儀器IDTS2850爆破振動分析儀（3）監測實施=1\*GB3①測點埋設地面震動測點一般選擇在隧道附近建筑物上通過監測能真實反映其振動情況的地方。=2\*GB3②量測及計算采用IDTS2850爆破振動分析儀監測爆破振動速度。爆破前對IDTS2850爆破振動分析儀進行調試，爆破發生時由IDTS2850爆破振動分析儀的傳感器拾起振動波，轉化為電信號進行存儲，然后輸入計算機進行分析、處理，最后輸出爆破振動波形及振動速度。=3\*GB3③數據分析與處理通過現場測試的若干組爆破振速及有關系數的回歸求出K、α值，利用薩道夫經驗公式進行微振動爆破設計即：在已知［Ｖmax］、K、α、R的條件下，求出每循環爆破的最大段允許裝藥量Qmax，并隨時根據監測結果來調整設計。7．信息化施工管理程序7．1監測數據的處理及反饋位移（應力）控制值時間（t）位移（應力）控制值時間（t）圖7-1-1時態散點示意圖00在取得足夠的數據后，還應根據散點圖的數據分布狀況，選擇合適的函數，對監測結果進行回歸分析，以預測該測點可能出現的最大位移值或應力值，預測結構和建筑物的安全狀況，采用的回歸函數有：U=Alg（1+t）+BU=t/（A+BtU=Ae-B/tU=A（e-Bt-e-Bt0）U=Alg〔（B+t）/（B+t0）〕式中：U——變形值（或應力值）A、B——回歸系數 t、t0—測點的觀測時間（day）為確保監測結果的質量，加快信息反饋速度，全部監測數據均由計算機管理，每次監測必須有監測結果，須及時上報監測日報表，并按期向施工監理、設計單位提交監測月報，并附上相對應的測點位移或應力時態曲線圖，對當月的施工情況進行評價并提出施工建議。監測反饋程序見圖7-1-2。圖圖7-1-2監測信息反饋程序圖7．2監測管理體系針對本工程監測項目的特點建立專業組織，由集團公司派駐現場3～5人組成監測小組，由具有豐富施工經驗、監測經驗及有結構受力計算、分析能力的技術人員擔任組長。為保證量測數據的真實可靠及連續性，特制定以下各項措施：（1）監測組與監理工程師密切配合工作，及時向監理工程師報告情況和問題，并提供有關切實可靠的數據記錄。（2）制定切實可行的監測實施方案和相應的測點埋設保護措施，并將其納入工程的施工進度控制計劃中。（3）量測項目人員要相對固定，保證數據資料的連續性。（4）量測儀器采用專人使用、專人保養、專人檢校的管理。（5）量測設備、元器件等在使用前均應經過檢校，合格后方可使用。（6）各監測項目在監測過程中必須嚴格遵守相應的實施細則。（7）量測數據均要經現場檢查，室內兩級復核后方可上報。（8）量測數據的存儲、計算、管理均采用計算機系統進行。（9）各量測項目從設備的管理、使用及資料的整理均設專人負責。（10）針對施工各關鍵問題及早開展相應的QC小組活動，及時分析、反饋信息，指導施工。7．3提交的監測成果（1）始發井監測成果圖、表；（2）監測月報及監測總結。（3）變形體變形、應變、應力等物理量隨時間、荷載變化的時態曲線圖（4）變形分析預測、預報報告7．4監控量測組織機構和設備針對本工程特點建立專業監測組織機構，成立監控量測及信息反饋組，成員由多年從事相關工程施工及監測經驗的技術人員組成，具有豐富施工經驗和較高結構分析、計算能力的工程師擔任組長。監測組分為現場監測和信息反饋兩個小組，各設一名專項負責人，在組長的組織協調下進行地面和地下的日常監測工作及資料整理工作。監測組織機構如圖7-4-1圖7-4-1監測組織機構監測人員名單見表7-4-2。表7-4-2監測主要人員名單姓名性別年齡學歷職稱備注肖紅渠男32大學本科工程師監測負責人張帥軍男28大學本科助理工程師信息反饋組張澤衛男26大學本科助理工程師現場監測組高雷永男28大學本科助理工程師朱志林男29高中測工于大洋男27高中測工監控量測配備設備見表7-4-3表7-4序號儀器設備名稱/型號儀器設備性能生產廠家數量1精密水準儀NA2/GPM3精度：0.1mm瑞士1臺2全站儀TC4023數顯式收斂計JSS－30A精度：0.1mm中國煤炭研究總院1臺4頻率接收儀江蘇金壇儀器廠1臺5計算機P42臺6沖擊鉆博仕1臺7發電機1.3KWHonda1臺7．5監控量測質量、安全文明保證措施7．5．1監控量測質量保證措施（1）提供有關切實可靠的數據記錄。（2）制定切實可行的監測實施方案和相應的測點埋設保護措施，并將其納入工程的施工