地鐵盾構法施工監測成果處理分析方案監測數據的處理監測數據的整理分析反饋的方法和內容通常包括監測資料的采集、整理、分析、反饋及評判決策等方面。數據采集數據采集包括通過現場監測取得的數據，搜集、記錄與之相關的其它資料等。本監測項目采用的儀器如分層沉降儀等需人工讀數、記錄，然后將實測數據輸入計算機；其他儀器可以自動采集數據，將量測值自動傳輸到數據庫管理系統。數據整理每次觀測后應立即對原始觀測數據進行校核和整理，包括原始觀測值的檢驗，理量的計算，制圖，異常值的剔除，初步分析和整編等，并將檢驗過的數據輸入計算機的數據庫管理系統。數據分析位移(mm)位移(mm)正常曲線距離(m)反常曲線(b)位移(mm)反常曲線正常曲線時間(d)(a)4-1時間-位移曲線和距離-位移曲線繪制時間位移曲線散點圖和距離位移曲線散點圖，如圖所示。如果位移的變化隨時間圖4-1(a)（或距盾構推進面距離圖(b)）而漸趨穩定，說明土體處于穩定狀態，此處的施工和襯砌結構是有效、可靠的，如圖中的正常曲線。在圖中的反常曲線中，出現了反彎點，這說明位移出現反常的急驟增長現象，表明土體或襯砌已呈不穩定狀態，應立即采取相應的工程措施。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，預測結構和建筑物的安全狀況[12]。監測數據處理和分析示例本部分分別以某時段的地面沉降監測模擬記錄（節選）和地面特定點在盾構推進前后的沉降監測模擬數據為例，簡要地說明在盾構施工監測中，成果處理和分析的方法。單日沉降觀測處理和分析示例施工第36天，襯砌環注漿完成后，立即組織進行對推進面前后30m的地面沉降觀測點的觀測。這包括從C33點到C39點。其中C36面從南到北一共有9個點，均需要觀測。表4-1節選的是從C33到C36-6點的觀測數據。每個點由前一日觀測值，減去當次觀測值，取得該點的當次沉降量。該點的初始高程值減去當日觀測值，即為該點的累積沉降量觀察各個點的當次沉降量和累計沉降量，是否超出預警值。如表所示，各點的沉降量均小于報警值。如果有點位的沉降量超出報警值，立即分析原因，向施工單位報告。如表所示，C34和C35點點位變化較大，這是因為這兩個點位于當日推進部分的頂部，土體不穩定。沉降觀測點的時間位移曲線圖本部分以C36觀測斷面上的1~5號點為例，分析該斷面上觀測點的沉降-時間變化曲線。盾構施工過程中，推進面上方地表一般先微隆，然后下沉，最后逐漸穩定在一定位置。這與盾構的推進過程密切相關：在盾構機推進過程中，會對前方土體產生擠壓作用[13]，在斷面距盾切口0~4m，機頭穿過C36斷面地下；這期間五個點均有微量負沉降，即測點隆起。測點隆起量受推進速度、出土量等因素影響，本次隆起量較小，從這情況來看，施工控制較為理想。盾構機脫離管片后，由于超挖造成的地層損失會引起地表下沉。機頭離開8m后，C36的測點迅速下沉，最后穩定在一定的沉降值。最終距盾構中軸線正上方的C36-5下沉最多，約穩定在26mm。而C36-1距離盾構中軸線最遠，下沉量也最小。下沉量決定于同步注漿參數、超挖量等，盾構掘進階段下沉量最多，但穩定后的沉降值在允許范圍（30mm）內。由此初步說明該斷面附近施工情況尚可接收，但需要加強觀察。圖4-2C36圖4-2C36斷面1～5號點沉降觀測結果表4-1某市地鐵某區間盾構施工變形監測報表儀器型號:監測日期：年月日時累計觀測時間36天天氣:監測點號初始值（m）初始值（mm）上次觀測值（mm）本次觀測值（mm）本次沉降量(mm)前次累計沉降(mm)本次累計沉降(mm)累計預警值(mm)累計控制值(mm)變形速率控制值(mm/d)監測點類型備注C335.428875428.875432.95430.42.49-4.01-1.5220.030.05.0地表沉降點C344.414894414.894417.34418.7-1.40-2.45-3.8520.030.05.0地表沉降點C354.399544399.544401.64403.0-1.40-2.09-3.4920.030.05.0地表沉降點C36-14.480774480.774480.34480.4-0.100.440.3420.030.05.0地表沉降點C36-24.529844529.844530.34530.5-0.20-0.50-0.7020.030.05.0地表沉降點C36-35.981735981.735981.85982.2-0.40-0.12-0.5220.030.05.0地表沉降點C36-44.963724963.724963.84965.0-1.20-0.04-1.2420.030.05.0地表沉降點C36-54.964214964.214963.64965.9-2.300.63-1.6720.030.05.0地表沉降點C36-64.885534885.534885.34886.7-1.400.27-1.1320.030.05.0地表沉降點監測工作的管理和控制現場監測系統組成信息化施工要求對整個項目的監測，建立一個完整高效的運作體系，該體系包括以下幾個子系統：現場量測子系統該子系統是整個監測體系的首要部分，其主要任務是完成現場測點的埋設與數據的準確采集。測點的埋設須在施工前監測對象尚處于穩定狀態時進行，并及時取得初始數據。施工開始后，結合工程進展、信息反饋及相關要求，選擇適當的監測頻率進行日常監測。在項目實施過程中，除了要求有一流的設備外，更重要的是要有由有經驗的土木工程師和專業監測人員組成的聯合隊伍，能科學、經濟、高效地完成現場監測任務。信息處理子系統從現場得到的數據內容繁多，通過一個專門的數據庫程序對數據按照一定的形式進行合理的存儲和處理，并以友好而直接的界面顯示出來，其結果也易于業主和監理掌握分析并進行相應決策。信息反饋及報警子系統該子系統主要根據連續的監測結果結合施工工況進行分析，并及時預測、及時報警，避免安全事故的發生，并對存在的安全隱患提出建議性控制措施，使得事故所造成的損失最小。同時，根據監測信息分析反饋設計、施工，提出優化方案建議，使設計、施工處于動態、良性發展過程之中，確保工程投入經濟合理。項目組織協調子系統監測項目的實施過程涉及到方方面面，包括業主、設計單位、施工單位、監理單位和政府機關等。因此需組成一個專門的協調小組，負責協調各方的關系，為項目按計劃實施創造良好的外部環境。監測工作程序初期調查在施工前從各個途徑勘測調查五一二區間施工影響的區域內的建（構）筑物，了解其現狀，為監測工作順利開展做好準備。編制監測實施大綱和監測方案按照設計要求和相關規范、規定，編制監測指導性實施大綱和監測實施方案。實施大綱和監測方案須經業主或監理單位審查通過后方可實施。測點布設及初始數據采集考察（如果原有或可以直接利用的）或埋設（需重新布設的）水準基點、工作基點。埋設須按照相關規定進行，以保證測點可用。原則上，在在工程施工前，監測對象未受施工影響并處于穩定期間埋設測點，并取得監測點的初始觀測值。監測點初始觀測值的取得，必須保證監測點穩定，取最少三次的觀測數據平均值作為初始觀測值。現場監測現場監測工作由現場監測組實施。監測項目中需認真進行各項觀測，其監測結果直接用于評價施工對周邊環境的影響程度監測數據分析取得監測數據后，及時通過相關軟件進行計算分析，確保觀測結果的真實有效。并經過歸納整理后，形成書面材料上報、歸檔。定期現場巡查根據工程施工實際情況，深入施工現場進行施工影響區環境安全狀況的巡查，主要包括建(構)筑物臺階及主體是否開裂、地表是否發生影響交通安全的沉陷等，發現問題及時通知業主及施工監測管理單位，確保施工影響區環境安全。報送周報、月報與例會制度現場監測數據由數據分析組進行分析處理，形成周報、月報，遇有特殊情況要形成專題報告，上報業主和監理。在業主或監理主持的監測月例會上將本月的監測情況報告業主。緊急情況下隨時召開會議，使業主及監理各方單位隨時掌握工程施工影響區的環境安全狀態。協助處理環境破壞糾紛當發生施工影響區域環境破壞投訴事件時，監測依據監測數據，結合地質條件、施工方法等綜合分析施工對施工影響區環境的影響程度，向業主及仲裁機構提交客觀、公正、獨立的監測報告，作為處理環境破壞糾紛的一個重要依據。申請停測根據設計要求可停止本標段的監測工作時，須向業主、設計及監理單位提交停測申請，經批準后方可停止相應的監測工作。(10)編寫報告施工及監測結果出現異常情況須及時提交專題分析報告；并且監測工作結束后，監測單位應根據相關要求，在三個月內編寫監測分項及總結報告，報告中應結合整個工程實踐認真分析各項監測成果，并形成結論。監測成果成報表資料及其提交在工程監測過程中，實時對監測結果進行整理，按監理工程師的要求將相關資料以周報或日報的形式送達有關各方(業主、設計、監理、承包商)。工程結束時，提交完整的監測總報告。這些內容主要包括日(月)報、巡查報告、專題報告以及監測總報告。日報當變形速率過大，累積變形值達到預警值，或者遇到異常情況時，為使相關各方能及時掌握各監測對象實時狀態，將以監測日報的形式報送。日報重點集中反應近日受關注程度較高的部分監測對象，主要包括施工面附近、變形異常及重要建(構)筑物測點的變化值及其變化速率，并根據工況提出有效控制變形發展的建議。月報監測成果以月報的形式提交監測管理單位，月報中的表格形式按照相應的規范表格制作，報告中具體包括以下幾方面的內容：監測測點布設圖。初始月報必須附有現場監測測點布設圖，圖上監測點號必須與監測成果表中的點號相對應并一致，如有新增點或變更點，應在新增或變更當月(周)報中及時更新并附圖。若是地面、道路監測點，圖上要標注測點的里程；監測項目及測點布置。包括本月所開展監測項目及隨施工進展進行測點布置的情況，提出下月計劃；施工進度。當月工程施工進展及周邊臨近工程施工情況(施工內容、方法、進度等)，以及監測工作進展情況(監測點變更情況和理由，監測頻率變動情況的說明，監測工作存在的問題等)；監測值的時程變化曲線。通過監測數據，繪制監測結果時程變化曲線，并根據曲線發展趨勢進行理論分析；根據實際情況，作出相應監測項目的預報分析。根據監測曲線及理論分析結果，再結合實際情況對變形較大的點作出當月的綜合分析，指出“變化趨勢”，根據工況和地質條件分析產生較大變形的原因，作出該點變形對周圍環境的影響是否安全的評價及預報；指出達到或超過報警值的測點位置，并初步分析其原因。對各項監測數據進行統計，指出累積值較大并達到或超過報警值測點，并結合施工情況對其原因進行重點分析，預測施工中是否存在危險，提出可行性建議；監測成果表匯總：要求按規定的格式分項歸類、匯總，各測點的監測數據要按監測日期順序準確填報，表格中觀測、制表、校核、審核者必須簽名，確保表中內容正確真實；現場巡查報告：現場巡查報告中應包括建(構)筑物是否發生開裂、工程施工區附近是否有其他在建工程等，并配有必要的照片進行說明。專題報告異常情況或重點項目（盾構開挖或到達開挖面的）的監測專題分析報告等。監測總報告監測工作結束后，需進行整個項目的總結工作，并最終形成監測總報告。監測總報告應包括以下幾部分內容：①工程概況及監測目的；②監測項目及測點布置；③采用的儀器型號、規格及標定資料；④數據采集和觀測方法；⑤監測資料的分析處理；⑥監測值全時程變化曲線；⑦超前預報效果評述；⑧監測結果評述。上述報告等監測成果資料按照要求及時提交給業主和監測管理單位。監測實施的保證措施監測制度措施要保證監測工程的質量，除了需要有先進的監測儀器設備及富有經驗的工程技術人員外，更重要的還應通過建立明確的責任制和檢查校核制度來予以保證。為確保量測數據的真實性、可靠性和連續性，制定以下工作制度和各項質量保證措施：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，并提供相關切實、可靠的數據和記錄；測點布置力求合理，應能反映出施工過程中結構的實際變形和應力情況及對周圍環境的影響程度；測量元件及監測儀器必須是正規廠家的合格產品，測試元件要有合格證，監測儀器要定期校核、標定；測點埋設應達到設計要求的質量。并做到位置準確，安全穩固，設立醒目的保護標志；監測工作由多年從事監測工作及有類似工程監測經驗的工程師負責，小組其它成員也是有監測工作經歷的工程師或測工，并保證監測人員的相對固定，保證數據資料的連續性；監測數據應及時整理分析，一般情況下，應每周報一次，特殊情況下，每天報送一次。監測報告應包括階段變形值、變形速率、累計值，并繪制沉降槽曲線、歷時曲線等，作必要的回歸分析，及對監測結果進行評價；監測數據均現場檢查、室內復核后方可上報；如發現監測數據異常，應立即復測，并檢查監測儀器、方法及計算過程，確認無誤后，立即上報給甲方、監理及單位主管，以便采取措施；各監測項目在監測過程中必須嚴格遵守相應的測試實施細則；雨季是隧道施工的不利情況，地下滲水比較嚴重。因此雨季在保證正常的監測頻率的情況下，應加強一些薄弱環節和主要管線及建筑物等項目的量測頻率，如測斜、應力、拱頂下沉、既有管線變形等，同時，應根據監測結果，加強一些不利區域的監測，以保證整個工程始終處于監控狀態。施工前方案審批在盾構機推進前60天提交其關于監測施工的詳細方案，以便得到監理工程師批準。監測方案包括但不限于：①在1：500的線路平面圖上清晰標出監測點位置并說明監測項目；②測量方法、精度要求、儀器型號及性能、監測頻率；③給出各種管線、建筑物的監測預警值。應在離始發井約50m范圍為盾構機設立監測試驗段。監測結果應及時分析并反饋，據以調整施工參數。盾構進出洞時地表沉降監測盾構進出洞是盾構施工中技術難度最大、工序較復雜的施工階段。一旦處理不當，洞門外土體易塌方或流失，甚至使盾構失去控制。因此必須加強對洞外地表沉降觀測和深層土體變形監測，確保盾構順利進出洞。施工過程中監測保證表5-1監測管理表盾構注漿完成之后，對各種監測數據進行及時整理分析，判斷其發展變化規律，并及時反饋到施工中，以此來指導施工。根據以往經驗，采用隧道盾構法施工技術規則的Ⅲ級管理制度并配合位移速率作為監測管理基準，即將允許值的三分之二作為警告值，允許值的三分之一作為基準值，將警告值和允許值之間稱為警告范圍，實測值落在此范圍，應提出警告，說明需商討和采取施工對策，預防最終位移值超限，警告值和基準值之間稱為注意范圍，實測值落在基準值以下，說明隧道和圍巖是穩定的表5-1監測管理表管理等級管理位移施工狀態ⅢU0＜Un/3正常施工ⅡUn/3≤U0≤2/3Un加強監測ⅠU0＞2/3Un加強監測并采取相應工程措施其中，U0為觀測變化值，Uｎ為監測控制標準。施工反饋、預警監測數據處理后，將每日監測結果與監測管理標準進行對比，按如下的程序框圖對觀測以及施工進行干涉處理。YYYY安全繼續施工綜合判斷位移是否超過Ⅰ級管理不安全監測結果位移是否超過Ⅲ級管理位移是否超過Ⅱ級管理暫停施工采取特殊措施NNooooNYY圖5-1監測反饋程序框圖而且當施工中出現下列情況之一時，應立即停止施工，采取措施處理：襯砌結構有較大開裂；監測數據有不斷增大的趨勢；隧道襯砌變形過大，超過控制基準或出現明顯的受力裂縫并不斷發展；時態曲線長時間沒有變緩的趨勢等。監測信息反饋流程見圖5-2所示。施工采取技術措施施工采取技術措施施工監測預測變形量反饋分析與基準值比較調整施工參數是否安全是否圖圖5-2監測信息反饋管理程序圖施工監測人員組織針對本工程監測項目的特點，建立專業組織機構，組織3～5人組成監控量測及信息反饋小組，成員由多年從事地下工程施工及監測經驗的技術人員組成，組長由具有豐富施工經驗，較高結構分析和計算能力的工程師擔任。監測小組根據監測項目分為地面和地下兩個監測小組，各設一名專項負責人，在組長的領導下負責地面和地下的日常監測及資料整理工作。監測組織機構圖詳見圖所示。圖5-3圖5-3施工監測組織機構對監測方案及施工措施作出決策項目經理審核監測方案，