第14章 監(jiān)控量測

14.1工作流程

圖14.1-1 監(jiān)控量測流程圖

14.2建(構)筑物、管線調查

14.2.1臨近建筑物調查

1、對施工影響范圍內（區(qū)間隧道中心線15m內）各建（構）筑物和人行天橋等有關材料、狀況和既有的損壞、變形等作詳細的記錄，填寫調查表，必要時由有資質的第三方提供鑒定報告或由建筑物業(yè)主簽字認可。

2、對影響范圍內建筑物的內外構件包括表面修整、維修保養(yǎng)情況進行調查，攝影資料應包括各種缺陷和裂縫、濕斑、抹面脫落和其他損壞。

該地鐵盾構施工組織設計共計17章，需要下載本文完整word版請點擊下面隱藏鏈接

3、拍攝影響范圍內建筑物每一處缺陷的詳細照片，并按顯示其位置的示意圖或說明進行順序編排。

4、拍攝影響范圍內每棟建筑物的街道正視照片，放大為4×6寸的光面彩色系列照片。

5、對影響范圍內建筑物主要結構的裂縫、開裂和磨損的混凝土、外露和銹蝕的鋼筋等，應進行重點拍攝，并顯示其位置。

6、對影響范圍內建筑物的錄像并分別編輯。

7、委托有資質的房屋鑒定機構做第三方鑒定內容。

14.2.2管線調查（探測）

對地下管線的調查要求全面地反映地下管線情況，包括從地下到地面，并按要求進行測繪。對施工影響范圍內（區(qū)間隧道中心線15m內）所有管線進行探測。

地下管線明顯點采用調查的方法進行，隱蔽點則采用雷達探測儀或測位儀進行探測定位，如隱蔽點需埋設傳感器，可進行開挖測定，埋設后恢復原狀。

各類管線的調查與測量項目見表14.2-1。

現(xiàn)有設施的位置根據現(xiàn)有的記錄給出；如無記錄，則按規(guī)定測繪；調查實際核定可能受施工影響的隧道中心線左右各15m范圍內附近管線設施的具體位置，并進行記錄描述。

表14.2-1 地下管線實地調查項目

注：表中"√"為應調查項目。包括污水；電力、電信管塊的寬×高，管孔數(shù)以行×列標注，查明已用孔數(shù)。

14.2.3其他調查

1、降雨量：從有關部門收集有關資料，總結該區(qū)域每年、每季度降雨量的分布情況。

2、溫度：測量施工區(qū)域內地下溫度、地表溫度、監(jiān)測點附近的溫度調查，并進行統(tǒng)計。

3、人流量、車流量：調查高峰期及不同時段道路上車流量和行人數(shù)量。

在調查期間，同時對所有項目的資料進行收集、測量、統(tǒng)計，并綜合存入監(jiān)測管理系統(tǒng)，以便給后續(xù)監(jiān)測、施工提供可靠的資料。

14.3測點布置

14.3.1測點布置原則

1、按監(jiān)測方案在現(xiàn)場布設測點，當實際地形不允許時，可在靠近設計測點位置設置測點，以能達到監(jiān)測目地為原則。

2、為驗證設計參數(shù)而設的測點布置在設計最不利位置和斷面，為指導施工而設的測點布置在相同狀況下最先施工部位，其目的是為了及時反饋信息，以修改設計和指導施工。

3、地表變形測點的位置既要考慮反映對象的變形特征，又要便于采用儀器進行觀測，還要有利于測點的保護。

4、深埋測點（結構變形測點等）不能影響和妨礙結構的正常受力，不能削弱結構的剛度和強度。

5、各類監(jiān)測測點的布置在時間和空間上有機結合，力求同一監(jiān)測部位能同時反映不同的物理變化量，以便找出其內在的聯(lián)系和變化規(guī)律。

6、測點的埋設應提前一定的時間，并及早進行初始狀態(tài)的量測。

7、測點在施工過程中一旦破壞，盡快在原來位置或盡量靠近原來位置補設測點，以保證該測點觀測數(shù)據的連續(xù)性。

14.3.2測點布設

（1）地面沉降(隆起)監(jiān)測點布置：一般地沿隧道中線方向每隔5m布設一個測點，每隔一定距離布設一個監(jiān)測橫斷面，見表14.3-1

表14.3-1 地面沉降監(jiān)測橫斷面間距表

注：B代表隧道的外徑

橫斷面方向測點間隔，一般為5～8m，在一個監(jiān)測斷面內設9個測點，地表測點頂突出地面5mm以內。

地面沉降測量應在盾構機開挖面附近，每天進行及每周進行后期觀測直到沉降穩(wěn)定。

（2）地面建筑物及臨近建筑物沉降、傾斜和水平位移：在每棟建筑物四角各設置一個觀測點，以測量其位移、傾斜，沉降點的數(shù)量不少于4點，規(guī)模較大的建筑物根據需要增加測點數(shù)量。地面和建筑物沉降監(jiān)測斷面沿隧道縱向每30m設一斷面。

根據經驗，樁基礎建筑物允許最大沉降值不大于10mm，天然地基建筑物允許最大沉降值不大于30mm。本工程中絕大多數(shù)為天然基礎，施工中必須嚴格控制建筑物的沉降。應按表14.3-2執(zhí)行。

表14.3-2 各類建筑物允許傾斜或沉降值表

圖14.3-1 主斷面量測測點布置圖（單位：mm）

圖14.3-2 洞內常規(guī)監(jiān)測點布置圖

圖14.3-3 縱斷面監(jiān)測點布置圖

圖14.3-4 單線隧道掘進地面沉降監(jiān)測點布置示意圖

（3）土體水平位移及分層沉降：在典型斷面布置測斜儀進行測量，見圖14.3-5。

圖14.3-5 測斜儀布置示意圖

（4）孔隙水壓力：在典型斷面。

（5）地下管線沉降：在隧道影響范圍內的地下管線沿長度方向每5m布設一個監(jiān)測點。有檢查井的管線應打開井蓋直接將監(jiān)測點布設到管線上或管線承載體上；無檢查井的直埋管線可開挖處應開挖暴露管線，將觀測點直接布到管線上，無法開挖時可在對應的地表埋設間接觀測點。管線沉降觀測點的設置可視現(xiàn)場情況，采用抱箍式或套筒式安裝。見圖14.3-6。

圖14.3-6 管線監(jiān)測點布置示意圖

14.4監(jiān)測控制標準

隧道施工引起的地表沉降和隆起均應控制在環(huán)境允許的范圍內，應根據周圍的環(huán)境、建筑物的基礎和地下管線對變形的敏感程度，采取穩(wěn)妥可靠的措施。盾構法施工時，地表沉降量應控制沉降值不超過30mm，地表隆起值不超過10mm。

盾構通過建筑物時應根據其對沉降的允許值制定建筑物的地表變形的警戒值，房屋傾斜不超過3‰。盾構推進中實行信息化施工，加強量測工作。盾構機掘進時會產生地表縱、橫向沉降槽，判斷盾構施工對建筑物的影響除有地表最大沉降值外，還需注意沉降槽坡率，及沉降的速率。由于房屋位于沉降槽不同部位，所以除產生最大沉降外，還會產生不均勻沉降。對磚混結構房屋來說不均勻沉降將是對房屋更為有害，根據《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2002）的規(guī)定允許沉降值如下：

（1）磚混結構、條形基礎：基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值：0.002。

（2）框架結構、樁基礎：0.002L。 L-相鄰樁基礎的中心距離（mm）

（3）管線的不均勻沉降和沉降控制值

表14.4-1 各類管線不均勻沉降值表

14.5監(jiān)測項目、監(jiān)測頻率及監(jiān)測實施方法

14.5.1監(jiān)測項目匯總

表17-8 區(qū)間隧道監(jiān)測匯總表

注：D—隧道開挖寬度，按6.3m計

14.5.2監(jiān)測的實施方法

1、區(qū)間盾構隧道監(jiān)測的工藝流程

見圖14.5-1。

2、區(qū)間隧道監(jiān)測實施方法

（1）地面隆陷

1）監(jiān)測方法：用精密水準儀進行測量。

2）監(jiān)測要點：監(jiān)測時嚴格按照GB12987-91國家二等水準測量規(guī)范執(zhí)行，沉降點復測周期按照中華人民共和國《城市測量規(guī)范》執(zhí)行。

3）數(shù)據處理：地表沉降監(jiān)測隨施工進度進行，并將各沉降點沉降值存入計算機監(jiān)測管理管理系統(tǒng)匯總成沉降變化曲線、沉降速度變化曲線統(tǒng)一管理。

圖14.5-1 監(jiān)測工藝流程圖

（2）地面建筑物及臨近建筑物沉降監(jiān)測

1）監(jiān)測方法：用精密水準儀測量。

2）監(jiān)測要點：監(jiān)測時嚴格按照GB12987-91國家二等水準測量規(guī)范執(zhí)行，沉降點復測周期按照中華人民共和國《城市測量規(guī)范》執(zhí)行。

3）數(shù)據處理：建筑物沉降監(jiān)測隨施工進度進行，并將各沉降點沉降值存入

計算機監(jiān)測管理管理系統(tǒng)匯總成沉降變化曲線、沉降速度變化曲線統(tǒng)一管理，繪制報表。

（3）拱頂下沉、隧底隆起和周邊凈空收斂位移監(jiān)測

1）監(jiān)測方法：用收斂儀測量。

2）測量精度：±1mm。

3）數(shù)據處理：監(jiān)測值存入計算機監(jiān)測管理系統(tǒng)統(tǒng)匯總成位移變化曲線、位移速度變化曲線統(tǒng)一管理。

（4）地下管線沉降監(jiān)測

1）監(jiān)測方法：Zeiss DINI12型電子精密水準儀、3m的條形碼銦瓦合金水準尺(2把)、鋼尺若干、套筒標簽若干。

2）監(jiān)測要點：管線保護按照業(yè)主、管理單位的要求及國家相關規(guī)范執(zhí)行。

3）數(shù)據處理：根據施工進度進行，將各沉降點沉降值存入計算機監(jiān)測管理系統(tǒng)繪成管線變形曲線圖統(tǒng)一管理，繪制報表。

（5）地面建筑物及管片裂縫

1）監(jiān)測方法：觀察、目測。

2）監(jiān)測要點：發(fā)現(xiàn)裂縫后立即用裂縫觀測器實測裂縫寬度并統(tǒng)一編號，用黑色墨汁寫在裂縫旁。

3）數(shù)據處理：將裂縫編號后寬度值存入計算機監(jiān)測管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理。

（6）土層壓應力及襯砌環(huán)內力、變形監(jiān)測

1）監(jiān)測方法：在被測位置埋設壓力計、傳感器。

2）監(jiān)測要點：壓力計焊在被測位置上（襯砌環(huán)在主筋上），處于不受力狀態(tài)，應力計電路電阻值和絕緣情況應良好，并做好引出線和測試匣的保護措施。

3）數(shù)據處理：監(jiān)測數(shù)據存入計算機監(jiān)測管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理。

（7）土體水平位移監(jiān)測

1）監(jiān)測方法：用測斜儀測量。根據本工程需要及實際情況，在測斜管中取1m 為每量測段長度。量測時假定測斜管底端位移為零，由下而上逐段量測各段水平偏差，直至管頂標高為止。量測時將測斜儀沿平行線路方向的管內導槽滑入管底，開始讀數(shù)。徐徐提升逐段讀數(shù)，直至管頂標高。提出測斜儀，平轉170度重復以上步驟。兩次量測的數(shù)值平均值即為平行于隧道中線方向的土體位移變化值。同樣的方法沿垂直于隧道線路方向的管內導槽量測即可量測出相應的位移變化值。

2）數(shù)據處理：將各監(jiān)測值存入計算機監(jiān)測管理系統(tǒng)繪成土體水平位移變形曲線圖統(tǒng)一管理。

（8）土體分層沉降監(jiān)測

1）測點方法：在典型斷面上與土體水平位移量測共用測斜管測量。在預鉆孔成孔后放入PVC測斜管，調整后沿測斜管與孔壁之間下放瓷環(huán)，每放入一環(huán)回填約2米的細砂直至管頂。量測時，采用擱置在地表的電感探測裝置將探測頭由上向下緩慢伸入PVC管中。當接收儀上的指針偏轉最大時即為磁環(huán)位置。由探測頭上所帶的鋼尺讀數(shù)測出其所在深度。量測過程中注意接收儀的指針偏轉最大位置通過探測頭的上下緩慢移動確定。

2）數(shù)據處理：將各監(jiān)測值存入計算機監(jiān)測管理系統(tǒng)繪成土體分層沉降曲線圖統(tǒng)一管理。

（9）孔隙水壓力監(jiān)測

1）監(jiān)測方法：在典型斷面上鉆一與隧道底同等深度的孔，在孔底鋪一層干凈的細砂，將孔隙水壓力探頭放入，并在探頭周圍填砂將探頭覆蓋為準，在細砂面上回填膨脹性粘土，以起到隔離空隙水的作用。再在其上用同一方法埋設一探頭。整個孔中埋設2-3個探頭并將傳輸線引出孔外地表，埋在淺層溝槽中妥善保管。每條引出傳輸線上貼標簽注明探頭編號和埋設深度。

2）數(shù)據處理：孔隙水壓力監(jiān)測緊隨施工進行，壓力值存入計算機監(jiān)測管理系統(tǒng)繪成孔隙水壓力曲線圖統(tǒng)一管理。

（10）管片實際位置監(jiān)測

1）監(jiān)測方法：采用全站儀。

2）數(shù)據處理：根據變化規(guī)律及時調整注漿配合比、注入量等。

14.6監(jiān)測的數(shù)據分析與信息反饋

各項監(jiān)測數(shù)據及時整理、繪制位移—時間曲線、應變應力等隨施工作業(yè)面的推進時間變化規(guī)律曲線。對初期時態(tài)曲線及時進行回歸分析以預測可能出現(xiàn)的最大變形值、應力值，回歸函數(shù)可在下列函數(shù)中選用。

U=a+b/lg(1+t)

U=a(1-e-bt)

U=a{1-[1/(1+bt)]2}

U=t/(a+bt)

U=a{[1+(1+bt0)]2-[1/(1+bt)]2}

式中U：變形值，a、b：回歸系數(shù)，t ：測點埋設后時間。

根據時態(tài)曲線回歸結果，結合監(jiān)控量測管理等級，見表14.6-1所示，進行位移，速率綜合分析判斷，指導施工，反饋設計。

表14.6-1 監(jiān)控量測管理等級

注： U ：為實測變形量；U₀：為允許變形量。

施工監(jiān)測中，應對測量結果及時進行分析和反饋，當遇到下列情況時，應暫停施工，并根據具體情況制定加強措施：

1、當?shù)乇沓两抵党^30mm時；當?shù)乇砺∑鹬党^10mm時。

2、當房屋傾斜超過3‰時。

3、當隧道掌子面施工通過一倍洞徑，變位速率超過5mm/d，仍持續(xù)增加時。

14.7監(jiān)測的質量控制

1、初期控制

在施工前，根據總的施工設計方案，通過現(xiàn)場勘察，確定測試儀器、布置位置、數(shù)量及深度。根據總的施工順序和進度計劃，初步確測點布置順序。

2、施工控制

在儀器安裝埋設的全過程中，必須對儀器、傳感器和設備等進行連續(xù)的檢驗，以確保他們的質量的穩(wěn)定性，并作好如下記錄：

（1）儀器的種類、型號、編號和說明；

（2）測試元件布置的位置及編號；

（3）測試點布置日期；

（4）測試時的氣候狀況；

（5）安裝和測試時周圍施工狀況或掘進里程；

（6）安裝期間的調試及多次測取初始數(shù)據；

凡第三方監(jiān)測的項目，安裝記錄由技術主管和監(jiān)理工程師簽字認定；自測項目由技術主管簽字即可。

3、
監(jiān)測控制

監(jiān)測階段，作好數(shù)據采集記錄和信息反饋，儀器的維護和標定。根據規(guī)定的采集頻率，滿足系統(tǒng)在時間上的連續(xù)性的要求，以儀器的精度和準確度為標準檢驗或判斷數(shù)據的偏差是否正常。施工監(jiān)測的水準基點不少于2個，并定期對水準基點進行校核。所有監(jiān)測工作均應考慮和施工穿插進行。觀測時間應盡量避開白天客流量、車流量大的時間（必須和施工同時進行的除外）。

4、
數(shù)據分析處理控制

全部采用計算機處理，自動圖表處理數(shù)據。

第15章 施工測量

15.1建立測量控制網

根據施工布置情況，我們擬分別進行區(qū)間的加密測量，并構成全線地面施工控制網，其中平面控制網為導線網，用I級全站儀測量，測角6測回，測邊往返觀測各兩測回，每測回數(shù)據進行嚴密平差。其中各測量參數(shù)滿足：Ms≤±6mm，測距相對中誤差≤±1/60000，Mβ≤±2.5″，Mω≤±5″√n，全長點位相對中誤差≤±1/35000，相臨點點位中誤差≤±8mm。地面高程控制網點的布設滿足既方便施工測量，又牢固穩(wěn)定的條件，不受施工過程或其他外界條件的影響而導致沉降變化。水準網的測量（加密）均采用三等精密水準測量方法，各項精度指標均應符合三等精密水準測量的技術要求。

通過聯(lián)系測量，將地面施工控制點經盾構工作井引入始發(fā)底板上，為隧道施工提供井下測量基準網。隨著盾構掘進，將在洞內陸續(xù)建立其它測量控制點。

圖15.1-1 高程控制網（導線網）示意圖

圖15.1-2 平面控制網（導線網）示意圖

15.2盾構法施工測量

1、掘進施工測量

（1）編寫《盾構法施工測量技術方案》，并報監(jiān)理審批；

（2）附一線路設計三維坐標：復核區(qū)間施工設計圖上的所有三維坐標，項目總工、測量技術負責人簽名，若有問題及時上報待審批后方可施工；

（3）隧道內主控測量：按貫通測量預計方案的隧道控制測量的要求實行；

（4）隧道內施工控制測量：以主控點為依據，用2級全站儀測量，測角2測回（左右角各1個測回，均值之和與360o的較差小于6″），測邊往返各2測回；

（5）控制點的延伸原則：先施工控制后主控控制，先檢測后延伸；

（6）盾構機及反力架的安裝測量，方法：矩形控制法。精度：軸線方位角誤差≤1′30″，機頭平面、高程的偏離值≤±5mm；

（7）掘進過程中盾構機姿態(tài)測量。提供瞬時盾構機與線路中線的平面、高程的偏離值，與自動導向系統(tǒng)所測值相比較更有利指導掘進。測量方法：擬合法，用全站儀測量"間接點"三維坐標，用小鋼卷尺和水平尺測量盾構機的旋轉、打折、俯仰角的計算參數(shù)，可求得盾構機的旋轉角、打折角、俯仰角，用擬合法的計算程序將"間接點"三維坐標轉換為盾構機機頭中心的三維坐標及其與線路中心的設計坐標在線路法線面上的水平偏差和豎直偏差。精度：偏離值中誤差≤±15 mm。掘進前50米每天測量一次，以后每隔40環(huán)測量一次，貫通前50米每天測量一次。其結果及時與ELS的測量結果進行比較，檢查ELS是否正常；

（8）掘進過程中環(huán)片姿態(tài)測量：按周期對環(huán)片進行檢測，提供環(huán)片姿態(tài)信息有利于盾構機操作手操作，保證環(huán)片成型后的質量。方法：極坐標法：用全站儀直接測量環(huán)片的中心坐標和高程，同隧道中心設計三維坐標值比較，其差即為該環(huán)管片的平面和高程偏差值。精度：偏離值中誤差≤±15 mm。掘進前50米和貫通前50米每天測量一次，中間每20～30環(huán)測量一次，兩次測量將重復5環(huán)。及時提供信息以便指導掘進和注漿，確保隧道施工質量；

（9）ELS的檢核測量：施工中對自動導向系統(tǒng)的檢核測量是保證環(huán)片和盾構機姿態(tài)的質量可靠手段；

全站儀（TCA）托架三維坐標的檢核與延伸：同（4）施工控制測量；

修改ELS的測站（station）測量參數(shù)，定向（oritation）完成后，再進行掘進測量(advance)和方向檢測（direction）；

掘進過程中隨時進行方向檢測，若發(fā)現(xiàn)問題及時校正。

（10）自動導向系統(tǒng)(SLS-T)的測量（基本原理）：
通過人工測量的方法將TCA(智能型全站儀)中心位置的三維坐標以及與后視棱鏡的坐標方位角輸入控制電腦"station"窗口文件保存。TCA定向完成后，再在電腦上啟動"advance"，TCA將照準激光標靶，并被其接受。根據激光束的照電位置可以確定激光標靶水平位置和豎直位置，根據激光標靶的雙軸測斜傳感器可以確定激光標靶的俯仰角和滾動角，TCA可以測得其與激光靶的距離，以上數(shù)據隨推進千斤頂和中折千斤頂?shù)纳扉L值及盾尾與管片的凈空值（盾尾間隙值）一起經由專用掘進軟件的計算和整理，盾構機的位置就以數(shù)據和圖表的形式顯示在控制室的屏幕上。通過對盾構機當前位置與設計位置的綜合比較，盾構機操作手就可以采取相應的操作方法盡快且平緩地逼近設計線路。使之與設計線路偏差保持在工程質量容許值之內，保證隧道按設計施工。理論與實踐證明SLS-T的測量精度≤±15mm。

2、貫通測量

貫通前50米將增加各項施工測量工作的次數(shù)，并進行主控測量復測，保證隧道貫通。貫通后，應進行貫通誤差測量，以及導線、水準閉和差的測量，嚴密平差后的成果作為后續(xù)測量工作的依據。

3、竣工測量

（1）線路中線測量：

以施工控制點為依據，利用區(qū)間時施工控制中線點組成附和導線。直線上點間距平均為150米，曲線上為60米。按主控測量的方法要求進行，技術指標同主控測量。

（2）隧道凈空斷面測量

以測定的線路中線點為依據，直線段每6米，曲線上包括曲線要素點每4.5米測設一個結構橫斷面，結構橫斷面可采用全站儀測量，測定端面里程誤差允許為±50 mm，斷面測量精度為±50mm。

15.3主要技術要求及保證措施

1、委托有資質的第三方監(jiān)測單位進行監(jiān)測。

2、測量的人員和儀器必須有絕對的保證和相對的穩(wěn)定。所有參加測量的人員都必須持證上崗，并且建立各測量人員的崗位負責制。測量儀器必須定期校核和控制在使用有效期內。同時加強對測量儀器的管理；

3、必須堅持復核制，利用已知點進行引測、加點和施工放樣前，必須堅持先檢測后利用的原則，確定已知點檢測無誤時才可使用。凡接樁復測、施工放線放樣、竣工測量等每次都必須進行雙檢復核；無論從測量監(jiān)理接樁、精測隊交接樁、還是施工放樣及施工過程測量交接樁，都必須辦理書面記錄、雙方簽字，重要樁點需有圖示說明；

4、所有結構施工放樣測量數(shù)據資料必須事先在專用本上計算、復核完畢，并畫出放樣示意圖，標注尺寸、標高和擬采用的控制樁位置、里程、坐標等必要全部數(shù)據。用于測量的圖紙、資料，應認真研究核對，確認無誤無疑后方可使用。

5、原始記錄，必須在現(xiàn)場同步作出，嚴禁事后補記補繪，測量資料不允許涂改，不合格時進行補測或重測。

6、測量過程必須有可追溯的詳細文字記錄，內容包括測量儀器編號及名稱、人員分工、測量讀數(shù)、計算公式、過程、結果，控制樁使用情況，氣候、日期、主測人、復核人等。

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