搜索
天津地铁二号线十四合同盾构区间施工技术监测方案中铁一局集团有限公司天津地铁二号线十四合同段项目经理部1盾构区间施工监测方案一、工程概况1、工程概况我项目盾构区间范围为博山道站~津赤路站~李明庄盾构终点，分为左右两线。博山道站~津赤路站区间起讫里程为：右线：CK20+132.002~CK21+135.667，区间全长：1000.672m（右线短链2.993m）。左线：CK20+194.502~CK21+135.667，区间全长938.703m（左线短链2.462m）。津赤路站~盾构终点区间起讫里程：右线为CK21+333.967~CK22+190，区间全长954.951m（右线长链98.918m）；左线区间全长958.135m（左线长链102.102m）。本标段博～津区间从博山道站开始，沿卫国道南侧至津赤路站，沿途经过天佳机械设备安装公司、巨星化工材料公司、美通木业有限公司、柯蓝德汽贸等企事业单位；津～李区间从津赤路站开始，沿卫国道南侧经过外环线津汉立交桥、排污河至李明庄盾构终点井结束。本工程由天津市地下铁道总公司投资建设，施工单位为中铁一局集团有限公司，监理单位为中咨监理公司，设计单位为铁道第三勘测设计院。2、工程地质本工程地形主要为冲积平原，地形较平坦，局部略有起伏。地表覆盖杂填土，局部为素填土，其下为海陆交互相沉积层，主要岩性为粉质粘土、粘土、粉土及粉细砂层，新近沉积层、第I陆相层及第I海相层中局部为淤泥质土，土质松软。南运河、海河两侧新近沉积层天津地铁二号线十四合同盾构区间施工技术监测方案中铁一局集团有限公司天津地铁二号线十四合同段项目经理部2中粉土为地震可液化层。围岩分类为Ⅰ类。津～李区间：起点～DK21+755段穿越软土，洞顶位于④３层淤泥质粉质粘土，DK21+755～DK22+035段洞顶交替位于④３层淤泥质粉质粘土和④１层粉质粘土，都属高含水量、高灵敏度、中～高压缩性、低强度、低渗透性的饱和软弱粘性土，蠕变量大，易引起地面较大变形。DK22+035～DK22+190段隧道穿过⑤１、④１层淤泥质粉质粘土，均匀性很差，基本位于软土上，为非均质地基，应考虑其不均匀沉降及软土层的高含水量、高灵敏度、压缩性、低强度、低渗透性等特点对本工程的影响。博～津区间：DK20+900以前上部由可塑～流塑状粉质粘土组成，局部夹淤泥质粉质粘土透镜体，分布规律性差，局部夹粉土为地震液化土，工程性质差；中部主要有粉土组成，呈松散～密实状，且DK20+900以后上部主要为湿～很湿、中密～密实的粉土组成，且为地震液化土，对于整个第Ⅰ海相层来说，下部主要为淤泥质粉质粘土组成，含水量高，压缩性高，灵敏度高，强度低，渗透性弱，局部为可塑～流塑状粉质粘土及中密～密实状粉土，分布规律性差。3、水文地质本场地内表层地下水类型为第四系孔隙潜水，赋存第Ⅱ陆相层中及其以下粉沙及粉土层中的地下水具有微承压性，为微承压水。孔隙潜水主要赋存于人工填土层及第Ⅰ陆相层、第Ⅰ海相层的粘性土和粉土中，以⑤1层粉质粘土为相对隔水底板。含水层基本有粉质粘土与粉土互层状组成，其储水量较高，但出水量不大，水平、垂天津地铁二号线十四合同盾构区间施工技术监测方案中铁一局集团有限公司天津地铁二号线十四合同段项目经理部3直向渗透性差异较大。当局部地段夹有粉沙薄层时，其富水性相应增大。地下水埋藏较浅，勘测期间地下水埋深0.5～3.7m（高程-0.04～3.45m）。潜水主要接受大气降水和地表水补给，排泄以蒸发为主，水位受季节影响较大，其水位变幅多年平均值约为0.8m。经取水样试验分析，潜水对混凝土结构具有硫酸盐弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具有腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性；微承压水对混凝土结构具有硫酸盐弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性。二、施工监测方案编制依据1.《地下铁路、轻轨交通测量规范》《GB5038-1999》2.《建筑变形测量规范》《JGJ/T8-97》3.《天津市建筑地基基础设计规范》《TBJ1-88》4.《国家一、二等水准测量规范》《GB12897-93》5.工程测量规范：《GB50026-93》6.城市测量规范：《GJB-99》7.天津地铁二期工程施工监测技术规定。8.博山道站～津赤路站～李明庄盾构区间线路设计图三、施工监测的目的和任务(1）监测和分析各种施工因素对地表变形的影响，提供优化施工参数，减少沉降的依据。(2）根据前一步的观察结果，预测下一步的地表沉降和对建筑物和地下管线及其它设施的影响，以合理的代价采取保护措施，保证地面建筑物及地下管线的安全。(3）检验施工结果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，天津地铁二号线十四合同盾构区间施工技术监测方案中铁一局集团有限公司天津地铁二号线十四合同段项目经理部4以作为改进设计的依据。(5）通过监控量测了解施工方法和施工手段的科学性和合理性，指导施工，及时调整施工方法，保证施工安全。四、施工监测方案的制定原则（1）监测方案以安全施工为目的，根据工程特点确定监测对象和主要监测指标。（2）根据监测对象的重要性确定监测规模和内容、监测项目和测点布置。（3）采用先进、可靠的监测仪器和设备，设计先进的监测系统。（4）为确保提供可靠、连续的监测资料，各监测项目间相互校验，以利数值计算、故障分析和状态研究。（5）在满足确保工程安全施工的前提下，尽量减少对工程施工的交叉干扰。五、监测项目及测点布设原则1、监测控制网的布设为了保证变形监测的精度，科学的指导盾构施工，结合测区的实际情况，布设了变形监测的高程控制网，根据规范要求水准基点不应少于3个，沿博山道站—李明庄站两个盾构区间共布设了7个水准基点，在沿线原有的五个精密导线控制点的基础上又加密了埋设了两个，这些水准基点的点位距隧道轴线50米到100米的安全地带。水准基点是变形监测的基础，要求它们必须具有非常好的稳定性，距监天津地铁二号线十四合同盾构区间施工技术监测方案中铁一局集团有限公司天津地铁二号线十四合同段项目经理部5测区域不能太远也不能太近，太近可能会受到场地变形的影响，太远会使传播误差增大。将这7个水准基点与两个已知高程控制点采用二等水准测量的方法进行联测，构成附合水准路线。在监测过程中为了保证水准基点的稳定可靠，定期对这条附合水准路线复测，一般情况下3个月复测一次；如在雨季等特殊情况下，需缩短复测周期。复测应达到规范精度，保证控制网的精确性、稳定性，保证监测能反映实际情况，为盾构施工提供可靠信息。2、监测项目一览表类别监测项目监测仪器及工具监测精度测点布置监测频率应测项目地表沉降精密水准仪、铟钢尺0.10.1mm沿轴线布设，点距为5~10米，相隔一定距离（50m）布设监测断面。横向测点的设置范围在隧道中心轴线两测各18米的范围内，必要时需加密。掘进面距监测断面前后≤20米时1-2次/天掘进面距监测断面前后≤50米时1次/2天掘进面距监测断面前后50米时1次/周建（构）筑物沉降、倾斜、裂缝精密水准仪、铟钢尺拍照0.1mm1″布设在建筑物四角，每栋点不少于4点，倾斜测点不少于2组，2个/组周围建（构）筑物的沉降和倾斜监测频率与地表沉降的观测频率相同外，建（构）筑物的裂缝，监测频率按照控制两次观测期间裂缝发展不宜大于0.1mm及裂缝所处位置而定地下管线变形精密水准仪铟钢尺、全站仪0.1mm1″地下管线每10~15米一个测点、管线接头处或位移变化敏感部位与地表沉降相同管片沉降与变形监测全站仪横尺精密水准仪铟钢尺5mm每10环管片布置一个测量断面2次/周3、测点布设原则①按监测方案在现场布设测点，当实际地形不允许时，天津地铁二号线十四合同盾构区间施工技术监测方案中铁一局集团有限公司天津地铁二号线十四合同段项目经理部6在靠近设计测点位置设置测点，以能达到监测目的为原则。②为验证设计参数而设的测点布置在设计最不利位置和断面，为指导施工而设的测点布置在相同工况下最先施工的部位。③地表变形测点的位置既要考虑反映对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。④深埋测点（结构变形测点）不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度。⑤各类监测测点的布置在时间和空间上有机结合，力求同一监测部位能同时反映不同的物理变化量，以便找出其内在的联系和变化规律。⑥测点的埋设应提前一个月完成，并至少在掘进前半个月进行初始状态数据的量测。⑦测点在施工过程中一旦破坏，尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，以保证该测点观测数据的连续性。六、监测仪器监测仪器汇总表仪器名称规格型号单位数量全站仪徕卡TC402台1精密水准仪徕卡DNA03台1铟钢尺2M把2带状钢卷尺50M把1天津地铁二号线十四合同盾构区间施工技术监测方案中铁一局集团有限公司天津地铁二号线十四合同段项目经理部7裂缝观测器WYSX-40台1数显收敛计JSS30A台1七、监测组织与流程监测小组人员组织表序号人员职务主要职责所属单位1刘彦生监测部部长全面负责监测工作。中铁一局2程绍起测量工程师负责监测方案实施，监测数据的分析中国地震局第一地形变监测中心3韩勇测量工程师负责监测方案实施，监测数据的分析中国地震局第一地形变监测中心4王立成测量工程师观测者中国地震局第一地形变监测中心5刘利技术员记录员中国地震局第一监测中心6王海龙技术员负责监测数据整理中铁一局天津地铁二号线十四合同盾构区间施工技术监测方案中铁一局集团有限公司天津地铁二号线十四合同段项目经理部8信息化施工工艺流程如图调整、确定掘进参数监测数据图表、曲线分析、预测隧道掘进测量与监测监测成果报监理工程师异常停止监测监测对象达到稳定标准正常掘进加密监测地面建筑物、管线加固险情预报地面监测初始掘进200m监测数据图表、曲线分析预测区间定期监测沉降、位移、倾斜与隧道掘进关系地面建筑物沉降、倾斜、裂缝地表隆陷地下管线沉降、位移盾构机掘进监测成果报监理工程师天津地铁二号线十四合同盾构区间施工技术监测方案中铁一局集团有限公司天津地铁二号线十四合同段项目经理部9八、监测项目的监测方法1、地表沉降监测（1）地面隆陷变形机理国内外大量的实测资料及理论分析结果表明：从隧道横断面来看，大多数情况下，第二条隧道所引起的地面沉降较第一条隧道大；就单条隧道而言，沉降槽曲线似正态分布曲线。两条隧道沉降曲线类似两条单线的迭加。从纵向来看，地面沉降主要发展规律为，一是盾构掘进面的前方可能产生较大的地表隆起，二是施工沉降除土体损失引起的沉降外，还存在盾尾空隙沉降，如下图。①先期沉降②盾构开挖面沉降或隆起③盾构通过时沉降④盾尾空隙引起的沉降⑤后续沉降盾构机面开挖盾尾沉降曲线①④②③⑤Smaxiw-X+X-S(12W-R)/Z盾构施工过程中地面隆陷纵、横断面曲线图天津地铁二号线十四合同盾构区间施工技术监测方案中铁一局集团有限公司天津地铁二号线十四合同段项目经理部10由上述可知，盾构施工引起地表变形主要可分为五种类型，各种类型沉降产生的原因与机理见下表。盾构施工引起变形的原因与机理沉降类型主要原因应力扰动变形机理先期沉降地下水位降低孔隙水压力减少，围岩有效应力增加压缩和压密、下沉盾构开挖面沉降或隆起工作面处施加压：过大隆起，过小沉降围岩应力释放、扰动负荷土压力弹塑性变形盾构通过时沉降施工扰动，盾构与围岩（土体）间剪切、出碴扰动压缩盾尾空隙引起的沉降围岩（土体）失去支撑，管片背后注浆不及时应力释放弹塑性变形后续沉降结构变形、地层扰动、空隙水压下降等土体固结压缩和蠕变下沉地层受扰动而引起应力变化是产生位移的主要原因。由于区间隧道穿越的主要为粉质粘土层，大部分地层变形以盾构通过时的沉降和盾尾空隙沉降为主。表中五种沉降都会产生。（2）地表测点的布设地表沉降点一般沿轴线进行布设（一般情况均是轴线上测点变化最大），点距4-5m。进出洞和遇有重要建筑物时适当加密。相隔距离（50m）布设沉降槽观测断面，在坚硬地面上使用射钉或道钉设置测量标志，再软土地面上使用钢筋桩做测量标志。盾构法施工时地面天津地铁二号线十四合同盾构区间施工技术监