暗挖隧道监测方案全解

目录

第一章工程概况 (2)

1.1 工程概况 (2)

1.1.1 项目概况： (2)

1.2 工程基本情况 (2)

1.3 工程特点简要说明 (2)

1.4 工程地质和水文地质 (3)

1.5 工程环境 (5)

1.5.1 既有建（构）筑物 (5)

1.5.2 地下现况管线 (5)

第二章施工监测 (6)

2.1.1 监测原则 (6)

2.1.2 监测准备 (6)

2.1.3 监测内容及监测频率 (7)

2.1.4 监测点布置 (8)

2.1.5 监控标准及预警值 (12)

2.1.6 观测要求及报告制度 (13)

2.1.7 变形超过允许值时采取的措施 (14)

第三章风险控制系统 (15)

3.1 监控量测控制标准 (15)

3.2 数据分析与处理 (15)

3.3 风险控制控制方法 (15)

3.4 监测应急预案 (15)

第一章工程概况

1.1工程概况

1.1.1项目概况：

工程名称：丽泽铁路桥区积水治理工程

工程地点：北京市丰台区京九铁路立交与丽泽路交汇处的东南角；

1.2工程基本情况

本工程为雨水泵站新建雨水调蓄设施，对高强度降雨进行消峰，可以有效应对极端情况下（例如断电、来不及切换发电车等情况）的桥区排水；同时能在雨量较大等特殊情况下进行强排（调蓄池和泵站同时抽水），提高排放能力。

1.3工程特点简要说明

本工程调蓄池设计为浅埋暗挖结构，新建调蓄池位于现状丽泽泵站东侧，采用暗挖施工，开挖竖井在泵站东侧，暗挖调蓄池断面为拱顶直墙型式，净宽7.3m，净高 6.3m，拱顶净高0.7m。调蓄池顶板覆土厚度约2.55-3.1m，隧道共计长度40.6m。

调蓄池初期支护采用钢筋格栅＋C20喷射混凝土，厚度300mm，格栅纵向间距500mm。二次衬砌结构为C35强度等级模筑钢筋混凝土，防水等级P8，二衬厚度400mm。

调蓄池暗挖施工采取拱顶小导管超前注浆加固措施，小导管为?42mm花孔无缝钢管，长2.5m，环向间距0.3m，纵向搭接 1.0m。隧道采用台阶法留核心土开挖，初衬贯通后再施做二衬结构。

竖井侧壁开马头门时需在洞口拱顶提前打设大管棚，大管棚为?108mm花孔无缝钢管，长7m，环向间距0.3m。

因本工程埋深较浅，且隧道穿过现况泵站门前一条宽为5m的道路。考虑到施工安全，隧道穿越道路段将采取开挖前全断面注浆施工措施。

施工位置平面图

1.4工程地质和水文地质

1、土质情况

主要包括：粉土填土①层，黄褐色，稍密，湿~稍湿，局部为粉质粘土填土,含砖、灰渣，植物根；杂填土①1层，杂色，稍密，稍湿~湿，含碎石、砖块、灰渣，水泥块，建筑垃圾。该层厚度变化较大，一般厚度在0.60~6.80m土质不均，工程性质差。

主要岩心特征如下：卵石、圆砾⑤层：杂色，中密~密实，湿，剪切波速VS值=358~448m/s 属低压缩性土，s重型力动力触探击数N63.5=38~75,属低压缩性土，钻探揭露卵石：D大=10cm，D长=12m，一般=3~5cm，亚圆形，级配较好，含中砂约30%；中砂、粗砂⑤1层：褐黄色，密室~中密，湿，属低压缩性土，含云母，局部含圆砾。该大曾层顶标高约28.99~30.36m。

隧道穿越土层为：卵石、圆砾⑤层：杂色，中密~密实，湿；中砂、粗砂⑤1层：褐黄色，密室~中密，湿，属低压缩性土，含云母，局部含圆砾。

2、水文情况

根据对拟建工程所在区域地下水分布条件和地下水水位长期观测资料的综合分析，本工程场区属北京市工程水文地质分区中的Ⅲb亚区。拟建场地地面下水位埋深为21.20～22.30m 因此隧道施工范围内，未揭露到地下水，本工程不会受地下水产生的不良影响。

3、工程地质刨面图：

详见下图：

1.5工程环境

1.5.1既有建（构）筑物

因暗挖工程在现况绿地内，场地附近无其他构筑物，所以无地下管线，经实际调查，泵站东门有一条进入泵站及公园的混凝土小路。

1.5.2地下现况管线

拟建管线施工现场范围在绿地内，施工区域无地下管线。

第二章施工监测

2.1.1监测原则

施工监测是一项系统工程，监测工作的成败与选用监测方法的选取及测点的布置直接相关。根据以往监测工作的经验，归纳以下5条原则。

1、可靠性原则：可靠性原则是监测系统设计中所考虑的最重要的原则。为了确保其可靠性，必须做到；

1）系统需要采用可靠的仪器；

2）应在监测期间保护好测点。

2、多层次监测原则：多层次监测原则的具体含义有四点；

1）在监测对象上以位移为主，兼顾其它监测项目；

2）在监测方法上以仪器监测为主，并辅以巡检的方法；

3）在监测仪器选择上以机测仪器为主，辅以电测仪器；

4）分别在地表、及临近建筑物与地下管线上布点形成具有一定测点覆盖率的监测网。

3、重点监测关键区的原则：在具有不同地质条件和水文地质条件、周围建筑物及地下管线段，其稳定的标准是不同的。稳定性差的地段应重点进行监测，以保证建筑物及地下管线的安全。

4、方便实用原则：为减少监测与施工之间的干扰，监测系统的安装和测量应尽量做到方便实用。

5、经济合理原则：系统设计时考虑实用的仪器，不必过分追求仪器的先进性，以降低监测费用

2.1.2监测准备

1).根据工程的特征，制定详细的监测计划、监测方案和信息传输方法。

2).监测在基坑施工之前就开始进行，以得到可靠的初始记录。在监测中，监测频率是根据项目的设计要求和施工情况来确定的。

3).信息传输：所有现场测得的数据，要通过人工的形式，及时安全地传送到数据库系统中，以便按时提供可靠的结果。

4).定期简报：将现场测得的数据的分析结果和预测，定期以简报形式汇报有关单位

2.1.3监测内容及监测频率

施工期间为确保周围既有建筑物、地下管线及道路的安全，必须加强监控量测，根据设计要求和工程实际情况确定监测内容。

暗挖施工监测项目主要包括：地表沉降、地下管线沉降、支护结构顶部水平位移、基坑周边地下管线沉降等。依据监测项目确定所使用的量测设备，测量设备必须经过计量检测部门的检定，具有检定合格证。测点具体布置范围及相关技术要求以设计图纸为准。

拱顶沉降和净空收敛监测频率表附表4-7

经稳定，基本稳定后需再持续监测1年，以确保隧道自身及周边环境处于安全状态；

2.当拆除临时支撑时以及出现异常情况时，增大监测频率。

3.B为隧道开挖跨度；

4).当出现下列情况之一时，提高监测频率：

a监测数据达到报警值；

b监测数据变化较大或者速率加快；

c存在勘察未发现的不良地质；

d超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工程施工；

e基坑及周边大量积水、常时间市政管道出现泄漏；

f基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值；

g支护结构出现开裂；

h周边地面突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂；

m邻近建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂；

n基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏或流沙现象；

o基坑工程发生事故后重新组织施工；

p出现其他影响基坑及周边环境安全的异常情况

2.1.4监测点布置

地表沉降量测是浅埋隧道稳定性观测的监测项目，沉降量是用水准测量的方法，多次观测水准点与设置在建筑物上的观测点间高差的变化得出的。在重要管线处、道路、建筑物旁均要设置沉降观测点。沉降值将按照《建筑变形测量规范》及第三方监测的规定的数值为标准。地表下沉量测遵守下列规定：1）沉降观测的水准点必须坚固稳定，为了对水准点进行相互校核，防止其本身产生变化，水准点的数目应不少于3个，以组成水准网。

在隧道穿越莲花池西路、西三环中路、莲花池东路路面，沿左右线区间隧道中线及整体结构中线各布设一行监测点；间隔10m布设一个沉降点，间隔30m 布设一个沉降观测断面，断面根据埋深不同布设3-5点，点间距2m-5m。基坑纵横轴线的路面上，在坑边、距离坑边间隔3m、5m处布设地表沉降点2）当隧道附近地表有建（构）筑物时，在建（构）筑物周围增设地表下沉观测点，水准点埋设深度至少要在冰冻线以下0.5米，以保证稳定性。

3）纵向量测范围，除已施工地段外，从开挖面地表面开始，沿在施工隧道中线向前延伸，其长度为隧道开挖面底部至地表面的距离。

设置要点：施工前在地表埋设水准桩，基点桩埋设施工影响范围以外。施工中用精密水准仪配合钢尺观测地面绝对沉降量。沿管线方向每隔10m布设一个沉降观测点，施工中采用精密全站仪施测。

4）在埋设的观测点稳定后即应进行第一次观测。施工期间在增加较大荷载前后均应进行观测。在地面附近荷载突然增加，周围大量积水后，或周围大量挖方等均应观测。如施工期间中途停工时间较长，应在停止时和复工前进行观测。工程竣工后也应连续每天进行观测，观测时间的间隔可按沉降量大小及速度而定。

量测内业计算：

①每次量测后及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线和距离挖面的尺寸图；

②对初期的事态曲线进行回归分析，预测可能出现的量大值和变化速度；

③数据异常时，根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加大锚杆，增加钢架等加固措施。

次做完内业后组织有关测量人员、技术人员对量测结果进行整理，合理判别围岩稳定性。

附图：暗挖断面监测点布置图

附图：暗挖基坑监测点断面及平面布置图

（二）道路沉降测点布设在沥青路面，采用机械钻孔，达原状土层后植入钢筋，具体深度以实际揭露为准，采用（砂＋木屑）隔离，中间埋设直径Φ20mm 左右的螺纹钢筋，测点上部盖钢板，周边用钢管护筒进行保护，钢板厚度为5mm，钢管厚度2～3mm。附图

路面测点埋设示意图

（三）初期支护结构拱顶沉降：

拱顶下沉是衡量隧道稳定的另一重要指标，是在隧道施工中必须的常规项目，它反映了隧道开挖到二次支护前这段时间的拱顶围岩的变形情况，用于初期支护稳定性的判断和量测信息反馈。根据反馈数据进行处理，以防由于拱顶下沉过大对上部管线等相关设施形成影响。拱顶沉降量观测采用水准测量，方法与地表沉降相同。

（四）初期支护结构净空收敛：

洞内位移测试是检验初期支护刚度的重要手段。测点里程与地表沉降断面相对应。测点随施工行及时埋设，以免位移损失。测试要求：净空变形量测尽早进行，初读值在开挖后12h内读取数值，最迟不大于24h，而且在下一循环开挖前必须完成初期变形值的读数。由于本工程采取全断面开挖方式，布置水平测线时，考虑在拱腰、边墙部分个布设一条。一个监测断面内需布设6条测线，每3条组成一个闭合三角形，断面三角形顶部共用一个测点。每次量测时，用水准仪观测一下拱顶量测点相对水准基点的变形值。

（五）地下管线沉降

燃气、给水、直埋热力等带压管线监测测点布置在管线旁边，测点与管线横向间距不超过0.5m，测点埋植深度至管底高程。从路面用Ф108水钻钻孔至管底标高，成孔后在孔底浇注混凝土并植入钢筋，钢筋外套PVC管，并在PVC 管与孔壁之间填充细沙，在孔顶设置小窨井至地面，并在小窨井顶部安装金属盖以避免测点破坏。布置测点布置图附图。

燃气、给水、直埋热力等带压管线沉降监测测点布置图

2.1.5监控标准及预警值

根据有关规范、规程、计算资料和设计文件确定监控量测项目的管理控制值，施工时预警值、警戒值的确定，F=实测值/容许值：当F<0.6时，为安全，当0.8>F≧0.6时预警及时报告，继续加强监测，查原因、准备补救措施，当F ≧0.8时：警戒，发出警报、立即停止检查，及时报送运营单位、建设单位采取补救措施。当达到警戒值时，应采取必要的加强措施，在实际过程中，应同相关单位对警戒值进行分析、使用及修正，修正支护参数后方能继续施工

1、监测控制标准

监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。对于不同的监测对象和不同的监测内容有不同的监测控制标准，分别采用如下标准：

控制值设定表附表4-9

监测项目应按“分区、分级、分阶段”的原则制定监控量测控制标准，并按黄色、橙色和红色三级预警进行反馈和控制，具体内容见下表：

1、发出黄色预警时，监测组和施工单位应加密监测频率，加强对地面和建筑物沉降动态的观察，尤其应加强对预警点附近的雨污水管和有压管线的检查和处理；

2、发出橙色预警时，除继续加强上述监测、观察、检查和处理外，应根据预警状态特点进一步完善针对该状态的预警方案，同时应对施工方案、开挖进度、支护参数、工艺方法等作检查和完善，在获得设计和建设单位同意后执行；

3、发出红色预警时，除应立即向上述单位报警外还应立即采取补强措施，并经设计、施工、监理和建设单位分析和认定后，改变施工程序或设计参数，必要时应立即停止开挖，进行施工处理。

4、当实测数据出现任何一种预警状态时，监测组应立即向施工主管、监理和建设单位报告，获得确认后应立即提交预警报告。

2.1.6观测要求及报告制度

（一）监测要求

施工过程中设立专项测量小组，固定人员，固定仪器，固定观测线路。每天观测的结果进行分析统计，绘制位移-时间关系图，变形速率-时间关系图。发现不正常的情况及时向现场总工程师通报，迅速处理，绝对保证构筑物的安全。

1）洞内观测符合下列要求：

（1）每一循环开挖完成后及时观察开挖工作面围岩状态，并绘制工作面地质素描图，填写工作地质状态记录表。发现围岩条件恶化时，及时采取处理措施并确认合格；

（2）有支护的施工地段，每天至少观察一次，确认格栅拱架处于稳定状态，并做好测量记录。

2）洞外观察包括地表沉陷和开裂，地表水渗透，洞口边坡稳定状况。

3）测试要求

测试工作用统一原始数据报表，实行施测人员、量测技术负责人二级审核上报制度。每日测试数据及时上报。在整个监控量测工作结束后，提出一个具有分析意见的测试量测工作总结报告

（二）报告制度

监测人员每天要对监测结果进行统计汇总，对于观测项目要标出变形-时间关系曲线，对于变形连续的，进行回归分析，并将观测及分析以后的结果口头

汇报给工地总工程师，总工签字后报总监理工程师。当变形速率增加或变形较大时，要及时将观测与分析结果报告工地项目总工程师，为其修改施工方案提供决策依据

2.1.7变形超过允许值时采取的措施

1、基坑地面沉降以及变形超过预警值时，加强监测，减小每段开挖长度。

2、变形超过报警值时，监测频率加大至正常值的2~3倍，在减小每段开挖长度的同时，加强边坡支护，加密钢管支撑，以达到控制变形的目的。

3、变形超过允许值时，立即停止施工，对沟槽进行回填，通知设计、甲方、监理以及路政局等相关单位，根据现场情况制定处理方案，经路政局、监理、设计认可后实施。

第三章风险控制系统

3.1监控量测控制标准

根据评估报告建议，确定各测项控制值见2.5监控标准及预警值。

3.2数据分析与处理

每次监控量测工作结束后，原始数据经过审核、消除错误和取舍之后，进行数据分析。监测数据积累到足够丰富时，根据曲线形态选择合适的函数，对监测结果进行分析和预测。对监控量测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最终位移值和预测道路及既有设施的安全性，据此确定适应性。

3.3风险控制控制方法

根据工程实际经验与《穿越既有交通基础设施工程技术要求》（DB11/T 716-2010）制定警戒控制标准F，并进行三级预警管理。

设定：F=实测值/安全控制标准值。

三级管理办法可参考表4.2进行判定。

表4.2 三级管理程序表

实行Ⅱ级管理：为预警状态，加强观测，发出预警并及时报告、采取补强措施；橙色报警状态实行Ⅰ级管理：为警戒状态，立即通知施工单位停止施工、并及时报送运营单位建设单位，加强监测，同时应对施工方案、开挖进度等作检查和完善，在获得设计和建设单位同意后执行。

3.4监测应急预案

根据监测数据反馈信息，当施工处于警戒状态时，应启动监测应急预案。做为安全监测单位，拟设定应急预案内容应包括数据的上报、加强监测频率、增设

监测点、开设专题报告等内容。具体内容如下表所示。

监测工作应急预案一览表