九亭-七宝下行线监测小结

夜上海地铁 上海市轨道交通9号线工程（九亭站～七宝站）区间下行线隧道施工监测报告上海京海工程技术公司SHANGHAI JINGHAI GEO-TECHNIQUE COM.上海市轨道交通9号线工程（九亭站～七宝站）区间下行线隧道施工监测报告建设单位：上海港铁建设公司施工单位：上海市基础工程公司监测单位：上海京海工程技术公司总经理：王梅珍总工程师：马文亮项目经理：贾利仕上海京海工程技术公司二零零六年十月一、工程概况：九亭站～七宝路站区间下行隧道工程是上海市轨道交通九号线工程的一个重要组成部分，是上海市的重大工程项目。

本工程采用一台单圆盾构施工，盾构机起始于九亭车站的东端头井，终止于七宝车站西端头井，里程桩号为XK18+852.765～XK21+867.550，全长约3015米左右，由于该区间较长，在该区间设有两个岔道井，东岔道井位于XK20+912.538～XK20+727.538处，西岔道井位于XK19+703.6～XK19+521.4处。

本工程共分三阶段施工：九亭站～西岔道井区间、东岔道井～西岔道井区间、七宝～中春路区间。

途经沪亭南路、涞亭北路、南新环线铁路、华宝路、中春路等管线众多的十字路口。

另外还穿越小涞港、华新港两条河流。

盾构平行于沪淞公路，其中七宝～中春路区间前300环在沪淞公路下穿行；东岔道井～西岔道井区间平行于沪淞公路8米，西岔道井～西出入段线区间平行于沪淞公路14米。

两次穿越莱亭路口一加油站。

东岔道井～西岔道井区间施工时穿越南新环线铁路，须跟踪监测，掌握其变形情况，确保其安全。

为此上海市基础工程公司委托上海京海工程技术公司对此区间盾构推进施工进行监测。

二、地质状况三、盾构隧道施工监测的意义和目的在软土地层的盾构法隧道施工中，由于盾构穿越地层的地质条件千变万化，岩土介质的物理力学性质也异常复杂，而工程地质勘查总是局部的和有限的，因而对地质条件和土体的物理力学性质的认识总存在诸多不确定性和不完善性。

由于软土盾构隧道是在这样的前提条件下设计和施工的，为保证盾构隧道工程施工安全和周围环境安全，并在施工过程中积极改进施工工艺和参数，需对盾构推进的全过程进行监测。

在设计阶段要根据周围环境、地质条件、施工工艺特点，做出施工监测方案，在施工阶段要按监测结果及时反馈，以合理调整施工参数和采取技术措施，最大限度地减少地层移动，以确保工程安全并保护周围环境。

施工监测的主要目的是：⑴认识各种因素对地表和土体变形等的影响，以便有针对性地改进施工工艺和修改施工参数，减小地表和土体的变形。

⑵预测下一步的地表和土体变形，根据变形发展趋势和周围建筑物情况，决定是否需要采取保护措施，并为确定经济合理的保护措施提供依据。

⑶检查施工引起的地面沉降和隧道沉降是否控制在允许的范围内。

⑷控制地面沉降和水平位移及其对周围建筑物的影响，以减少工程保护费用。

⑸建立预警机制，保证工程安全，避免结构和环境安全事故造成工程总造价增加。

⑹为研究土体性质、地下水条件、施工方法与地表沉降和土体变形的关系积累数据，为改进设计提供依据。

⑺为研究地表沉降和土体变形的分析计算方法等积累资料。

⑻发生工程环境责任事故时，为仲裁提供具有法律意义的数据。

四、盾构施工对周围环境影响的分析和预测盾构推进引起的地层移动因素有盾构直径、埋深土质、盾构施工情况等，影响地层移动的原因见下图，其中隧道线形、盾构形状、外径、埋深等设计条件和土的强度、变形特征、地下水位分布等地质条件是客观因素。

而盾构形式、辅助工法、衬砌壁后注浆、施工管理情况是主观因素。

地层移动特征：1、盾构推进过程中引起的地层损失，即地表沉降是多因素的。

①、开挖工作面土体移动，当作用在正面土体的推应力大于原始侧向应力时，则正面土体向上向前移动，引起盾构前方土体隆起，造成负地层损失。

如果开挖面土体受到的水平支护应力小于原始侧向应力，则开挖面土体向盾构内移动，引起盾构上方地面沉降，造成地层损失，此类地层损失是正常的地层损失，一般在施工中是不可避免的，但若是采取信息化施工，施工操作十分精心的话，这种地层损失可控制在一定限度。

②、盾构后退，在盾构暂停推进中，若推进千斤顶漏油回缩而引起盾构后退，使开挖面土体坍落或松动，造成地层损失。

③、土体挤入管片与盾构之间的建筑空隙，这部分空隙在盾尾。

出现空隙的主要原因：a.盾尾材料与结构的密封性能差。

b.注入量少、质差的盾尾油脂，损坏了盾尾钢刷。

c.向盾尾后面隧道外周建筑空隙压浆不及时、或压浆量不足，或压浆压力不适当，使盾尾后隧道周边土体失去原始三维平衡状态而向盾尾空隙中移动漏浆，引起地层损失。

④、盾构施工中改变推进方向，盾构推进为控制轴线方向的纠偏较大，或盾构在曲线推进、纠偏、抬头或磕头推进过程中，实际开挖面的断面不是圆形而是椭圆。

则对土体有扰动和超挖，因此引起地层损失。

⑤、管片的变形和隧道的沉降，在土压力作用下，隧道衬砌产生的变形也会引起少量的地层损失，隧道沉降较大时，也会引起不可忽视的地层损失。

2、受扰动土的再固结。

一是地层因土体中孔隙水压力变化产生固结变形引起地面沉降。

二是土体受扰动后，土体骨架还发生持续很长时间的压缩变形，在此土体蠕变过程中产生的地面沉降。

因此，盾构施工过程对土体的扰动是一个从平衡到不平衡再到新的平衡的运动过程。

其不平衡状态表现为加压后的地面隆起和盾尾后的地面沉降。

四、监测内容在盾构施工过程中由于土体的缺失以及土体的应力变化而导致不同程度的地面隆起和沉降，从而会影响到周围的地面建筑、地下管线等设施的正常使用。

该区间隧道大部分在居民区穿越，居民建筑物大多年代悠久，基础薄弱，应是本工程重点保护对象之一，需在建筑物上布设沉降监测点，随时了解建筑物的不均匀沉降情况。

从管线资料来看，盾构在在沪松公路下穿越时沿线有平行于隧道轴线的管线，以及盾构穿越各个交叉路口时有垂直于隧道的管线，沿线分布有上水、煤气、电力、电话、雨水、污水等几大类管线，埋深一般在地表以下1～2米范围内，在盾构穿越地下管线时要对地下管线进行跟踪监测，在已完成的隧道部分，由于在施工时隧道周围土体被扰动，在施工完毕后扰动的土体自身的固结，以及隧道上部土体对已建好隧道管片的压力使刚建好的隧道上没有达到受力平衡，另外由于两条隧道不是同时推进，后推的隧道对前推的隧道会产生挤压作用，在这些力的作用下，隧道会产生变形，变形表现为隧道的沉降和隧道的位移。

针对该区间隧道沿线的建（构）筑物及地下管线设施，结合盾构推进施工中引起地面沉降的机理，投入如下监测内容：（一）地表环境监测·地表沉降·地下管线沉降·建（构）筑物沉降（二）隧道变形监测·隧道沉降监测（三）监测内容的实施1．地表沉降点建立地面沉降监测网，即在现场布置平行于隧道轴线的沉降监测点和垂直于隧道轴线的沉降监测点。

平行于隧道轴线的沉降监测点一般情况每5环布设一点，垂直于隧道轴线的沉降监测点每100环布设一组长24米的断面，每组均为9点，距离隧道轴线分别为1米、3米、6米、12米；在每100米区间段内布设一组12米长的断面，测点该区间下行线距轴线分别为3米、6米对称布设。

另外在进、出洞10环范围内进行加密，每2环布一沉降监测点，在2环、10环处各布一24米的断面，在该范围内若有条件布设深层沉降点。

平行于隧道轴线的地面监测点主要用于观测盾构施工时对地面的影响程度；垂直于隧道轴线的地面监测点主要用于观测盾构施工时对地面的影响范围。

盾构施工的监测范围一般为盾构前20环，后50环。

对范围以外的测点监测根据其沉降变形的速率决定是否继续实施监测。

在整个区间隧道施工完成后2．地下管线沉降施工前与各种管线单位联系，摸清地下管线的准确位置，并将管线落到具体的布点图上，按管线单位要求进行监测点的埋设，并做好监测点的保护工作。

同时加强沿线巡视，发现问题及时解决。

对重要的管线根据需要跟踪监测。

并把监测信息及时反馈给各管线单位。

根据该标段内隧道沿线环境的特殊情况及盾构施工对地下管线影响的需要，本着即能全面掌握信息，又要经济安全地完成整个隧道工程的原则，对常规管线的监测利用地表沉降监测网。

但为了更直接地了解盾构施工对管线的影响程度，对轴线两侧各5米范围内各种管线的设备点（如阀门井、抽气井、人孔、窨井等）进行直接监测，在管线单位的监控下确保管线的安全。

及时了解管线的沉降速率及沉降量，并控制在容许的范围内。

该标段沿线的地下管线埋深一般在地表以下1～3米范围内，在盾构穿越地下管线时要对地下管线进行跟踪监测，3．建（构）筑物沉降该区间隧道轴线大部分在沪松公路北侧居民楼下穿越，盾构穿越时会对建筑物产生影响，该区居民楼年代久远，是本项目监测的重点，另外盾构还穿越小涞港和华新港两条河港以及中春路立交桥，两条河流的防汛墙和中春路立交桥桥墩也是本项目监测的内容。

在布点时需在建筑物的外墙角、门窗边角、立柱以及防汛墙等突出部位布设沉降观测点，观测建筑物和防汛墙在盾构穿越前后所发生的变化，力求将建筑物和防汛墙的沉降控制在最小程度。

在盾构穿中春路桥墩时监测立柱的倾斜变化。

对于该区间内年代久远的建筑物，测点布设应根据建筑物的基础形式、距离远近酌情而定。

在施工前需同施工单位一同在隧道沿线巡视、观察，若发现先天裂缝，应采取贴石膏饼的方法观测裂缝的后期变化，必要时拍照存档。

对于较重要或影响较大的建筑物按上面的方法测建筑物的倾斜变形；在紧邻路两侧的建筑上各布设4～8只沉降监测点，在一侧墙面至少布设2只沉降点，建筑物沉降监测点暂估450点。

建筑物点布设如下图：4．隧道沉降点的布设沿着隧道推进方向在隧道的管壁上布设水准点，在进、出洞50环范围及中间风井双向延伸各50环范围内，每隔5环布设一沉降监测点，在其他部位每隔10环布一沉降监测点，该区间分三段计算，九亭到西岔道口段布设66个，西岔道口到东岔道口段布设95个，东岔道口到七宝段布设90个，整个项目隧道沉降点合计251点。

五、施工概况1．九亭～西岔道井区间九亭～西岔道井区间盾构下行线于2004年7月9日开始拉洞门，7月14日盾构机从九亭站东端头井沿下行线轴线向西岔道井方向推进。

于8月22日推进至215环，机头穿越上煤、上水及上话管线以后离管线距离较远（25米左右），到8月28日盾构推进至295环，此时盾构机切口已位于民房下面，为了保证房屋的安全，在此期间随时与施工单位交流信息，使房屋沉降得到较好控制。

9月14日盾构穿越建筑物进入空地直至10月10日盾构推进结束，总共历时3个月零20天。

2．东岔道井～西岔道井区间东岔道井～西岔道井区间盾构下行线于2005年9月3日开始拉洞门，9月14日盾构机从东岔道井沿下行线向西岔道井方向推进。

9月24日盾构推进至37环，准备穿越铁路在此期间我单位现场人员进行跟踪监测直至9月28日盾构推进至66环穿越铁路。