隧道拱顶沉降预警值
地铁隧道施工拱顶下沉值的分析与预测
第24卷 第10期岩石力学与工程学报 V ol.24 No.102005年5月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering May ，2005收稿日期：2004–02–12；修回日期：2004–04–15作者简介：张顶立(1963–)，男，1995年于中国矿业大学采矿工程系采矿工程专业获博士学位，现任北京交通大学教授、博士生导师，主要从事隧道及地下工程方面的教学和研究工作。
E-mail ：zhang-dingli@ 。
地铁隧道施工拱顶下沉值的分析与预测张顶立，黄 俊(北京交通大学 隧道及地下工程试验研究中心，北京 100044)摘要：由于变形监测的滞后，在城市地铁隧道施工中所测到的拱顶下沉通常仅为总下沉量的一部分，并且其所占的比例在不同地层条件下具有较大差异。
而隧道拱顶的下沉过程及其最终下沉量则是隧道支护设计及地层环境控制的重要基础。
通过对深圳地铁一期工程部分区间隧道拱顶下沉的回归分析认为，隧道拱顶下沉过程遵循指数函数关系，由此可对未量测部分的拱顶下沉量进行预测。
通过数值模拟验证了该分析结果的可靠性，并且开挖面前方的超前拱顶下沉量较大。
结合隧道开挖应力释放及地下水流失造成的地层失水效应，分析了不同地层条件下拱顶下沉与地表沉降的关系，较好地解释了深圳地铁一期工程建设中拱顶下沉与地表沉降较大而且两者之间呈线性关系的特点，这是由于现场监测滞后以及地层中富水含细砂所致。
该成果对城市地铁隧道暗挖施工、支护以及地层环境的控制设计都具有重要的参考价值。
关键词：隧道工程；地铁隧道；拱顶下沉；地表沉降；监测；预测中图分类号：U 456 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2005)10–1703–05ANALYSIS AND PREDICTION OF V AULT CROWN SETTLEMENT INMETRO TUNNELING AT SHALLOW DEPTHZHANG Ding-li ，HUANG Jun(Research Center of Tunneling and Underground Engineering ，Beijing Jiaotong University ，Beijing 100044，China )Abstract ：Due to lag of settlement monitoring ，measured vault crown settlement is merely a portion of total settlement in construction of city metro tunnel ，and ratio of measured settlement to total settlement varies notably with ground condition. Therefore ，the vault crown subsiding process and its total settlement are important factors for tunnel supporting design and environment controlling. Regression analysis is carried out on vault crown settlement in some section tunnels of First Stage of Shenzhen Metro ，which shows that vault crown settlement process keeps to an exponential function ，so the unmeasured vault crown settlement can be predicted. The reliability of regression analysis is validated through numerical simulation ；and the larger pre-settlement of vault crown is achieved ahead of heading face. Then ，the relation between vault crown settlement and ground settlement is analyzed considering the release of stratum stress during tunnel excavation and stratum water-loss effect caused by the flowing out of underground water ；and in this way ，the complicated relation of settlements in tunneling of First Stage of Shenzhen Metro may be explained. The complicated relation of settlements is related to the lag of monitoring and water and sand in stratum. The conclusion is significant for the excavation ，supporting and environment controlling of city metro tunnels. Key words ：tunneling engineering ；metro tunnel ；vault crown settlement ；surface settlement ；monitoring ；prediction1 引 言受隧道开挖对地层扰动的影响，通常是在开挖面前方数十米范围就已发生地层变形，而由于量测条件的限制以及考虑到与施工的相互干扰，通常是滞后开挖面2，3个步距才能开始量测拱顶下沉。
隧道斜井里程规则
隧道斜井里程规则
1、隧道评定工作面里程及围岩级别：D1K506+736-1K506+710，IV级围岩；
2、超前地质预报：该里程段采用TSP超前地质预报的方式，按设计施作、无异常。
（有效里程D1K506+760-D1K506+610）
3、超前预加固：该段超前预加固采用φ42超前小导管，设计数量40根，间距50cm，现场施作数量40根，间距40cm，按设计施作，掌子面稳定。
4、超欠挖：无欠挖，根据施工断面图得该段平均线性超挖具体数值为11.5cm。
5、初期支护质量：该段喷射混凝土设计厚度27cm，实测厚度平均38.5cm；设计φ25预应力锚杆12.71根/m，砂浆锚杆6.3根/m,实际施作φ25预应力锚杆共计338根,砂浆锚杆共计169根；钢拱架设计间距1.0m/榀，实测间距0.97m-1.03m/榀。
6、监控量测：该段按规范要求埋点，监测点每10m埋设一组；隧道拱顶下沉和水平收敛无预警；隧道该段断面拱顶下沉最大值为4.15mm和水平收敛最大值为3.22mm及累计沉降12.64mm、累计收敛13.77mm。
地铁隧道施工拱顶下沉值监测方法分析
地铁隧道施工拱顶下沉值监测方法分析对于隧道施工而言，如何有效的“防塌”是整个地铁隧道施工的技术难点所在，而其中在现场监测中有一项最重要的内容就是对拱顶下沉值进行监测，并通过有效的掌握，保证施工作业和以后交付使用的平安性。
大量的试验讨论和实践阅历表明，地铁隧道拱顶的下沉过程及其下沉值将直接影响着隧道的支护设计和地层掌握，本文就监测基准点的建立，及几种拱顶下沉值监测方法进行简洁的分析。
一、监测基准点及其建立依据实践阅历，我们可以将监测基准点的建立相关问题归结为以下几个方面：1、从距离的角度上看，监测基准点的位置与开挖隧道的直线距离应当掌握在500～1000m之间，监测基准点应由3个水准点构成，而且3者之间的距离不能太远。
3个水准点在设置上有主辅之分，其中1个水准点设置为主点，另外的2个水准点设置为辅点，这一做法的目的在于借助于水准点的设置保证并检核基准系统的稳定性与牢靠性。
2、从稳定性角度上看，3个水准点必需设置在地质结构稳定的地方，而且都应当设置特制而成的钢筋混凝土墩式的标志，3者连成闭合的水准路线，3者之间的高差应借助高精度水准仪（不低于）来回进行测量，并严格掌握。
3、实践表明，工作基点的选择与监测点的分布有关，通常状况下布置于观测断面的四周，在实践中，应定期保证工作基点与隧道外的水准基准点进行联测作业。
4、变形监测点应结合工程的实际，在隧道的拱顶匀称地布置，通常不同的施工实际，其布置方法也有所差异：（1）假如是小断面隧道，其设布置方法是：一旦施工的工作面进行开挖之后，初期支护立即实施，同时在拱顶锚杆的外端每隔肯定距离焊接特制的不锈钢球对变形点进行标志，通过对不锈钢球下沉的监测来反映拱顶的下沉，从实践的阅历来看，在钢球的设置上，其底部应比二次衬砌混凝土的外表面略微高一些，为了便于监测结果的记录和统计，钢球还需要编号。
（2）假如是拱顶较高的隧道，这一实际状况导致了立水准尺或放置棱镜使用受到了严峻的局限性，为此，在实际施工过程中，必需事先借助于锚杆将监测点打入岩体，在锚杆的端部焊接一个小钢板，并将反光片贴在上面，保证全站仪测距的便利性；除了焊接一个小钢板以外，锚杆的端部还需要设计吊钩，方面钢尺的悬挂和水准仪作业。
地铁隧道施工拱顶下沉值监测方法分析
地铁隧道施工拱顶下沉值监测方法分析【摘要】随着隧道工程的增加，从保障隧道施工的安全性出发，必须掌握隧道整体即时的稳定状态，因此进行隧道拱顶下沉监测显得尤为重要，本文首先简单介绍隧道内监测基准点的建立方法，接着就几种采用的测量方法进行分析，望能对工程实践起到一定的作用。
【关键词】隧道；拱顶下沉；监测；基准点；监测方法对于隧道施工而言，如何有效的“防塌”是整个地铁隧道施工的技术难点所在，而其中在现场监测中有一项最重要的内容就是对拱顶下沉值进行监测，并通过有效的控制，保证施工作业和以后交付使用的安全性。
大量的实验研究和实践经验表明，地铁隧道拱顶的下沉过程及其下沉值将直接影响着隧道的支护设计和地层控制，本文就监测基准点的建立，及几种拱顶下沉值监测方法进行简单的分析。
一、监测基准点及其建立根据实践经验，我们可以将监测基准点的建立相关问题归结为以下几个方面：1、从距离的角度上看，监测基准点的位置与开挖隧道的直线距离应该控制在500～1000m之间，监测基准点应由3个水准点构成，而且3者之间的距离不能太远。
3个水准点在设置上有主辅之分，其中1个水准点设置为主点，另外的2个水准点设置为辅点，这一做法的目的在于借助于水准点的设置保证并检核基准系统的稳定性与可靠性。
2、从稳定性角度上看，3个水准点必须设置在地质结构稳定的地方，而且都应该设置特制而成的钢筋混凝土墩式的标志，3者连成闭合的水准路线，3者之间的高差应借助高精度水准仪（不低于）往返进行测量，并严格控制。
3、实践表明，工作基点的选择与监测点的分布有关，通常情况下布置于观测断面的附近，在实践中，应定期保证工作基点与隧道外的水准基准点进行联测作业。
4、变形监测点应结合工程的实际，在隧道的拱顶均匀地布置，通常不同的施工实际，其布置方法也有所差异：（1）如果是小断面隧道，其设布置方法是：一旦施工的工作面进行开挖之后，初期支护立刻实施，同时在拱顶锚杆的外端每隔一定距离焊接特制的不锈钢球对变形点进行标志，通过对不锈钢球下沉的监测来反映拱顶的下沉，从实践的经验来看，在钢球的设置上，其底部应比二次衬砌混凝土的外表面略微高一些，为了便于监测结果的记录和统计，钢球还需要编号。
地铁隧道施工拱顶下沉值的分析与预测
地铁隧道施工拱顶下沉值的分析与预测摘要：本文以某地铁隧道施工为背景，基于拱顶下沉监测数据分析，总结了粉质黏土地层隧道结构受力和变形规律，预测分析了左、右线隧道采取的两种不同处治方案沉降变形控制效果。
关键词：粉质黏土地层；地铁隧道；沉降变形随着国内经济的快速发展，基础设施投资建设速度明显加快，特别是轨道交通、铁路、公路等交通工程建设领域。
地铁隧道修建过程中地表沉降和自身结构的变形控制仍是隧道建设的一大技术难题。
1工程概况某地铁隧道主要穿越粉质黏土、碎石土、粉砂质泥岩、砂岩地层，粉质黏土层厚约5.8～13.4m，碎石土结构松散，强风化层风化呈土柱状。
地下水类型为基岩裂隙水，隧道埋深浅，整体稳定性较差。
隧道原设计采用初期支护＋二次衬砌联合支护形式，分6部开挖，开挖工序转换频繁，对围岩扰动次数多，对地表影响较大。
左、右线洞口段设计采用Φ108大管棚和Φ42mm小导管超前支护，初期支护型钢拱架采用I18工字钢，纵向间距为0.6m，锁脚锚杆为8根Φ22早强砂浆锚杆，长度3.5m。
现场监测资料显示，在隧道左线施工过程中出现了初期支护变形过大，隧道开挖内轮廓局部侵限，造成地表沉降较大引起隧道结构开裂和地表裂缝的现象，该位置属于隧道的洞口段，该洞口段埋深3.29～40.17m。
监测报告显示，地表沉降最大值56.2mm，隧道拱顶下沉最大值105.4mm，下台阶位移最大值39.66mm，周边位移最大值69.25mm，已处于急剧变形阶段，危及隧道施工安全，现场及时封闭了掌子面，立即停止施工，并分析研究沉降变形控制方案。
2沉降变形原因分析2.1地质因素隧道洞口主要穿越粉质黏土层、碎石土层和强风化粉砂质泥岩地层，开挖过程中，由于粉质黏土层基础承载力不足导致隧道结构和周围土体产生整体下沉以及初期支护生效前隧道周围土体对结构的挤压，共同引起较大沉降变形。
因此，地质原因是产生沉降变形最主要的因素。
2.2水文因素隧道洞口段施工主要在5～8月份，正值雨季，地表水下渗对粉质黏土地层土体软化作用明显，同时地下水位的升高引起土体的固结沉降，造成隧道结构产生沉降变形。
地铁隧道施工拱顶下沉值的分析与预测
地铁隧道施工拱顶下沉值的分析与预测摘要：现在由于城市的迅速发展，交通压力的不断增大，各地都在不断的发展地铁交通，因而地铁的施工作业在频繁的进行着，本文主要介绍下地铁隧道的施工在下沉值方面的分析与预测。
关键词：地铁隧道施工；拱顶下沉值；分析预测Abstract：Due to the rapid development of the city, the traffic pressure is increasing everywhere in the continuing development of metro traffic, therefore the subway construction work in the frequent, this paper describes the analysis and prediction of the subway tunnel under construction in the sinking value.Keywords：Tunnel construction；Crown settlementvalue；Analysis and forecast现在由于我国在变形监测方面工作存在一定的滞后，使得在对城市的地铁隧道的施工过程中对拱顶下沉的测量值仅仅是实际沉降量的部分，而且这种占用的比例由于地层条件的差异也会变化，而这种对下沉量的测量值的准确度直接关系到隧道在支护方面的设计情况，在挖掘隧道的过程中会对地层造成一定的影响，这种影响一般会使得在挖掘之前的十米范围内地层发生变形，因而在实际的测量下沉值的时候通常会考虑施工前后和测量的条件，一般会在开挖面2~3步距之后才进行拱顶下沉的测量，因而存在一定的误差，无法对真实的拱顶下沉进行反映，而在对地表的沉降测量时从开挖的时候就进行，因而可以有效的反映沉降的过程，这就使得结果更加的复杂。
一.拱顶下沉相关概述由于拱顶在下沉的过程中随着挖掘工程的进行，会对地层造成一定的影响，而且底层之间也存在一定的差异性，因而拱顶的下沉曲线也不尽相同，山岭的隧道由于处在较深的地方而且隧道周围的岩石硬度和强度都较高，所以在开挖面之前通常变形量较小，而变形主要是在开挖之后，所以此处的测量的数值能够较为真实的反映场地情况，而如果在软弱的地层或者富水含砂的地层，开挖的地方拱顶的下沉量就会较大，这时候所测的下沉值就与实际不太相符，甚至差异性有时还很大。
隧道沉降细则
隧道沉降细则内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）隧道沉降观测实施细则一、参照执行的标准及规范1．《新建铁路工程测量规范》（TB10101-99）2. 《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）3. 《高速铁路工程测量规范条文说明》（TB10601-2009）二、一般规定（1）隧道沉降观测的目的主要是利用观测资料的工后沉降分析结果，指导无碴轨道的铺设时间。
无碴轨道铺设前，需对隧道基础沉降作系统的评估，确认其工后沉降符合设计要求。
（2）隧道主体工程完工后，变形观测期不少于3个月。
观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时，适当延长观测期。
（3）评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，需进行必要的检查。
三、沉降观测的内容隧道工程沉降观测是指隧道内线路基础的沉降观测，即隧道的仰拱部分。
其它如洞顶地表沉降、拱顶下沉、断面收敛变形等不列入本沉降观测的内容。
四、观测断面和观测点的设置原则（1）隧道的进出口进行地基处理的地段，从洞口起每25m布设一个断面。
（2）隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定，一般情况下Ⅲ级围岩每 400m、Ⅳ级围岩每 300m、Ⅴ级围岩每200m 布设一个观测断面。
当长度不足时，每段围岩或不同衬砌段应至少布置一个断面。
（3）不良地质和复杂地质区段，观测断面的间距为一般地段的一半。
（4）隧道洞口里程、隧路分界里程、明暗分界里程、有仰拱和无仰拱衬砌变化里程及所有设置变形缝两侧均应布置观测断面。
（5）地应力较大、断层或隧底溶蚀破碎带、膨胀土等不良和复杂地质区段，特殊基础类型的隧道段落、隧底由于承载力不足进行过换填、注浆或其它措施处理的复合地基段落适当加密布设。
（6）施工降水范围至少布设一个观测断面。
（7）长度大于 20m 的明洞，每 20m 设置一个观测断面。
（8）隧底填充或底板施工完成后，每个观测断面设置2 个沉降观测点，分别布置在隧道中线两侧各6.24m 处；明暗交界处、围岩级别、衬砌类型变化段及变形缝处每个观测断面设置4个沉降观测点，分别布置在隧道中线两侧各约6m和变形缝前后各0.5m处。
拱顶下沉监测量控课件
04
拱顶下沉的量测控制标准
允许下沉量
总结词
允许下沉量是衡量拱顶下沉是否在安全范围内的关键指标。
详细描述
在拱顶下沉监测量控中，需要设定一个允许下沉量的标准，以确保拱顶结构的稳定性和安全性。这个 标准通常根据工程经验和相关规范来确定，同时需要考虑地质条件、拱顶类型、施工方法等多种因素。
防水排水设计
防水排水设计不合理，容易造成隧道内部积水，增加拱顶下 沉量。例如，排水沟设计不合理、防水层破损等，都可能导 致拱顶下沉量增大。
03
拱顶下沉的监控方法
沉降 标
沉降标是一种常用的拱顶下沉监控方法，通过在拱顶上设置标点，定期测量其沉 降量，以评估拱顶的稳定性。
沉降标通常由一系列垂直的标桩组成，标桩上标记有明显的刻度，可以直观地观 察到拱顶的沉降情况。这种方法简单易行，成本较低，适用于大多数拱顶结构的 监控。
01
02
03
定期监测
建立定期监测制度，对拱 顶下沉进行实时监测，及 时发现异常情况。
合理设计
在设计阶段应充分考虑地 质条件、施工方法等因素， 制定合理的施工方案和安 全措施。
施工控制
严格控制施工过程中的质 量和安全，确保施工方法 和工艺符合规范要求。
应对措施
应急预案
制定完善的应急预案，明确应对 拱顶下沉的流程和责任人，确保 在紧急情况下能够迅速采取有效
拱顶下沉的定义
拱顶下沉是指隧道施工过程中，拱顶 部分因土压力、水压力等因素产生的 下沉现象。
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隧道拱顶沉降预警值
隧道拱顶沉降预警值是指隧道拱顶发生沉降时的预警数值。
隧道是地下工程中常见的建筑结构，拱顶沉降是指隧道顶部发生下沉的现象。
当拱顶沉降达到一定数值时，会对隧道的稳定性和安全性产生影响，因此需要设置预警值进行监测和预警。
隧道拱顶沉降的预警值通常根据隧道设计和施工规范来确定，具体数值会根据地质条件、隧道深度、隧道使用情况等因素进行综合考虑。
一般来说，隧道拱顶沉降的预警值越小，说明对沉降的容忍度越低，要求对隧道的安全性要求更高。
预警值的设置可以通过现场监测和实时数据分析来确定。
监测方法可以包括使用沉降点测量仪器、激光雷达等设备对隧道拱顶进行实时监测，将监测数据与预警值进行比较，一旦监测数据超过预警值，就可以发出预警信号，采取相应的安全措施，以确保隧道的稳定运行。