地铁工程施工监测方案

地铁工程施工监测方案1 工程概况XX地铁四号线18标段，包括成府路站及中关村站～成府路站区间。

成府路站为双层岛式车站，站两端为明挖双层、双跨框架结构，中段（XX大学东门）以单层双跨双拱结构暗挖通过。

车站起讫里程K22+157.946～K22+412.446，站中心里程K22+277.746，站长254.5m（南段明挖106.0m，中间暗挖23.2m，北段明挖125.3m）。

明挖一般段宽19.55m(南)、19.4m（北），中间暗挖段宽19.10m。

明挖段采用钻孔桩支护，暗挖段采用浅埋暗挖法施工。

车站顶板覆土厚度，两端明挖双层段为3.46m～4.76m，暗挖段为7.23m。

区间隧道（1）（K21+463.098～K21+815.000）全长351.902m(含59.8m长的预埋段)，左线为单线，右线为双线，洞身为马蹄形结构；区间隧道（2）（K21+815.000～K22+157.946右线）全长342.946m，为单线双洞马蹄形结构，采用浅埋暗挖法施工。

区间线间距13～17m，隧道顶板最大埋深12m。

2 监测设计2.1车站施工监测车站基坑开挖过程中，地层应力状态的改变将直接导致基坑围护结构产生位移和变形，主要包括基坑结构及周围土体的侧向位移和竖向沉降，这些位移超出一定范围，必然对基坑围护结构产生破坏，并影响临近建筑的安全使用。

同时，这些位移情况也是判断基坑围护结构稳定状况的重要依据。

同时，中段（XX大学东门）以单层双跨双拱结构暗挖通过，车站暗挖段跨度大、覆盖层薄，施工过程重易引起了较大的地面沉降，相应地也会对周边建筑和地下管线产生一定影响。

因此，为保证本区段施工及结构安全，需要建立一套严密、科学的监控量测体系，全面监控施工过程中车站结构及周边环境的变形情况。

分析、判断、预测施工中可能出现的情况，消除各种隐患，并将施工对周围环境的影响降到最小程度。

（1）监测目的1）了解围护结构、暗挖隧道支护结构和周围地层的变形情况，为施工日常管理提供信息，保证施工安全。

2）保证施工影响范围内建筑物、地下管线的正常使用，为合理制定保护措施提供依据。

3）验证支护结构设计，为支护结构设计和施工方案的修订提供反馈信息。

（2）监测项目和监测频率监控量测的项目主要根据工程的重要性及难易程度、工程地质和水文地质、基坑深度、围护结构形式、施工方法、工程周边环境等综合而定。

根据设计图纸及施工监测要求，本明挖工程的监测项目和监测工程量见表1。

车站监测测点布置图见附图1，监测项目可根据工程实施的实际情况进行增减。

表1 车站监测项目表2.2 区间隧道施工监测区间隧道主要工程特点是：隧道跨度大、覆土薄、地质条件差（隧道穿越地层粘结力弱、地层自稳力差，承载力低、开挖后变形快，稍有不慎极易产生坍塌或出现大的下沉）。

同时在隧道施工影响范围内有多座重要建筑物和地下管线，增加了施工难度，为确保地面建筑物，地下管线及施工本身安全，及时掌握隧道施工过程中隧道支护结构的稳定状态，和施工对周围环境的影响，需对施工全过程进行全面的监控。

（1）监测目的1）通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，把握施工过程中结构所处的安全状态。

2）通过对监测数据的处理、分析，采取工程措施来控制地表下沉，确保地面交通顺畅和地面建（构）筑物的正常使用；3）用现场实测的结果弥补理论分析过程中存在的不足，并把监测结果反馈设计、指导施工。

4）通过监控量测对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控。

5）通过监控量测了解该工程条件下所表现、反映出来的一些地下工程规律和特点，为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴、依据和指导作用。

（2）监测的项目与监测频率监控量测的项目主要根据隧道工程的地质条件、围岩类别、跨度、埋深、开挖方法和支护类型等综合确定。

根据设计文件及施工监测要求，区间隧道施工监测主要以位移监测为主。

确保监测结果的可靠性，为合理确定盾构施工参数提供依据，达到反馈指导施工目的。

监测项目及工程数量分别见表2，监测点布置见附图2～4。

表2 监测项目表3 监测实施办法3.1 地表下沉及房屋下沉3.1.1 监测目的地下工程开挖后，地层中的应力扰动区延伸至地表，围岩力学形态的变化在很大程度上反映于地表沉降，如附近有建筑物，则地表沉降有可能引起房屋的不均匀下沉，对房屋造成破坏。

且地表沉降可以反映隧道开挖过程中围岩变形的全过程。

本工程属于城市浅埋地下工程，其独特的施工方法面临着对地层的多次扰动，因此必须对地表沉降情况及受影响房屋情况进行严格的监测和控制。

3.1.2 监测仪器精密水准仪，铟钢尺。

3.1.3监测实施方法（1）测点埋设地表沉降测点布设原则为沿车站中线每30m布设一个地表沉降断面，对于管线，可根据现场实际情况进行测点布设。

由于现场条件较为复杂，地表及房屋测点埋设时应依据设计，结合现场实际情况进行布设。

地表及房屋量测测点埋设时应布设2～3个基准点，基准点应埋设在沉降影响范围外的稳定区域；具体基点埋设位置根据现场实际情况确定。

测点埋设先用冲击钻钻孔，然后放入沉降测点，测点一般采用长200～300 mm 半圆头钢筋（或用螺栓代替）制成。

测点四周用水泥砂浆填实，测点与路面间设置隔离层，确保测点与下部土体固结与上部路面分离。

待测点完全稳定后，即可开始测量。

（2）量测方法地表及房屋沉降量测主要采用精密水准仪，量测各测点与基准点之间的相对高程差，本次所测高差与上次所测高差相比较，差值即为本次沉降值，本次所测高差与初始高差相较，差值即为累计沉降值。

（3）数据分析与处理根据量测数据绘制时间位移曲线散点或距离位移曲线散点图。

并结合施工情况对所测数据进行分析。

3.2 拱顶下沉3.2.1 监测目的拱顶下沉量测值是反映隧道安全和稳定的重要数据,是围岩和支护系统力学形态变化的最直接、最明显的的反映，易于实现量测信息的反馈。

3.2.2 监测仪器苏光DSZ-2型精密水准仪及钢挂尺。

3.2.3 监测实施方法（1）测点埋设根据设计图纸要求，拱顶测点埋设时，应在掌子面开挖出碴完毕后，拱架架立时，将预埋件焊接至拱顶，待该环砼喷射完毕牢固后，将预埋件上砼清除干净后，即可进行量测。

拱顶测点布设原则为：一般地段间距30m，临近竖井则及重要量测地段间距为10m布设一组测点，特殊情况测点可适当加密。

（2）量测方法拱顶下沉量测主要采用精密水准仪，量测各测点与基准点之间的相对高程差，本次所测高差与上次所测高差相比较，差值即为本次沉降值，本次所测高差与初始高差相较，差值即为累计沉降值。

（3）数据分析与处理监测数据的填写、处理与地表沉降相同。

如果拱顶下沉超限,可采取以下方法控制拱顶的下沉：改良拱顶岩体或土体的稳定性；改善开挖方法以减小开挖对拱顶围岩的扰动；加强支护等等，或采取以上几种方法进行综合处理。

3.3 结构净空收敛3.3.1 监测目的隧道开挖后，周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映，净空的变化（收缩和扩张）是围岩变形最明显的体现。

3.3.2 监测仪器JSS30A型数显式收敛计3.3.3 监测实施方法（1）测点埋设根据设计图纸要求，收敛测线埋设时，应在掌子面开挖出碴完毕后，拱架架立时，将预埋件焊接至拱腰，应尽量使两预埋件位于同一轴线上。

待该环砼喷射完毕牢固后，将预埋件上砼清除干净后，即可进行量测。

测线布设原则同拱顶测点，且同拱顶测点布设在同一断面。

（2）收敛量测方法1)初次量测在钢尺上选择一个适当孔位，将钢尺套在尺架的固定螺杆上。

孔位的选择应能使得钢尺张紧时支架与百分表（或数显表）顶端接触且读数在0～25mm 的范围内。

拧紧钢尺压紧螺帽，并记下钢尺孔位读数。

2)再次量测，按前次钢尺孔位，将钢尺固定在支架的螺杆上，按上述相同程序操作，测得观测值Rn。

按下式计算净空变化值：Un=Rn-Rn-1Un－第n次量测的净空变形值Rn－第n次量测时的观测值Rn-1－第n-1次量测时的观测值（3）数据的分析与处理：首先作出时间-位移及距离-位移散点图，对各量测断面内的测线进行回归分析，并用收敛量测结果判断隧道的稳定性。

如果收敛值过大，应改善周围岩体或土体的稳定性，改变开挖方法，尽量减小开挖对周围岩（土）体的扰动；加强支护等等，以确保收敛值在规范允许的范围内。

3.4钢筋应力及初支、二衬压力3.4.1 监测目的了解施工过程中初支及二衬钢拱架的结构内力情况。

3.4.2 监测仪器钢弦式钢筋计、压力盒及VW-1型频率接收仪。

3.4.3 监测实施（1）测点埋设原则上和围岩压力布设在同一个量测断面上，每个断面布设多个测点，分别沿钢架的外边缘和内边缘成对布设。

测点布设时在钢结构应测部位截去一部分钢筋，把钢弦式钢筋计焊接在原部位，代替截去的那部分钢筋。

压力盒埋设于初支背后及二衬背后。

（2）数据计算每次所测得的频率可根据频率-轴（压）力标定曲线直接换算出相应的轴(压)力值。

（3）数据分析与处理根据轴力值绘制钢筋应力-随时间的变化曲线，以及钢筋应力随开挖距离的变化曲线图。

在钢拱架横断面图上，以一定的比例把应力值点画在各应力计分布位置，并以连线的形式将各点连接起来，形成钢拱架钢筋应力分布状态图。

同样绘制出初支及二衬各个部位所受压力值。

3.5 桩体水平位移3.5.1 监测目的了解施工过程中地层不同深度处的两个水平分量变位情况。

3.5.2监测仪器水平测斜仪，测读仪，测斜管某一深度的水平变位值δi 可通过区段变位△i 的累计得出，即：设初次测量的变位结果为δi(0),则在进行第j 次测量时，所得的某一深度上相对前一次测量时的位移值△xi 即为：相对初次测量时总的位移值为：③数据分析与处理根据位移值绘制桩体水平位移-随时间的变化曲线，以及桩体水平位移随开挖深ii i i l θδsin ∑∑=∆=)1()(--=∆j i j i i x δδ)0()(ij i i x δδ-=∆∑度的变化曲线图。

在基坑横断面图上，以一定的比例把水平位移值点画在测点位置上，并以连线的形式将各点连接起来，形成土体水平位移分布状态图。

3.6桩顶水平位移及垂直位移3.6.1监测目的了解施工过程中桩顶水平、垂直位置随着基坑深度加深的变化情况。

桩顶水平、垂直位移变化情况是桩体支护结构、周围土体最直接、最明显的反映。

3.6.2 监测仪器全站仪、NA2002电子水准仪、铟钢尺等。

3.6.3 监测实施（1）测点埋设监测点设在围护结构冠梁顶上，每隔15m设一点。

浇冠梁砼时预埋15cm长的Φ20钢筋，钢筋头露出地面5-10mm，钢筋头磨成球状并刻“十”字，作为水平和垂直位移的观测点。

埋设测点时用全站仪控制，使同一条边测点应尽量埋设在同一条直线上。

（2）量测方法考虑到基坑开挖时，施工现场狭窄，测点常被阻挡，且基坑有较长和较短直线边并存的情况，围护结构顶部水平位移宜用视准线和小角度法来监测，监测仪器为精密经纬仪和全站仪。