盾構(gòu)法施工監(jiān)控量測技術(shù)要點

1、盾構(gòu)隧道工程監(jiān)控量測技術(shù)1 地下工程主要特點與施工方法2 監(jiān)控量測的必要性和目的3 主要監(jiān)控量測項目及其確定原則 主要監(jiān)控項目實施方法及量測儀器 監(jiān)控量測的控制基準(zhǔn)監(jiān)控量測組織與實施目前國內(nèi)監(jiān)測存在的問題及發(fā)展方向8 盾構(gòu)施工引起的地表沉降規(guī)律及控制措施9 監(jiān)測預(yù)警及反饋機制主 要 內(nèi) 容1 地下工程主要特點與施工方法 1.1地下工程主要特點 隨著社會的發(fā)展，人類面臨日益突出的居住、交通、環(huán)境等與有限土地資源之間的矛盾，為解決上述矛盾，國際上提出“二十一世紀(jì)是人類開發(fā)利用地下空間時代”。特別是城市地區(qū)，隨著人口急劇膨脹，居住困難、交通阻塞、環(huán)境惡化，開發(fā)利用地下空間，發(fā)展地下交通系統(tǒng)是城市面臨

2、的主要課題之一。 隨著我國經(jīng)濟實力的不斷增強，城市現(xiàn)代化程度的不斷提高，城市規(guī)模不斷擴大，為提高土地的空間利用率，交通線路由地面轉(zhuǎn)入地下是大勢所趨，各大城市紛紛在籌建城市地鐵工程。同時為了利用有限土地資源，大力發(fā)展城市共同溝、地下停車場、地下商場等地下工程，大力發(fā)展地下空間。歸納起來，城市地下工程具有一下幾個特點： （1）地質(zhì)條件差 地層條件復(fù)雜多變，具有復(fù)雜性與不確定性，因此地下工程設(shè)計合理性進(jìn)行理論分析比較困難，受工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等條件影響較大，通常施工難度比較大；。 （2）周邊環(huán)境復(fù)雜； 城市地鐵工程往往多建在建筑物已高度集中的地區(qū)，在城市道路下面及各種管線附近通過。施工將產(chǎn)生一定范圍

3、的地表沉降，當(dāng)沉降達(dá)到臨界值時，將會引起建筑物的傾斜、開裂等，嚴(yán)重的可導(dǎo)致建筑物功能喪失。 （3）結(jié)構(gòu)埋深淺，與臨近結(jié)構(gòu)相互影響； 城市中的地下工程一般都處在密集的建筑群下，有些工程的基礎(chǔ)與己有建筑物或構(gòu)筑物的基礎(chǔ)緊鄰，產(chǎn)生相互作用；處于較淺位置的地下管線結(jié)構(gòu)，與深部的大型停車場或地鐵工程形成上、下位置臨接關(guān)系；多條隧道的工程又形成平面上的臨接問題。 （4）圍巖穩(wěn)定性難于判斷。 特別是城市地下工程施工引發(fā)的環(huán)境影響問題，如地表下沉、建筑物傾斜、道路交通乃至地中管線能否正常運作等源于興建地下工程而產(chǎn)生的不良影響，因此環(huán)境影響是選擇施工重要考慮因素之一。1.2主要施工方法 隨著技術(shù)的進(jìn)步和科技的不

4、斷發(fā)展，地下工程的施工方法越來越豐富，根據(jù)地質(zhì)條件、周邊環(huán)境條件、機械設(shè)備配備情況，城市地下工程施工方法一般可分為三大類，即明挖法、暗挖法和沉管法。1.3盾構(gòu)法 盾構(gòu)法施工城市地下工程具有機械化程度高，對地層擾動小，綜合性強，掘進(jìn)速度快，對環(huán)境影響程度低等特點，因而在歐、美、日等發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)初，盾構(gòu)施工工法在美、英、德、法、蘇等國得到廣泛推廣，大量用于公路隧道、地鐵和下水管道等地下工程，并在加氣壓施工和盾尾注漿等方面有了突破和發(fā)展。20世紀(jì)60年代后盾構(gòu)法在日本大量用于東京、大阪等城市的地鐵建設(shè)和下水道施工等市政工程。盾構(gòu)技術(shù)的迅速發(fā)展更加顯示了盾構(gòu)法的技術(shù)經(jīng)濟價值和社會效益

5、，從而獲得了更廣泛的應(yīng)用。 在我國盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展開始于50年代，首先應(yīng)用于修建煤礦巷道。1963年上海結(jié)合地下鐵道的籌建，開始進(jìn)行盾構(gòu)技術(shù)開發(fā)，并于1990年開始在地鐵一號線大量引進(jìn)盾構(gòu)進(jìn)行施工，經(jīng)過多年的發(fā)展，在上海等軟弱地層的盾構(gòu)施工技術(shù)已相當(dāng)成熟。近年來隨著我國綜合國力的提高，很多城市大力發(fā)展地鐵，如北京、上海、廣州、南京、深圳等城市，以上城市引進(jìn)了大量盾構(gòu)用于地鐵施工。 盾構(gòu)發(fā)展主要在機械化方面，從敞開式盾構(gòu)發(fā)展到氣壓盾構(gòu)和泥水盾構(gòu)及土壓平衡盾構(gòu)。在盾構(gòu)發(fā)展初期，較多采用氣壓式盾構(gòu)，通過壓力氣體來穩(wěn)定開挖面地層，如此將造成人必須在高氣壓下工作，對人體傷害很大，施工速度較慢。隨著盾構(gòu)技術(shù)的

6、發(fā)展，研究出了用泥水來平衡開挖面的方法，出現(xiàn)了泥水盾構(gòu)，大大改善了工作條件，提高了防坍塌和控制地表沉降的效果，但泥漿系統(tǒng)較復(fù)雜，場地面積大，使用造價高，泥漿也經(jīng)常沿盾構(gòu)隧道泄漏而影響盾構(gòu)密封和管片背后的注漿效果。因此出現(xiàn)了利 用流塑狀土來穩(wěn)定掌子面的土壓平衡盾構(gòu)，土壓平衡盾構(gòu)的出現(xiàn)克服了泥水盾構(gòu)的許多不足，近二十年以來，土壓平衡盾構(gòu)的輔助施工措施得到了高速的發(fā)展，如添加劑注入裝置及注入材料的發(fā)展，以及其它的土倉加壓措施的應(yīng)用等，使此類盾構(gòu)幾乎能夠適用于所有地層，因而發(fā)展很快，應(yīng)用越來越多。在不均質(zhì)地層條件下，是否需要設(shè)計的盾構(gòu)適應(yīng)所有的地層是一個有爭議的問題，多功能盾構(gòu)在技術(shù)上不存在問題，但也

7、不能保證一次應(yīng)用成功，實際應(yīng)用風(fēng)險較大，但仍然是今后盾構(gòu)發(fā)展的一個方向，另外隨著信息技術(shù)在盾構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用，盾構(gòu)正在向全自動化發(fā)展，進(jìn)一步減小勞動強度，提高工作效率。1.3.1盾構(gòu)法基本原理 盾構(gòu)法的基本原理是基于圓柱型鋼鐵裝置沿隧道軸線向前推進(jìn)的同時進(jìn)行開挖。在隧道初期支護或二次襯砌施工前，圓柱型鋼鐵裝置保證開挖所需的空間。盾構(gòu)必須承受周圍地層的壓力，阻止地下水的侵入。 盾構(gòu)法施工，根據(jù)地層和地下水情況，有五種穩(wěn)定開挖面的方法： 自然支撐； 機械支撐； 壓縮空氣支撐； 泥漿支撐； 土壓平衡支撐。1.3.2 盾構(gòu)法優(yōu)缺點盾構(gòu)法作為城市地下工程重要的施工方法之一，與其他施工方法相比，盾構(gòu)法優(yōu)缺點如

8、下：盾構(gòu)法主要優(yōu)點有：機械化程度高，施工速度快；隧道斷面準(zhǔn)確；對環(huán)境影響時間短、程度??；施工人員安全程度高；防水工程施工方便，質(zhì)量好；隧道襯砌經(jīng)濟、質(zhì)量好。盾構(gòu)法缺點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：盾構(gòu)機設(shè)計、制造、安裝等準(zhǔn)備期長，前期投資大；操作要求高；施工場地大，只適合較長的隧道，對隧道埋深有一定的要求；當(dāng)?shù)貙訔l件多變時，施工風(fēng)險大；般只適合圓形斷面，缺少變化，通常只適合事先確定的斷面，改變斷面代價大，如擴大斷面。2 監(jiān)控量測的必要性和目的2.1監(jiān)測的必要性 采用盾構(gòu)法在修建地下隧道，會引起地層移動而導(dǎo)致不同程度的地面和隧道沉降，即使采用當(dāng)今先進(jìn)的盾構(gòu)技術(shù)，也難防止這些沉降。地面沉降和隧道沉降達(dá)到

9、一定程度時，就會影響周圍地面建筑、地下設(shè)施和隧道本身的正常使用。另一方面，對于在軟土地層采用盾構(gòu)法施工的的城市地鐵來說，在施工以前，對地質(zhì)等的評價總有不完善的地方，設(shè)計和施工方案及細(xì)節(jié)也總有需要在施工中檢驗和改進(jìn)之處，而施工監(jiān)測正是使施工順利和積極改進(jìn)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此在盾構(gòu)推進(jìn)過程中，開展施工監(jiān)控量測以研究施工引起的地層運動機理、預(yù)測相應(yīng)的地面沉降及保護鄰近構(gòu)筑物和地下管線的安全是非常必要的。（1）指導(dǎo)施工 通過監(jiān)測了解地層在施工過程中的動態(tài)變化，明確盾構(gòu)施工對地層的影響程度及可能產(chǎn)生失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)，了解施工方法的實際效果，了解施工對周邊環(huán)境的影響等等，以便采取相應(yīng)的工程措施來。 （2）安

10、全評價 通過監(jiān)測了解盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)及周邊建（構(gòu)）筑物的變形及受力狀況，掌握掘進(jìn)過程中工程自身結(jié)構(gòu)所處的安全狀態(tài)，并對其安全穩(wěn)定性進(jìn)行評價。 （3）修正設(shè)計 用現(xiàn)場實測的結(jié)果彌補理論分析過程中存在的不足，并把監(jiān)測結(jié)果反饋設(shè)計，調(diào)整相應(yīng)的設(shè)計參數(shù)；（4）積累資料 通過監(jiān)控量測，收集數(shù)據(jù)，為以后的工程設(shè)計、施工及規(guī)范修改提供參考和積累經(jīng)驗。 施工過程中進(jìn)行的監(jiān)控量測是信息化施工的基礎(chǔ)，具有重要作用，在盾構(gòu)工程施工過程中進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控量測，及時獲取地層變位與盾構(gòu)工程掘進(jìn)引起的環(huán)境影響的動態(tài)信息，并反饋于修正盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)與施工措施，以期達(dá)到安全與經(jīng)濟合理的目的，這是信息化施工的實質(zhì)。3 主要監(jiān)控量測項目及其

11、確定原則3.1確定監(jiān)測項目的原則 施工監(jiān)測是一項系統(tǒng)工程，監(jiān)測工作的成敗與選用監(jiān)測方法的選取及測點的布置直接相關(guān)。根據(jù)監(jiān)測工作的經(jīng)驗，歸納以下5條原則。 、可靠性原則：可靠性原則是監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計中所考慮的最重要的原則。為了確保其可靠性，必須做到：第一，系統(tǒng)需要采用可靠的儀器。第二，應(yīng)在監(jiān)測期間保護好測點。 、多層次監(jiān)測原則：多層次監(jiān)測原則的具體含義有四點：a、在監(jiān)測對象上以位移為主，兼顧其它監(jiān)測項目。b、在監(jiān)測方法上以儀器監(jiān)測為主，并輔以巡檢的方法。c、在監(jiān)測儀器選擇上以機測儀器為主，輔以電測儀器。d、考慮分別在地表、及臨近建筑物與地下管線上布點以形成具有一定測點覆蓋率的監(jiān)測網(wǎng)。、重點監(jiān)測關(guān)鍵區(qū)

12、的原則：在具有不同地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件、周圍建筑物及地下管線段，其穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)是不同的。穩(wěn)定性差的地段應(yīng)重點進(jìn)行監(jiān)測，以保證建筑物及地下管線的安全。、方便實用原則：為減少監(jiān)測與施工之間的干擾，監(jiān)測系統(tǒng)的安裝和測量應(yīng)盡量做到方便實用。、經(jīng)濟合理原則：系統(tǒng)設(shè)計時考慮實用的儀器，不必過分追求儀器的先進(jìn)性，以降低監(jiān)測費用。3.2盾構(gòu)法的主要監(jiān)控量測項目 根據(jù)以上原則，考慮盾構(gòu)工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及施工對環(huán)境影響急待解決的問題，盾構(gòu)施工引起的地面及土體沉降及變形；地面建（構(gòu)）筑物沉降標(biāo)準(zhǔn)與保護等級的劃分；管片結(jié)構(gòu)變形。從總體來講，監(jiān)測項目可以分成三類：一、結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測，二、盾構(gòu)結(jié)構(gòu)與周圍地層（圍巖與

13、結(jié)構(gòu)）相互作用，三、與盾構(gòu)相鄰的周邊環(huán)境安全監(jiān)測。 監(jiān)測項目應(yīng)根據(jù)具體工程的特點來確定，主要取決于（1）工程的規(guī)模、重要性程度；（2）盾構(gòu)工程的形狀、尺、寸（隧道埋深、直徑、盾構(gòu)施工方法）；（3）地應(yīng)力大小和方向；（4）工程地質(zhì)和水文條件；（5）雙線隧道的間距或鄰近建筑物情況；（6）設(shè)計提供的變形及其它控制值。在盡量減少施工干擾的情況下，要能監(jiān)控整個工程的主要部位的位移，包括各種不同地質(zhì)單元和盾構(gòu)工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位。位移監(jiān)測是最直接易行，因而應(yīng)作為監(jiān)控量測的重要項目。對于淺埋盾構(gòu)工程，地表沉降監(jiān)測是極其重要的。 一般將盾構(gòu)隧道的監(jiān)測項目分為應(yīng)測項目和選測項目（表2），其中應(yīng)測項目是必須進(jìn)行的監(jiān)測

14、項目，選測項目是根據(jù)情況選用的監(jiān)測項目。 監(jiān)測項目 表2類別監(jiān)測項目監(jiān)測儀器測點布置監(jiān)測頻率應(yīng)測項目地表隆沉水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺隧道軸線縱向每1020m一個測點，每3050m一個斷面，每個711測點開挖面距監(jiān)測斷面前后2B時12次/d開挖面距監(jiān)測斷面前后25B時1次/23d開挖面距監(jiān)測斷面前后5B時1次/周鄰近建（構(gòu)）筑物沉降水準(zhǔn)儀、全站儀建筑物主要部位隧道隆沉水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺計每1020m一個斷面，每斷面13測點凈空收斂收斂計、全站儀等每1020m一個斷面，每斷面23測點選測項目地中水平位移多點位移計、測斜儀等取代表性地段設(shè)一斷面，每斷面23個測孔地中垂直位移分層沉降儀取代表性地段設(shè)一斷面，一般在軸

15、線上布12個測孔圍巖壓力壓力傳感器每取代表性地段設(shè)一斷面，每斷面79個測點管片內(nèi)力與變形應(yīng)力計和應(yīng)變傳感器地下水位水位孔電測水位計取代表性地段設(shè)一斷面，每斷面23個測孔孔隙水壓力水壓計每取代表性地段設(shè)一斷面，每斷面57個測點4.主要監(jiān)測項目及實施方法4.1地表沉降監(jiān)測 地表沉降監(jiān)測是盾構(gòu)工程監(jiān)測中最主要的監(jiān)測項目。分析隧道施工引起的縱橫沉降槽曲線及最大沉降坡度、最小曲率半徑和沉降速率等，以評估盾構(gòu)施工對周圍環(huán)境的影響程度，為合理確定和調(diào)整施工參數(shù)提供反饋信息。 布點要求 地表沉降測點應(yīng)在隧道掘進(jìn)前布設(shè)。地表沉降測點和隧道內(nèi)測點原則上應(yīng)布置在同一里程。一般條件下，地表沉降測點縱向間距隧道軸線按1

16、020m一個測點布置。 根據(jù)地層條件，一般間隔3050m布設(shè)一組地表橫向沉陷槽測點，地表沉降測點橫向間距為25m。隧道中線兩側(cè)量測范圍不應(yīng)小于H0 + B，地表有控制性建(構(gòu))筑物時，量測范圍應(yīng)適當(dāng)加寬。 根據(jù)有關(guān)資料，地表沉降槽呈正態(tài)曲線分布，其隧道上方沉降量大，向兩側(cè)逐漸減小，因此測點布置為中間間距小，向兩側(cè)逐漸增大間距，以便比較準(zhǔn)確測出沉降槽曲線，其測點布置如圖7.2所示。圖7.2 某隧道地表沉降橫向測點布置示意圖 測點埋設(shè)水準(zhǔn)點設(shè)置： 地表沉降監(jiān)測是根據(jù)監(jiān)測對象周圍的水準(zhǔn)點高程進(jìn)行的。如果附近沒有水準(zhǔn)點，則應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的具體條件和沉降監(jiān)測的時間要求埋設(shè)專用水準(zhǔn)點。水準(zhǔn)點的型式和埋設(shè)可參照

17、三、四等水準(zhǔn)點的要求進(jìn)行（如下圖），其數(shù)目應(yīng)盡量不少于三個，以便組成水準(zhǔn)控制網(wǎng)，對水準(zhǔn)點定期進(jìn)行校核，防止其本身發(fā)生變化，以保證沉降監(jiān)測結(jié)果的正確性。水準(zhǔn)點應(yīng)在沉降監(jiān)測的初次觀測之前一個月埋設(shè)好。埋設(shè)水準(zhǔn)點應(yīng)考慮下列因素： （1）水準(zhǔn)點應(yīng)布設(shè)在監(jiān)測對象的沉降影響范圍（包括埋深）以外，保證其堅固穩(wěn)定； （2）盡量遠(yuǎn)離道路、鐵路、空壓機房等，以防受到碾壓和振動的影響； （3）力求通視良好，與觀測點接近，其距離不宜超過100m，以保證監(jiān)測精度； （4）避免將水準(zhǔn)點埋設(shè)在低洼易積水處。同時為防止土層凍脹的影響，水準(zhǔn)點的埋設(shè)深度至少要在冰凍線以下0.5m。 測點埋設(shè)方法： 地表沉降監(jiān)測點的埋設(shè)首先用鉆機

18、鉆透硬化路面，然后用洛陽鏟進(jìn)行探挖，以免破壞地下管線，開挖成孔以后放入鋼筋，放入鋼套筒隔離鋼筋與周邊土體，上部回填砂土和木屑。測點上部安設(shè)保護蓋，做好標(biāo)記。如圖3-4所示。 測試儀器及精度要求 測量精度應(yīng)根據(jù)給定的監(jiān)測對象性質(zhì)、允許沉降值、沉降速率、儀器設(shè)備等因素進(jìn)行綜合分析后確定。一般可分為高精度和中等精度兩類。（1）高精度 用于要求嚴(yán)格控制不均勻沉降的地下工程。使用的精密水準(zhǔn)儀通常帶有光學(xué)測微器，放大倍率不小于40倍，如蘇光DS6、WILDN3和LeicaNA3000等儀器。使用時，i角控制在15，視線長度不大于50m，閉合差應(yīng)小于0.5 mm，測量數(shù)據(jù)保留至0.1mm。水準(zhǔn)尺均需采用線條

19、式銦鋼尺。（2）中等精度 用于要求一般控制不均勻沉降的地下工程。所使用的水準(zhǔn)儀的精度等級應(yīng)不低于國產(chǎn)S3水平，最好帶有傾斜螺旋和符合水準(zhǔn)器，放大率在30倍左右，如國產(chǎn)的NS3-1型、DZ2型帶測微器、WiLDN2和LeicaNA3000等。儀器使用時，i角控制在20，視線長度不大于75m，閉合差應(yīng)小于1.0 rnrn，測量數(shù)據(jù)保留至1.0mm水準(zhǔn)尺必須用紅、黑雙面木尺（帶圓水準(zhǔn)器）。各種類型水準(zhǔn)儀地表沉降的基本要求 （1）觀測前對所用的水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行校驗，并作好記錄，在使用過程中不隨意更換； （2）首次進(jìn)行觀測，應(yīng)適當(dāng)增加測回數(shù)，一般取23次的數(shù)據(jù)作為初始值； （3）固定觀測人員

20、、觀測線路和觀測方式； （4）定期進(jìn)行水準(zhǔn)點校核、測點檢查和儀器的校驗，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和連續(xù)性； （5）記錄每次測量時的氣象情況、施工進(jìn)度和現(xiàn)場工況，以供監(jiān)測數(shù)據(jù)分析時參考。沉降監(jiān)測實例 以廣州地鐵二號線某區(qū)間工程地表沉降為例。R35為右線地表沉降測點，處于走馬山崗斷裂破碎帶，地層軟弱，且富含地下水。其沉降歷時曲線如圖。右線地下工程施工時，引起的地表沉降在10mm左右；后因受左線隧道施工影響，且由于地下水大量流失，造成右線地表再次沉降，最后左、右線隧道施工引起的沉降疊加達(dá)42.4mm。 4.2建筑物監(jiān)測 在城市地區(qū)修建隧道，往往地表周圍有建筑物。為了保證建筑物的安全，在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中進(jìn)行

21、建筑物監(jiān)測，目的是掌握工程施工期間建筑物的變化情況，以便當(dāng)建筑物的某一部位或構(gòu)件變形過大，及時采取有效的保護加固措施，確保建筑物安全與正常使用。 建筑物變形監(jiān)測包括：沉降監(jiān)測（差異沉降）、傾斜監(jiān)測、水平位移監(jiān)測、裂縫監(jiān)測。 建筑物調(diào)查 在盾構(gòu)工程施工前，應(yīng)對施工現(xiàn)場周邊的建筑物進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)建筑物的歷史年限、使用要求以及受施工影響程度，確定具體的監(jiān)測對象。然后，根據(jù)所確定的擬要監(jiān)測的對象一一進(jìn)行詳查，以確定監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測方法。 建筑物調(diào)查的項目與內(nèi)容有：建筑物概況、建筑物歷史變遷、建筑物規(guī)模、圖紙與資料、使用狀況、材料、結(jié)構(gòu)尺寸、基礎(chǔ)與地基等。建筑物沉降監(jiān)測 水準(zhǔn)點水準(zhǔn)點的構(gòu)造、形式以及埋設(shè)方

22、法可參照前述內(nèi)容。水準(zhǔn)點離監(jiān)測建筑物的最近允許距離見表3313。表3313 根據(jù)建筑物性質(zhì)、層次和用途確定水準(zhǔn)點的位置 （1）沉降觀測點 觀測點的位置和數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑物的體形特征、基礎(chǔ)形式、結(jié)構(gòu)種類及地質(zhì)條件等因素綜合考慮。為了反映沉降特征和便于分析，測點應(yīng)埋設(shè)在沉降差異較大的地方，同時考慮施工便利和不易損壞。 一般可設(shè)置在建筑物的四角（拐角）上，高低懸殊或新舊建筑物連接處，伸縮縫、沉降縫和不同埋深基礎(chǔ)的兩側(cè)，框架（排架）結(jié)構(gòu)的主要柱基或縱橫軸線上。對于煙囪、水塔、油罐等高聳構(gòu)筑物，應(yīng)沿周邊在其基礎(chǔ)軸線上的對稱位置布點。 圖3-5 建筑物沉降測點大樣圖圖3-6 鋼架結(jié)構(gòu)沉降測點大樣圖（2）建（

23、構(gòu)）筑物沉降測點埋設(shè) 1）混凝土或磚混結(jié)構(gòu)的建（構(gòu)）筑物，采用直接在建（構(gòu)）筑物上直接鉆孔，埋入“L”形鋼筋，埋入端用混凝土與建（構(gòu)）筑物澆筑連成一個整體，另一端打磨成半圓形，監(jiān)測是放置銦鋼尺保證測量的準(zhǔn)確性。 2）鋼結(jié)構(gòu)形式的建（構(gòu)）筑物，無法在上面鉆孔埋設(shè)，采用焊接的形式，使得測點和結(jié)構(gòu)連成整體。（3）監(jiān)測儀器和方法 監(jiān)測方法同道路及地表沉降。 超過 100G的市政課件下載地址：/share/home?uk=3308272875/cgNbAUeLQ5khi 訪問密碼 9e0d/cgNbKsknwtuxm 訪問密碼 d5cf十一月市政培訓(xùn)班的網(wǎng)址： /item.htm?id=17133241

24、790&spm=2014.21600715.0.0 12年過的一級市政和造價師 一次性八門/372227696/blog/1411052872攜手十一 通過市政 qq群：136816564建筑物傾斜監(jiān)測 建筑物傾斜是指建筑物或獨立構(gòu)筑物頂部相對底部、或某一段高度范圍內(nèi)上下兩點的相對水平位移的投影與高度之比，傾斜監(jiān)測就是對建筑物的傾斜度、傾斜方向和傾斜速率進(jìn)行測量。 建筑測斜的方法主要有傾斜儀法、全站儀法、差異沉降法。 （1）傾斜監(jiān)測原理 在進(jìn)行觀測前，首先要在被監(jiān)測的建（構(gòu)）筑物上設(shè)置上、下兩標(biāo)志點M、N，作為觀測點。觀測時，在離建（構(gòu)）筑物大于其高度的距離外安置經(jīng)緯儀、全站儀等， 以下部標(biāo)志

25、為基準(zhǔn)點，測出上部標(biāo)志的高度H以及水平位移的投影值a，則傾斜度i為： （341） 如傾斜觀測的方向不在其最大傾斜方向時，應(yīng)采用同樣方法在與其垂直的方向測出水平位移b，計算其矢量和c。 （342） （343） （2）基準(zhǔn)點埋設(shè) 基準(zhǔn)點布置在施工影響范圍外穩(wěn)固區(qū)域；基準(zhǔn)點之間以及與觀測點之間要求相互通視狀況良好；基線與觀測點組成最佳構(gòu)形交會角在60120之間； 基準(zhǔn)點埋設(shè)可選擇在地表埋設(shè)或埋設(shè)在后期沉降已結(jié)束的穩(wěn)固建筑物上，地表基準(zhǔn)點埋設(shè)應(yīng)鉆深度大于1m的鉆孔，孔內(nèi)灌注C20以上混凝土，插入中嵌銅芯（直徑1mm）的鋼筋標(biāo)示（長度大于1m），標(biāo)示露出混凝土面12cm；上部加裝保護蓋。（3）測點布設(shè)

26、測點采用8cm8cm的反射膜片，埋設(shè)時將基面處理干凈，將膜片牢固貼在基面上。測點埋設(shè)在建（構(gòu)）物主體豎軸線的頂部及底部相對應(yīng)位置。測點與基準(zhǔn)點間應(yīng)通視良好，旁邊無遮擋物和反光物。（4）觀測方法 傾斜觀測采用前方交會法觀測，按照工程測量規(guī)范GB50026-2007二等水平位移監(jiān)測網(wǎng)技術(shù)要求觀測。采用Leica全站儀 進(jìn)行觀測，水平角觀測采用方向法，邊長采用全站儀測距，交會邊長一般不超過100m，位移測定中誤差不超過1mm。 簡單介紹一下差異沉降法，適用于整體剛度比較大建筑物。圖3-3-26 建筑物傾斜計算示意圖 在建筑物沉降值確定后，進(jìn)行傾斜計算，如圖3326所示： SH2為所求建筑物水平位移

27、為所求建筑物水位移產(chǎn)生的傾斜角4.3地下管線監(jiān)測管線監(jiān)測目的 城區(qū)盾構(gòu)施工區(qū)段一般地下管線眾多，主要有上、下水管、煤氣管道、電力管道、通訊管道等，由于盾構(gòu)倔進(jìn)不可避免地要對土體產(chǎn)生擾動，因而埋設(shè)在土層中的地下管線隨土體變形，產(chǎn)生垂直位移和水平位移，有可能會引起地下管線的斷裂而直接危及其正常使用，甚至引發(fā)災(zāi)難性事故，其后果是極其嚴(yán)重的，必須進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測。 監(jiān)測目的在于：根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，掌握地下管線的位移量和變化速率，及時調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，采取有效防范措施，保證地下管線的安全和正常使用。管線測點埋設(shè)原則 1）原則上地下管線監(jiān)測點重點布設(shè)在煤氣管線、給水管線、污水管線、大型的雨水管線上，測點布置時要考慮地

28、下管線與線路的相對位置關(guān)系； 2）測點一般間距1030m，宜布置在管線的接頭處和拐角處，或者對位移變化敏感的部位； 3）根據(jù)設(shè)計圖紙要求，有特殊要求的管線布置管線管頂點，無特殊要求的布置在管線上方對應(yīng)地表。管線埋設(shè)方式1）基點埋設(shè) 同地表沉降埋設(shè)方法。2）測點埋設(shè) 地下管線測點主要有以下三種設(shè)置方法： 直接式 抱箍式 模擬式直接式 有檢查井的管線，直接打開檢查井直接將監(jiān)測點布設(shè)到管線上或者管線承載體上，如圖3-8； 管線埋設(shè)淺開挖不影響周邊交通的，用敞開式開挖和鉆孔取土的方法挖至管頂表面，管頂埋設(shè)測桿作為測點。如圖3-9。直接式測點適用于埋深淺、管徑較大的地下管線。 抱箍式（如圖3-10） 管

29、線埋設(shè)淺開挖不影響周邊交通的，采用直接開挖暴露出管線抱箍形式，由扁鐵做成抱箍固定在管線上，抱箍上焊一測桿，測桿頂端不應(yīng)高出地面，路面處布置陰井，既用于測點保護，又便于道路交通正常通行。 抱箍式測點的特點是監(jiān)測精度高，能如實反映管線的位移情況，但埋設(shè)時必須進(jìn)行開挖，且要挖至管底，對于交通繁忙的路段影響甚大。抱箍式測點主要用于一些次要的干道和十分重要的管道，如高壓煤氣管、壓力水管等。模擬式 對于地下管線排列密集且管底標(biāo)高相差不大，或因種種原因無法開挖的情況，可采用模擬式測點，方法是選有代表性的管線，在其鄰近打一100mm的鉆孔，如表面有硬質(zhì)路面應(yīng)先將其穿透（孔徑大于50mm即可），孔深至管底標(biāo)高，

30、取出浮土后用砂鋪平孔底，先放入不小于如50mm的鋼板一片，以增大接觸面積，然后放入20mm的鋼筋一根作為測桿，周圍用凈砂填實。模擬式測點的特點是簡便易行，避免了道路開挖對交通的影響，但因測得的是管底地層的位移，模擬性強，精度較低。 管線沉降監(jiān)測測點埋設(shè)時應(yīng)注意準(zhǔn)確調(diào)查核實管線的埋設(shè)深度、位置，確保測點能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)管線變形，采用鉆孔埋設(shè)方式測點埋設(shè)前應(yīng)探明有無其他管線，確保埋設(shè)安全。4.4管片襯砌變形監(jiān)測 包括隧道隆起與水平收斂位移。隧道隆起采用水準(zhǔn)儀測量，管片安裝后即測量初始值。水平位移可以采用收斂計或經(jīng)緯儀測量，最好采用全站儀。通過監(jiān)測分析管片變形原因，影響管片變形的因素主要有：注漿材料、

31、注漿方式、注漿壓力、盾構(gòu)推力、隧道線形及地質(zhì)條件等。從而制定防止管片變形過大或上浮過大的措施。各式收斂計測點布設(shè)間距及要求 管片下沉測點和凈空變化測點應(yīng)布置在同一斷面上。原則上按10m20m間距布設(shè)測試斷面，每測面布設(shè)一組管片收斂和沉降測點，見圖9。 測點埋設(shè)在管片安裝完成后及時進(jìn)行，測點盡量埋設(shè)在巖土體內(nèi)，埋設(shè)圖9 襯砌位移監(jiān)測布點示意圖 時在管片在鉆孔，放入測點，用水泥砂漿錨固結(jié)實，或采用反射膜片粘貼在管片上。施工過程中要注意保護測點，盡量使量測數(shù)據(jù)不中斷。5.1監(jiān)控量測控制標(biāo)準(zhǔn)的意義（1）設(shè)計意圖的體現(xiàn)；（2）施工單位的施工工藝及水平的體現(xiàn)；（3）地層地質(zhì)情況變化體現(xiàn)；（4）周邊環(huán)境和施

32、工安全的體現(xiàn)； 5 監(jiān)測控制基準(zhǔn)5.2控制基準(zhǔn)確定的基本原則 監(jiān)測控制基準(zhǔn)值是監(jiān)測工作實施前提，在監(jiān)測過程中，一旦監(jiān)測數(shù)據(jù)超過控制基準(zhǔn)值，測監(jiān)部門應(yīng)在報表中醒目地標(biāo)注出，予以報警?？刂苹鶞?zhǔn)確定一般參照以下原則： (1)監(jiān)測控制基準(zhǔn)值應(yīng)在監(jiān)測工作實施前，由建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理、施工、市政、監(jiān)測等相關(guān)部門共同確定，列入監(jiān)測方案。 (2)有關(guān)結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測控制基準(zhǔn)值應(yīng)滿足設(shè)計計算中對強度和剛度的要求，一般應(yīng)小于或等于設(shè)計值；并保證其安全和正常使用。 (3)有關(guān)周邊環(huán)境保護的控制基準(zhǔn)值，應(yīng)考慮被保護對象（如建筑物、地下工程、管線等）主管部門所提出的要求。 (4)監(jiān)測控制基準(zhǔn)值的確定應(yīng)具有工程施工可行性，在

33、滿足安全的前提下，應(yīng)考慮提高施工速度和減少施工費用。 (5)監(jiān)測控制基準(zhǔn)值應(yīng)滿足現(xiàn)行的相關(guān)設(shè)計、施工法規(guī)、規(guī)范和規(guī)程的要求； (6)設(shè)計文件規(guī)定的隧道監(jiān)控量測管理標(biāo)準(zhǔn)，可作為施工初期階段量測管理標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)施工的進(jìn)展，根據(jù)監(jiān)測取得的數(shù)據(jù)及地層的穩(wěn)定性、盾構(gòu)掘進(jìn)效果的判斷，適當(dāng)修正調(diào)整。 (7)對一些目前尚未明確規(guī)定控制基準(zhǔn)值的監(jiān)測項目，可參照國內(nèi)外類似工程的監(jiān)測資料確定。 在監(jiān)測實施過程中，當(dāng)某一監(jiān)測值超過控制基準(zhǔn)值時，除了及時報警外，還應(yīng)與有關(guān)部門共同研究分析，必要時可對控制基準(zhǔn)值進(jìn)行調(diào)整。 5.3地表沉降控制基準(zhǔn) 5.3.1根據(jù)國內(nèi)研究資料分析，按理論要求應(yīng)提出+20mm、-50mm的標(biāo)準(zhǔn)。

34、但考慮到制定規(guī)范的嚴(yán)肅性，我國城市地下工程施工規(guī)范規(guī)范地表沉降控制標(biāo)準(zhǔn)最后確定為+10mm、-30mm。工程實踐證明，制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)是不妥的，應(yīng)按不同地區(qū)，不同建筑物區(qū)別對待，以確定經(jīng)濟、合理的控制基準(zhǔn) 5.3.2地表沉降控制基準(zhǔn)值應(yīng)綜合考慮地表建筑物、地下管線及地層和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等因素，分別確定其允許地表沉降值，并取其中最小值作為控制基準(zhǔn)值。 （1）按環(huán)境保護要求確定最大允許地表沉降值： 從考慮地表建筑物安全角度確定最大允許地表沉降值從考慮地下管線的安全角度確定最大允許地表沉降值 （2）從考慮地層及支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定角度確定最大允許地表沉降值 5.4建筑物控制基準(zhǔn) 施工前應(yīng)根據(jù)前面介紹的基本原則，參考

35、國內(nèi)的成功經(jīng)驗確定。（1）建筑物沉降控制標(biāo)準(zhǔn) 樁基礎(chǔ)建筑物允許最大沉降值不應(yīng)大于10mm。天然地基建筑物允許最大沉降值不應(yīng)大于30mm。（2）建筑物傾斜控制標(biāo)準(zhǔn) 建筑物允許沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)如表5-4-1所示，多層和高層建筑物的地基傾斜變形允許值如表5-4-2所示。表5-4-1 建筑物允許沉降差控制標(biāo)準(zhǔn) 變 形 特 征地 基 變 形 允 許 值中、低壓縮性土高壓縮性土砌體承重結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的局部傾斜0.002 L0.003 L工民建柱間沉降差：1框架結(jié)構(gòu)2磚石墻填充的邊排柱0.002L0.0007L0.003L0.001L表5-4-1 多層和高層建筑物的地基傾斜變形允許值變形特征變形允許值多層和高層建筑

36、基礎(chǔ)的傾斜：H2424H60641000.0040 H0.0030 H0.0020 H0.0015 H注：H為建筑物高度，單位：米。5.5控制基準(zhǔn)的管理（1）位移控制基準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)測點距開挖面的距離，按表5.4要求確定。 表5.4 位移控制基準(zhǔn)類別距開挖面1B (U1B)距開挖面2B U2B )距開挖面較遠(yuǎn)允許值65% Uo90% Uo100% Uo注:B為隧道開挖寬度，U。為極限相對位移值。（2）根據(jù)位移控制基準(zhǔn)，可按表5.5分為三個管理等級。 管理等級距開挖面1B距開挖面2B施工狀態(tài)UU1B/3UU2B/3可正常施工U1B/3U2 U1B/3U2B/3UU2B/3應(yīng)注意，并加強監(jiān)測U2U1B/

37、3U2U2B/3應(yīng)采取加強支護等措施表5.5 位移管理等級注:U為實測位移值。 （3）采用分部開挖法施工的隧道應(yīng)每分部分別建立位移控制基準(zhǔn)，同時應(yīng)考慮各分部的相互影響。 （4）與位移相比，位移速率控制指標(biāo)有明確的物理意義，它反映了地層隨時間變化的流變效應(yīng)，在位移V=0 條件下，洞室圍巖趨于穩(wěn)定，反之，V=C（常數(shù)）或不斷增大，則說明地層處于等速或加速流變狀態(tài)，洞室是不穩(wěn)定的，因此位移速率控制指標(biāo)是洞室失穩(wěn)的充分條件，在安全預(yù)報中，較位移指標(biāo)有更直觀和明確的控制意義。 根據(jù)以往的經(jīng)驗，盾構(gòu)掘進(jìn)位移速率控制值一般為35mm/d，穩(wěn)定臨界值為0.10.2mm/d。6 監(jiān)控量測組織與實施6.1監(jiān)測方案

38、編制 監(jiān)測方案是指導(dǎo)監(jiān)控量測的主要技術(shù)文件。主要包括監(jiān)測目的和監(jiān)測項目、監(jiān)測儀器布置及安裝、數(shù)據(jù)采集方法、數(shù)據(jù)分析及施工信息反饋。監(jiān)測方案的編制應(yīng)按一下要求進(jìn)行。（1）監(jiān)測方案的設(shè)計原則 （2）監(jiān)測項目的確定（3）監(jiān)測方案的編制（4）監(jiān)測方案的主要內(nèi)容（5）編制監(jiān)測方案的基礎(chǔ)資料6.1.1監(jiān)測方案的設(shè)計原則 監(jiān)測方案設(shè)計的編制符合國家、行業(yè)現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范、規(guī)定。監(jiān)測方案設(shè)計一般遵循以下原則： （1）監(jiān)測方案應(yīng)以安全監(jiān)測為目的，根據(jù)不同的工程項目和不同的施工方法確定監(jiān)測對象（基坑、建筑物、管線、地下工程等），針對監(jiān)測對象安全穩(wěn)定的主要指標(biāo)進(jìn)行方案設(shè)計。 （2）根據(jù)監(jiān)測對象的重要性確定監(jiān)測規(guī)模和內(nèi)

39、容，監(jiān)測項目和測點的布置能夠比較全面地反映監(jiān)測對象的工作狀態(tài)。6.1.1監(jiān)測方案的設(shè)計原則 （3）應(yīng)盡量采用先進(jìn)的測試技術(shù)，如計算機技術(shù)、遙測技術(shù)，積極選用或研制效率高、可靠性強的先進(jìn)儀器和設(shè)備，以確保監(jiān)測效率與精度。 （4）為確保提供可靠、連續(xù)的監(jiān)測資料，各監(jiān)測項目應(yīng)能相互校驗。 （5）方案在滿足監(jiān)測性能和精度要求的前提下，力求減少監(jiān)測傳感器的數(shù)量和電纜長度，減低監(jiān)測頻率，以降低監(jiān)測費用。 （6）根據(jù)設(shè)計要求及周邊環(huán)境條件，確定各監(jiān)測項目的控制基準(zhǔn)值。6.1.2監(jiān)測項目的確定地下工程監(jiān)測項目的選擇應(yīng)考慮以下因素。 （1）工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件； （2）工程規(guī)模與施工技術(shù)難點；包括設(shè)計結(jié)構(gòu)

40、型式、施工方法、埋深等； （3）工程的周邊環(huán)境條件。主要是所處位置、周圍建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)型式、形狀尺寸及與地下工程之間的關(guān)系。6.1.3編制監(jiān)測方案的步驟監(jiān)測方案編制步驟如下：（1）收集編制監(jiān)測方案所需的基礎(chǔ)資料；（2）現(xiàn)場踏勘，了解周圍環(huán)境；（3）編制監(jiān)測方案初稿；（4）會同有關(guān)部門確定各類監(jiān)測項目的控制基準(zhǔn)值；（5）完善監(jiān)測方案；（6）監(jiān)測方案報批。6.1.4監(jiān)測方案的主要內(nèi)容 監(jiān)測方案的是指導(dǎo)監(jiān)測工作的主要技術(shù)文件，應(yīng)包括的主要內(nèi)容有： （1）工程概況；（2）監(jiān)測目的與意義；（3）監(jiān)測內(nèi)容和測點數(shù)量；（4）各類測點布置平、剖面圖；（5）監(jiān)測周期和頻率的確定；（6）監(jiān)測儀器設(shè)備的選用、監(jiān)

41、測人員的配備；（7）監(jiān)測人員的配備；（8）各類監(jiān)測項目控制基準(zhǔn)值的確定；（9）監(jiān)測報告送達(dá)對象和時限；（10）監(jiān)測注意事項。6.1.5編制監(jiān)控量測方案的基礎(chǔ)資料在編制監(jiān)測方案前，應(yīng)熟悉的基礎(chǔ)資料主要包括以下內(nèi)容： 設(shè)計圖； 地質(zhì)勘察報告； 施工方案； 地面建筑物平面； 管線平面圖； 保護對象的建筑結(jié)構(gòu)圖； 最新監(jiān)測傳感器和設(shè)備信息； 類型相似或相近工程的經(jīng)驗資料。6.2監(jiān)控量測的組織與實施 監(jiān)控量測應(yīng)作為重要工序納入施工組織中，為確保監(jiān)測方案的實施，組織專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)監(jiān)控量測的組織與實施。6.2.1監(jiān)測的前期準(zhǔn)備工作 基礎(chǔ)資料調(diào)查分析、監(jiān)測設(shè)備準(zhǔn)備、監(jiān)測傳感器及材料的準(zhǔn)備、人員組織準(zhǔn)備、現(xiàn)場

42、監(jiān)測控制網(wǎng)點設(shè)立、做好擬保護建筑物、構(gòu)筑物的調(diào)查鑒定工作等等6.2.2監(jiān)控量測實施階段 監(jiān)控量測實施一般可分三階段進(jìn)行，即測點布設(shè)階段、監(jiān)測階段和資料分析和整理階段。確定監(jiān)測控制值 監(jiān)測控制值是監(jiān)測工作實施前，為確保監(jiān)測對象安全而設(shè)定的各項監(jiān)測指標(biāo)的預(yù)估最大值。由建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理、施工、市政、監(jiān)測等有關(guān)部門共同商定在監(jiān)測過程中，一旦監(jiān)測數(shù)據(jù)超越控制值，監(jiān)測部門應(yīng)在報表中醒目注出，予以報警。6.3監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的采集、分析整理要求 監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理分析反饋的方法和內(nèi)容通常包括監(jiān)測資料的采集、整理、分析、反饋及評判決策等方面。（1）數(shù)據(jù)采集 通過現(xiàn)場監(jiān)測取得的數(shù)據(jù)和與之相關(guān)的其它資料的搜集、記錄等。將

43、實測數(shù)據(jù)輸入計算機；全站儀則自動數(shù)據(jù)采集，并將量測值自動傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。（2）數(shù)據(jù)整理 每次觀測后應(yīng)立即對原始觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行校核和整理，包括原始觀測值的檢驗、物理量的計算、填表制圖，異常值的剔除、初步分析和整編等，并將檢驗過的數(shù)據(jù)輸入計算機的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。（3）數(shù)據(jù)分析 采用比較法、作圖法和數(shù)學(xué)、物理模型，分析各監(jiān)測物理量值大小、變化規(guī)律、發(fā)展趨勢，以便對工程的安全狀態(tài)和應(yīng)采取的措施進(jìn)行評估決策。6.4監(jiān)測數(shù)據(jù)的信息反饋 6.4.1反饋的目的 在盾構(gòu)地下工程中，為保證地下工程施工及周邊環(huán)境安全，需要建立一套嚴(yán)密、科學(xué)的監(jiān)測體系，在施工過程中對地下工程及周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，分析、判斷、預(yù)測施

44、工中可能出現(xiàn)的情況，并采取相應(yīng)的技術(shù)措施，將盾構(gòu)對周圍環(huán)境的影響降低到最小程度，即通常所說的信息化設(shè)計與施工。其核心內(nèi)容是監(jiān)測與信息反饋，信息反饋的主要目的有： （1）指導(dǎo)施工：根據(jù)監(jiān)測所得到的地層變形、周邊建（構(gòu)）筑物、地下管線影響程度，指導(dǎo)調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，制定合理的保護措施。 （2）安全評價：通過監(jiān)測了解盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)及周邊建（構(gòu)）筑物的變形及受力狀況，掌握掘進(jìn)過程中工程自身結(jié)構(gòu)所處的安全狀態(tài)，并對其安全穩(wěn)定性進(jìn)行評價。 （3）動態(tài)設(shè)計：把監(jiān)測結(jié)果反饋設(shè)計，為設(shè)計與施工、監(jiān)理單位提供溝通渠道，以確保信息化設(shè)計與施工的效果。 （4）積累資料：為信息化設(shè)計與施工積累資料，提高地下工程的設(shè)計和施

45、工水平。6.4.2信息反饋的內(nèi)容 （1）通過對監(jiān)測資料的反分析，修正設(shè)計用圍巖物理力學(xué)參數(shù)。 （2）通過對監(jiān)測資料的反分析，修正設(shè)計用地應(yīng)力、滲水壓力、圍巖壓力等基本荷載。 （3）通過對盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)位移、應(yīng)力應(yīng)變、地表及周邊建筑物位移等監(jiān)測，修正設(shè)計用變形控制基準(zhǔn)、安全監(jiān)測方法和監(jiān)控判據(jù)指標(biāo)。 （4）在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，通過對地表、周邊構(gòu)筑物的變形監(jiān)測結(jié)果的分析判斷，及時調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)和施工方案，必要時增加輔助施工措施，以確保工程及周邊環(huán)境的安全，達(dá)到施工的安全性和經(jīng)濟性效果， 實現(xiàn)動態(tài)設(shè)計、動態(tài)施工。6.4.3信息反饋程序 6.4.4信息反饋方法 信息反饋的方法基本上可分為回歸分析法、工程類比法

46、、數(shù)值計算法等。（1）散點圖與回歸分析法 根據(jù)不同工程的具體情況，也可將通過計算求得監(jiān)測間隔時間、累計監(jiān)測時間、監(jiān)測位移值、累計位移值、當(dāng)日位移速率、平均位移速率等列成表格并繪制成相應(yīng)的與時間關(guān)系曲線。選擇有代表性的測點進(jìn)行回歸分析?；貧w分析包括一元線性回歸分析和非線性回歸分析。該方法簡單實用，適合現(xiàn)場運用。（2）工程類比法 根據(jù)監(jiān)測資料與已有工程監(jiān)測結(jié)果及穩(wěn)定性評判等資料的對比進(jìn)行分析，評判當(dāng)前工程的安全狀態(tài)，及時調(diào)整施工方案。該方法需要借鑒大量的工程實踐經(jīng)驗，最重要的是采用工程類比時應(yīng)充分考慮工程的相似性。6.5監(jiān)測的管理 針對監(jiān)測項目的特點建立專業(yè)組織機構(gòu)，成立監(jiān)控量測及信息反饋小組，監(jiān)

47、測組織機構(gòu)見圖4-7-10。圖4-7-10 施工監(jiān)測組織機構(gòu)圖7 目前國內(nèi)監(jiān)控量測存在的問題及發(fā)展方向7.1存在的問題監(jiān)測造價低 各方對于監(jiān)測的重視程度也較之過去有了明顯的提高，但總體來講還僅僅是流于言表。監(jiān)測造價相對于工程造價普遍偏低，尤其是施工監(jiān)測價格更是低得可憐。對于同一個工程，在設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位、監(jiān)測單位這四方單位里，監(jiān)測單位“價時比”最低。 費用過低不僅不能有效保證工程安全，制約了監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，還在某種程度上造成了浪費，進(jìn)一步惡化了監(jiān)測的市場環(huán)境。 監(jiān)測設(shè)計與測試 目前監(jiān)測設(shè)計工作只是設(shè)計圖中很小的一個組成部分，設(shè)計人員往往對監(jiān)測方面了解甚少。 現(xiàn)場監(jiān)測人員沒能真正領(lǐng)會

48、和掌握信息化設(shè)計與施工技術(shù)，實施過程中缺少專業(yè)人員。特別是信息反饋方面，很少能結(jié)合施工情況，對監(jiān)測信息進(jìn)行合理分析，進(jìn)而對工程設(shè)計和施工起指導(dǎo)作用。 監(jiān)測定位不明確 施工監(jiān)測、第三方監(jiān)測兩者均需要同時具備，而目前有的地下工程只有兩者其一；只有在這些基礎(chǔ)體系完善后才有可能為之后進(jìn)行相關(guān)咨詢等技術(shù)服務(wù)提供平臺。 控制標(biāo)準(zhǔn)問題 監(jiān)測工作伴隨工程始末，周期較長，但由于監(jiān)測造價太低，在同樣的也沒有精力因地制宜，照抄照搬現(xiàn)象普遍；在制定監(jiān)測控制值時無據(jù)可依，目前這么多監(jiān)測項目，沒有一一制定控制標(biāo)準(zhǔn)，只個別幾項有說明，而這個別項目的控制值也是照搬好幾十年前的工程經(jīng)驗；監(jiān)測手段 目前監(jiān)測手段逐步多樣化，但總體

49、來說手段較為古老和陳舊，涉及到的儀器設(shè)備數(shù)量很少，實現(xiàn)監(jiān)測項目的方法基本依賴人工靜態(tài)觀測?，F(xiàn)在雖然也陸續(xù)采取一些先進(jìn)手段監(jiān)測，但畢竟是少數(shù)工程里用到很少一部分。監(jiān)測手段需要及時更新，從而推動監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和與時俱進(jìn)。7 .2監(jiān)測展望 以后的監(jiān)測應(yīng)該往以下幾個方面改進(jìn)和發(fā)展。 充裕的經(jīng)濟支撐 任何地位的提升和認(rèn)可歸根到底是經(jīng)濟上的提高。否則一切都是空話。通過測算，工程造價的12%作為監(jiān)測費用是較為合理的，對于重大工程或具有研究意義的工程還應(yīng)突破。這一點急需解決，否則監(jiān)測發(fā)展舉步為艱。 監(jiān)測設(shè)計專業(yè)化 監(jiān)測設(shè)計人員必須有豐富的監(jiān)測經(jīng)驗，監(jiān)測設(shè)計同土建設(shè)計、防排水等設(shè)計要同等重視、同等對待。 監(jiān)控量

50、測與信息反饋應(yīng)作為重要工序編入施工組織設(shè)計建立專業(yè)隊伍，引入第三方監(jiān)控量測 目前，在我國部分城市地下工程施工中，引入第三方監(jiān)控量測，對促進(jìn)監(jiān)控量測健康發(fā)展具有一定的積極意義，但其中還有很多方面需要進(jìn)一步規(guī)范監(jiān)控量測組織與實施。監(jiān)測手段先進(jìn)化、信息反饋可視化 隨著地下工程施工技術(shù)的發(fā)展，地下工程安全監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展也很迅速。主要表現(xiàn)為監(jiān)測方法的自動化和數(shù)據(jù)處理的軟件化。監(jiān)測設(shè)備及傳感器不斷發(fā)展與完善，監(jiān)測技術(shù)向系統(tǒng)化、遠(yuǎn)程化、自動化方面發(fā)展，從而實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，監(jiān)測精度不斷提高，數(shù)據(jù)分析與反饋更具有時效性，如遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。8 盾構(gòu)施工引起的地表沉降規(guī)律8.1盾構(gòu)掘進(jìn)對周圍地層的擾動及地

51、表沉降的原因 盾構(gòu)掘進(jìn)引起的地基變形的原因如下（參見圖8-1），但是各自發(fā)生的機理是不同的。 (1）開挖時的土水壓力不平衡：土壓平衡式盾構(gòu)或泥水盾構(gòu)，由于掘進(jìn)量與排土量不等的原因，開挖面土壓力、水壓力與壓力倉壓力不平衡，致使開挖面失去平衡狀態(tài)，從而產(chǎn)生地基變形。開挖面土壓力、水壓力小于壓力倉壓力時產(chǎn)生地基下沉，大于壓力倉壓力時產(chǎn)生地基隆起。這是由開挖面時的應(yīng)力釋放，附加應(yīng)力等引起的彈塑性變形。 (2）推進(jìn)對圍巖的擾動：盾構(gòu)推進(jìn)時，由于盾構(gòu)的殼板與圍巖摩擦和圍巖的擾動從而引起地基下沉或隆起。特別是蛇形修正和曲線推進(jìn)時進(jìn)行的超挖是產(chǎn)生圍巖松動的原因。 (3）盾尾建筑間隙和壁后注漿不充分：由于盾尾建

52、筑間隙使受盾殼支撐的圍巖朝著盾尾間隙變形而產(chǎn)生地基下沉。這是由于應(yīng)力釋放引起的彈塑性變形。地基下沉的大小受壁后注漿材料的性質(zhì)、注入時間、位置、壓力、數(shù)量等影響。另外，粘性土地基中的壁后注漿壓力過大是引起地基臨時隆起的原因。 (4）管片的變形與變位：接頭螺栓緊固不足，管片環(huán)容易變形，盾尾建筑間隙的實際量增大，盾尾脫出后外壓不均等使襯砌變形或變位，從而增大地基沉降。 (5）地下水位下降：來自開挖面的涌水或管片產(chǎn)生漏水時，地下水位下降而使地基下沉。這一現(xiàn)象是由于開挖面的有效應(yīng)力增加而引起的固結(jié)沉降。圖8-1盾構(gòu)掘進(jìn)對地層應(yīng)力狀態(tài)的影響8.2地表沉降規(guī)律 （1）縱向地表沉降 隨著盾構(gòu)掘進(jìn)所產(chǎn)生的地基變

53、形，由以上諸多因素引起的地基沉降或隆起發(fā)生疊加，地基變形經(jīng)歷五個階段，見圖8-2。如果選擇合適的盾構(gòu)型式，進(jìn)行合理的施工管理，圖7-4中所示各個階段的變形可以控制在最小限度以內(nèi)。圖8-2盾構(gòu)施工引起的縱向地表沉降規(guī)律 1）先期沉降，盾構(gòu)尚未到達(dá)該點時的變位，表現(xiàn)為地表下沉。對于砂質(zhì)土，其可能是由于地下水下降引起，對于極軟粘性土，則沉降可能是由于開挖面過量取土引起的； 2）開挖面前方地基變位，盾構(gòu)開挖面即將到達(dá)之前發(fā)生的變位，表現(xiàn)為地表隆起或下沉。其主要是由于盾構(gòu)對開挖面土層施加的支護壓力過大或過小，致使開挖面失去平衡狀態(tài)，從而發(fā)生地基變位引； 3）盾構(gòu)通過時地基變位，指從盾構(gòu)開挖面到達(dá)該地表點

54、的正下方開始，直至盾尾即將脫離該點為止的發(fā)生的地基變位，表現(xiàn)為地表隆起或下沉。產(chǎn)生這部分地基變位的原因，主要是盾殼對土體的摩擦力，破壞了土體的結(jié)構(gòu)強度，另外超挖及盾構(gòu)姿態(tài)的非水平向也加劇了地基變位； 4）盾構(gòu)尾部脫離時變位，指盾尾空隙形成至注漿結(jié)束為止的那段時間內(nèi)的下沉或隆起。管片從盾尾脫離之前，盾殼對土體有一約束力，方向指向土體，一旦盾尾脫離，盾構(gòu)殼土體之間產(chǎn)生空隙，如果在盾尾脫離后未能及時注漿或填充率不足，則空洞斷面就會向內(nèi)縮小，引起應(yīng)力釋放力，產(chǎn)生地表沉降，相反，如果注漿壓力過大，則會導(dǎo)致地表隆起； 5）后期沉降，指從注漿結(jié)束開始，直到下沉停止的那部分下沉，引起這部分沉降的原因，主要是蠕變變形與固結(jié)變形，在軟粘土地基表現(xiàn)尤為明顯。 （2）橫向地表沉降 目前，關(guān)于盾構(gòu)施工引起的地表沉降規(guī)律研究，已取得了大量的研究成果。Peck（1969）通過對大量地表沉降數(shù)據(jù)及工程資料分析后，首先提出地表沉降槽近似呈正態(tài)分布曲線的概念，