浅谈广州地铁2号线鹭中区间隧道施工监测(1)
毕业论文
2014/4/1
摘 要：介绍地铁区间隧道施工监测的设计与施工管理等。
关键词：地铁；区间隧道；施工监测；施工管理
1、工程概况
广州地铁二号线首期工程始于海珠区琶洲，止于白云区江夏，线路全长23. 21km .二号线鹭江站至中山大学站区间隧道， 分为左、右两支单线隧道，左线ZCK6 + 539. 5～ ZCK8 + 057. 05 ， 全长1523. 055m ， 右线YCK6 + 539. 05～ YCK8 + 0. 57. 05 ， 全长1517. 55m .该区间隧道上覆地层为人工杂填土、冲积层、残积层和风化岩层，覆盖层厚度为9. 4～19. 5m .洞身大部分位于强风化的粉砂岩层，属于Ⅱ 、Ⅲ 类围岩。该区间隧道部分区段全断面采用钻爆法开挖，其它区段隧道的上半部分采用人工开挖，下半部分采用钻爆法开挖。该区间沿新港中路由东向西至新港西路， 为广州市主要交通干道，车流量大。地面道路两侧高大建筑物林立，地下管网密布。暗挖施工中做到无坍塌及涌水、涌砂事故，并有效地控制地面沉降，沿线管网线路做到不断裂、不渗漏，保证地面交通和各种社会活动的正常进行。因而在施工中如何加强围岩量测、获取支护结构的受力状态和环境影响信息，以便及时调整施工参数，为安全施工服务，就显得尤为突出和重要。
2、施工监测设计
2. 1 监测内容根据该工程的特征，在施工中对以下项目进行了监测：① 围岩及支护状态的观察描述； ② 地表沉降； ③ 隧道拱顶沉降； ④ 隧道收敛监测； ⑤ 格栅受力状况监测； ⑥ 近地建筑物倾斜监测； ⑦ 爆破振动监测； ⑧ 孔隙水压力监测； ⑨ 支护土压力监测； ⑩ 土体垂直位移监测； 土体水平位移监测。
2. 2 量测断面与测点布置
2. 2. 1 围岩及支护状态的观察描述每开挖、支护循环作业，均需对掌子面工程地质、水文地质及支护厚度与质量进行观察、记录和描述。
2. 2. 2 地表沉降各施工竖井井口周边、施工横通道和正线隧道每10m 设置一个量测断面。竖井井口地面沉降测点在矩形井四角及各边中点各设一个。横通道每一地表沉降量测断面设7 个测点，共26 个量测断面、182 个测点。区间正线隧道每一地表沉降量测断面设11 个测点，共151 个量测断面、1661 个测点。
2. 2. 3 隧道拱顶沉降监测各施工横通道和左右线正线隧道每隔10m 设置一个监测断面，并与地表沉降监测断面重合。每一个监测断面在隧道拱顶设置一个监测点，共177 个量测断面，177 个监测点。
2. 2. 4 隧道净空收敛量测量测断面布置同拱顶沉降量测，并与拱顶量测断面重合。每一个量测断面布置2 对测线，分别布置在拱脚以上0. 5m 和墙中处，共177 个量测断面，708 个收敛埋设点。
2. 2. 5 格栅钢架受力状况监测分别在1# ～3# 施工横通道和左、右线Ⅱ 、Ⅲ 及Ⅳ 类围岩各选择一个量测断面，共9 个量测断面。对每一量测断面，分别在拱顶、拱部300 、600 和900 、墙腰和墙脚及仰拱各设一个测点，每一量测断面设12 个测点，共108 个测点。
2. 2. 6 孔隙水压力监测量测断面选择与支护土体压力监测相同，共9 个量测断面。对每一量测断面，分别在拱顶、墙中和仰拱各设一个测点，每一量测断面设4 个测点，共36 个测点。
2. 2. 7 土体垂直位移监测土体垂直位移监测断面选择与支护土体压力监测同断面， 共9 个量测断面。对每一个量测断面均在坑道拱顶设置一个孔内多点位移计，孔内每隔1. 0m 设测点一个，共用110 个孔内沉降磁环。
2. 2. 8 土体水平位移监测土体水平位移监测断面选则与土体垂直位移量测同断面， 共9 个量测断面。这样，支护结构土压力、孔隙水压力、支护结构应力、土体垂直位移和水平位移监测点均设在同一断面上。对每一个量测断面分别在开挖轮廓外侧0. 5m 处各设一个土体水平位移测孔，孔内每隔1. 0m 深设测点一个。
2. 2. 9 近地建筑物倾斜监测根据实际地面建筑物，特别是高大建筑物、旧巷民宅等，距区间左右线隧道外缘25m 以内时，每栋建筑物观测点的数量≥6 个，观测标志点设在地墙（柱） 或基础上。
2. 2. 10 爆破振动监测地面建筑物选择和测点布置与近地建筑物倾斜监测相同。
2. 3 量测方法和频率
2. 3. 1 围岩及支护状态的观察描述采用地质罗盘、皮尺等仪器工具进行观察描述，每开挖、支护循环观察一次，直至模筑砼后结束。
2. 3. 2 地面沉降采用蔡司（德国产） -004 精密水准仪和铟钢尺等精密水准测量方式。测点用 16～ 20 钢筋头长25～30cm ，端头磨圆。对已硬化地面用冲击钻钻孔，水泥砂浆锚固，端头露出地面0. 5 ～0. 8cm ；对未硬化地面，用挖孔、水泥砂浆锚固，端头露出地面0. 8～2. 0cm.监测频率：在开挖面距量测端面前1 倍洞径与埋深之和开始量测；在开挖面通过量测断面1 倍洞径与埋深之和范围内，每开挖循环或1 天1 次，5 倍洞径范围内每2 天1 次，5 倍洞径范围外每周1 次，直至变形稳定或全部施工完成。
2. 3. 3 拱顶下沉和净空收敛监测拱顶下沉采用蔡司-004 精密水准仪和倒挂钢尺形式的精密水准测量方式。带测球的测杆预埋在隧道初期支护内。隧道净空收敛量测采用J SS30/ 15A 收敛计量测，带测球的测杆预埋在隧道初期支护内。
监测频率：测点断面喷射砼支护后开始第一次量测；2 倍洞径范围内每开挖循环或每天1 次，5 倍洞径范围内每2 天1 次，5 倍洞径范围外每周1 次，直至变形稳定或模筑砼后。
关键词：地铁；区间隧道；施工监测；施工管理
1、工程概况
广州地铁二号线首期工程始于海珠区琶洲，止于白云区江夏，线路全长23. 21km .二号线鹭江站至中山大学站区间隧道， 分为左、右两支单线隧道，左线ZCK6 + 539. 5～ ZCK8 + 057. 05 ， 全长1523. 055m ， 右线YCK6 + 539. 05～ YCK8 + 0. 57. 05 ， 全长1517. 55m .该区间隧道上覆地层为人工杂填土、冲积层、残积层和风化岩层，覆盖层厚度为9. 4～19. 5m .洞身大部分位于强风化的粉砂岩层，属于Ⅱ 、Ⅲ 类围岩。该区间隧道部分区段全断面采用钻爆法开挖，其它区段隧道的上半部分采用人工开挖，下半部分采用钻爆法开挖。该区间沿新港中路由东向西至新港西路， 为广州市主要交通干道，车流量大。地面道路两侧高大建筑物林立，地下管网密布。暗挖施工中做到无坍塌及涌水、涌砂事故，并有效地控制地面沉降，沿线管网线路做到不断裂、不渗漏，保证地面交通和各种社会活动的正常进行。因而在施工中如何加强围岩量测、获取支护结构的受力状态和环境影响信息，以便及时调整施工参数，为安全施工服务，就显得尤为突出和重要。
2、施工监测设计
2. 1 监测内容根据该工程的特征，在施工中对以下项目进行了监测：① 围岩及支护状态的观察描述； ② 地表沉降； ③ 隧道拱顶沉降； ④ 隧道收敛监测； ⑤ 格栅受力状况监测； ⑥ 近地建筑物倾斜监测； ⑦ 爆破振动监测； ⑧ 孔隙水压力监测； ⑨ 支护土压力监测； ⑩ 土体垂直位移监测； 土体水平位移监测。
2. 2 量测断面与测点布置
2. 2. 1 围岩及支护状态的观察描述每开挖、支护循环作业，均需对掌子面工程地质、水文地质及支护厚度与质量进行观察、记录和描述。
2. 2. 2 地表沉降各施工竖井井口周边、施工横通道和正线隧道每10m 设置一个量测断面。竖井井口地面沉降测点在矩形井四角及各边中点各设一个。横通道每一地表沉降量测断面设7 个测点，共26 个量测断面、182 个测点。区间正线隧道每一地表沉降量测断面设11 个测点，共151 个量测断面、1661 个测点。
2. 2. 3 隧道拱顶沉降监测各施工横通道和左右线正线隧道每隔10m 设置一个监测断面，并与地表沉降监测断面重合。每一个监测断面在隧道拱顶设置一个监测点，共177 个量测断面，177 个监测点。
2. 2. 4 隧道净空收敛量测量测断面布置同拱顶沉降量测，并与拱顶量测断面重合。每一个量测断面布置2 对测线，分别布置在拱脚以上0. 5m 和墙中处，共177 个量测断面，708 个收敛埋设点。
2. 2. 5 格栅钢架受力状况监测分别在1# ～3# 施工横通道和左、右线Ⅱ 、Ⅲ 及Ⅳ 类围岩各选择一个量测断面，共9 个量测断面。对每一量测断面，分别在拱顶、拱部300 、600 和900 、墙腰和墙脚及仰拱各设一个测点，每一量测断面设12 个测点，共108 个测点。
2. 2. 6 孔隙水压力监测量测断面选择与支护土体压力监测相同，共9 个量测断面。对每一量测断面，分别在拱顶、墙中和仰拱各设一个测点，每一量测断面设4 个测点，共36 个测点。
2. 2. 7 土体垂直位移监测土体垂直位移监测断面选择与支护土体压力监测同断面， 共9 个量测断面。对每一个量测断面均在坑道拱顶设置一个孔内多点位移计，孔内每隔1. 0m 设测点一个，共用110 个孔内沉降磁环。
2. 2. 8 土体水平位移监测土体水平位移监测断面选则与土体垂直位移量测同断面， 共9 个量测断面。这样，支护结构土压力、孔隙水压力、支护结构应力、土体垂直位移和水平位移监测点均设在同一断面上。对每一个量测断面分别在开挖轮廓外侧0. 5m 处各设一个土体水平位移测孔，孔内每隔1. 0m 深设测点一个。
2. 2. 9 近地建筑物倾斜监测根据实际地面建筑物，特别是高大建筑物、旧巷民宅等，距区间左右线隧道外缘25m 以内时，每栋建筑物观测点的数量≥6 个，观测标志点设在地墙（柱） 或基础上。
2. 2. 10 爆破振动监测地面建筑物选择和测点布置与近地建筑物倾斜监测相同。
2. 3 量测方法和频率
2. 3. 1 围岩及支护状态的观察描述采用地质罗盘、皮尺等仪器工具进行观察描述，每开挖、支护循环观察一次，直至模筑砼后结束。
2. 3. 2 地面沉降采用蔡司（德国产） -004 精密水准仪和铟钢尺等精密水准测量方式。测点用 16～ 20 钢筋头长25～30cm ，端头磨圆。对已硬化地面用冲击钻钻孔，水泥砂浆锚固，端头露出地面0. 5 ～0. 8cm ；对未硬化地面，用挖孔、水泥砂浆锚固，端头露出地面0. 8～2. 0cm.监测频率：在开挖面距量测端面前1 倍洞径与埋深之和开始量测；在开挖面通过量测断面1 倍洞径与埋深之和范围内，每开挖循环或1 天1 次，5 倍洞径范围内每2 天1 次，5 倍洞径范围外每周1 次，直至变形稳定或全部施工完成。
2. 3. 3 拱顶下沉和净空收敛监测拱顶下沉采用蔡司-004 精密水准仪和倒挂钢尺形式的精密水准测量方式。带测球的测杆预埋在隧道初期支护内。隧道净空收敛量测采用J SS30/ 15A 收敛计量测，带测球的测杆预埋在隧道初期支护内。
监测频率：测点断面喷射砼支护后开始第一次量测；2 倍洞径范围内每开挖循环或每天1 次，5 倍洞径范围内每2 天1 次，5 倍洞径范围外每周1 次，直至变形稳定或模筑砼后。
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