.wd太原铁路枢纽新建西南环线工程XNHS-2标段隧道监控量测专项施工方案中铁十五局集团太原铁路枢纽西南环线工程部第四架子队 二0一六年四月十五日隧道施工监控量测专项方案由我架子队承担的隧道工程分别为取消晋祠地下车站DK18+715-DK19+185段；东晋隧道DK9+700-DK10+190段；晋源车站DK10+190-DK10+590段；晋祠车站DK10+590-DK13+100段，全长3.85km，设计为双线隧道。其中DK12+550-DK13+100长550m段采用暗挖法施工，其他段采用明挖法施工。隧道经过地区地质情况复杂，围岩类别级。施工监控量测包括深基坑段监控量测和浅埋暗挖隧道段监控量测。明挖深基坑段和浅埋暗挖隧道段地质条件复杂，基坑两侧和隧道穿越地表上方建筑物和管线众多，基坑跨度大、深度深，隧道开挖埋深浅、跨度大，采用的支护措施和构造形式复杂多样，施工中各种工法转换复杂，地表和周围建筑物对基坑开挖和隧道施工要求较高，因此为保证基坑和隧道工程施工安全、经济、顺利进展，在施工过程中应采取全过程监控量测措施，以根据监测信息反响设计和指导施工，积极优化与调整施工方法、施工工艺和施工参数，控制支护构造变形，了解围岩动态变化，掌握最正确工序过程，从而确保工程安全与质量，并保护周围环境的安全。1 监测目的和意义监控量测是地下工程动态设计的重要组成局部，是确保深基坑和隧道安全开挖的根基。在施工中，通过监控量测，掌握围岩动态和支护构造的工作状态，利用监控量测结果调整设计支护参数，指导施工，积累资料并为以后的类似工程提供类比依据；同时预测事故和险情，以便及时采取措施防止事故发生，确保基坑施工的安全，到达安全施工、节约工程投资的目的；同时根据监测情况实现周边建筑物保护方案，防止地表房屋过大沉降甚至破坏。(1)了解围护构造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。监测数据和成果是现场施工管理和技术人员判断工程是否安全的重要依据。因此，在施工过程中，通常依据监测结果验证施工方案的合理性，调整施工参数，必要时采取辅助工程措施，以到达信息化施工之目的。(2)通过对基坑及隧道支护构造的变位、应力监测，及时修改支护系统设计。(3)保证施工影响范围内建筑物、地下管线的正常使用，为确定保护措施提供依据。(4)验证支护构造设计，为支护构造设计和施工方案的修订提供反响信息。(5)积累资料，以提高地下工程的设计和施工水平。支护构造的围岩压力分布受支护方式、支护构造刚度、施工过程和被支护围岩种类的影响，通常很复杂，现行设计分析理论尚未到达成熟的阶段，积累完整准确的地下工程开挖与支护监测结果，对于总结工程经历，完善设计分析理论是很有价值的。2 监测的主要技术依据2.1 执行的技术标准?地下铁道、轻轨交通工程测量标准?GB50308-1999;?地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察标准?GB50307-1999;?地下铁道工程施工及验收标准?GB50299-1999;?建筑变形测量规程?JTJ/T8-97;?工程测量标准?GB50026-93;?全球定位系统(GPS)测量标准?GB/T18314-2001;?中、短程光电测距标准?GB/T16818-1997;?国家一、二等水准测量标准?GB12897-91;?国家三、四等水准测量标准?GB12898-91;?铁路隧道监控量测技术规程?TBJ10121-2007;其它相关标准、强制性标准规定及地方标准；?铁路隧道施工标准?TB10204-2002;?铁路隧道设计标准?TB10003-2005;2.2 作业依据铁道第三勘察设计院集团设计隧道施工图纸；本工程有关的工程设计图纸；本工程有关的地质勘探资料；3 监测内容及方案实施3.1 监测工程根据设计图纸文件精神，结合工程特点将监测分为明挖深基坑段和浅埋暗挖隧道段两部份，根据各局部施工特点确定本标段监测内容和工程如表1，表2。表1 明挖段监测工程汇总表 区段序号监测工程监测仪器监测目的明挖段1基坑内外情况观察肉眼、数码相机等观测和记录地质情况和对周围环境的影响情况，渗漏水和地表裂缝情况。2地表及地下管线沉降精细水准仪、铟钢尺掌握基坑开挖对周围土体、地下管线、人工挖孔桩和周围建筑物的影响程度及影响范围3周边建筑物沉降及倾斜精细水准仪、铟钢尺4桩体水平位移PVC测斜管测斜仪掌握基坑开挖期间和构造施工过程中围护构造的水平位移状态5桩顶位移经纬仪掌握基坑开挖期间和构造施工过程中围护构造桩顶的位移状态6桩体内力监测钢筋计，频率接收仪掌握基坑围护桩的受力情况7地下水位观测电测水位计了解基坑内外水位情况和降水效果8锚索内力锚索轴力计检测锚索在不同时期的受力状况9支撑轴力轴力计监测钢支撑在开挖时期的受力状况10土体分层沉降分层沉降仪了解基坑开挖时外侧土体垂直移动情况表2 暗挖段监测工程汇总表 区段序号监测工程监测仪器监测目的暗挖段1地质及初期支护状态观察肉眼、数码相机等观察和记录地质状况和支护状态2地表及地下管线沉降精细水准仪、铟钢尺掌握隧道开挖对周围土体、地下管线、周围建筑物的影响程度及影响范围3周边建筑物沉降及倾斜精细水准仪、铟钢尺4拱顶沉降水准仪、收敛计了解隧道施工过程中隧道支护构造变位规律5暗挖隧道水平收敛6初支构造内力钢筋计了解隧道初支构造内力情况7围岩压力压力盒了解隧道初支承受围岩压力情况3.2 测点布设测点布设包括监测控制点水准基点、工作基点及监测点地表点、建构筑物测点、管线测点等的布设方法。3.2.1 控制点的布设(1)水准基点的埋设沉降监测控制网采用太原高程系统或相对高程系统，本工程监测拟建设23座水准基点。确定水准基点点位时，必须保证点位所在地地基坚实稳定、安全可靠，并利于标石长期保存与观测。水准基点应尽可能远离工程施工影响范围。如现场附近有市政高程控制基准点，那么优先采用现有的控制基准点做为现场监测控制网的水准基点。(2)工作基点的埋设工作基点应根据地层土质状况决定，一般采用混凝土普通水准标石，标石埋设在地表以下1.52.0米左右的深度。本工程拟布设68座工作基点，分别位于靠近观测目标且便于联测观测点的稳定或相对稳定位置。也可直接埋设在基坑影响范围之外的高大桩基建筑物上。工作基点标石的顶面的中央为圆球状不锈钢的金属水准标志。标志须安放正直，镶接结实，其顶部应高出标石12cm。详见图1。图1 沉降监测工作基点构造大样图(3)监测控制点的保护标石埋设后，在点位四周砌筑规格不应小于1.5m1.5m1.0m的砖石护墙，并围绕标志砌筑内径为0.5m0.5m0.5m的砖石方井或园井，上加盖板，并设置醒目的保护指示牌，做好标记，以便于长期观测。3.2.2 主要监测点的埋设(1)建构筑物测点在工程施工影响范围内的建(构)筑物及重要地下管线等构造上布设位移监测点，测点的布设必须根据观测目的、建筑物的大小、构造特点、荷载分布等因素综合确定。在建筑物的四角、大转角处、每1020米处或每隔23根承重柱上视实际情况布设沉降监测点。在满足监测建筑物整体和局部变形的前提下，尽量少布点，以提高工作效率，降低生产本钱。建筑物测点埋设时先在建筑物的根基或墙上钻孔，然后将预埋件放入，孔与测点四周空隙用水泥砂浆填实。测点 基本布设在被测建筑物的角点上，测点的埋设高度应方便观测，同时测点应采取保护措施，作好明显标志，并进展编号，防止在施工和使用期间受到破坏。每幢建筑物上一般至少在四个角部布置4个观测点，特别重要的建筑物布置6个或更多测点。测点的埋设见图2。图2 建筑物沉降测点示意图建筑物倾斜测点通过在其外外表上粘贴刻有十字刻度的贴片进展布设。地下管线的测点重点布设在煤气管线、给水管线、污水管线、大型雨水管线及电力方沟上，测点布设在管线的接头处，或者对位移变化敏感的部位，沿管线延伸方向每1015m布设一测点。有条件布设时可将测点直接埋设在管线上并引出地面，也可在管线上方设地面桩，进展间接量测。地下管线测点布设一般采用地层模拟法和抱箍法，即在管线位置上方钻5080cm深的孔，然后将预埋件放入并用水泥砂浆固定，或结合管线的改移，用抱箍将测杆与管路严密连接，伸至地面，地面处布置相应的窨井，保证道路交通和人员正常通行。测点应采取保护措施，防止在施工和使用期间受到破坏。 (2)地表测点地面监测点的埋设，应首先在地面开100mm的孔，打入顶部磨成椭圆形的22mm螺纹钢筋如果是混凝土路面，钢筋底部至少应进入到路面下的路床上20cm，并与路面别离，然后在标志钢筋周围填入细砂夯实，为了防止由于路面沉降带到测点沉降影响监测成果数据，不可用混凝土或水泥固牢，最后还应在监测点上部做上铁盖加以保护。具体方法见地表点布设示意图3。盖挖顶板沉降测点应使地表测点与顶板通过水泥砂浆同顶板构造联结起来。图3 地表点布设示意图(3)水位观测孔水位孔测点埋设采用地质钻钻孔，孔深根据要求而定确保能测出施工期产生的水位变化。用地质钻机钻直径89mm孔，水位孔的深度在最低设计水位之下，成孔完成后，放入裹有滤网的水位管，管壁与孔壁之间用净砂回填至离地表0.5m处，再用粘土进展封填，以防地表水流入。水位管用55mm的PVC塑料管作滤管，管底加盖密封，防止泥砂进入管中。下部留出0.51.0m深的沉淀管不打孔，用来沉积滤水段带入的少量泥砂，中部管壁周围钻68列6mm左右的孔，纵向间距510cm，相邻两列的孔交织排列，呈梅花形布置。管壁外包扎上滤网或土工布作为过滤层，上部再留出1.52.0m作为管口段不打孔，以保证封口质量见图4。图4 水位孔布设示意图(4)桩体水平位移测点将PVC测斜管逐节绑扎在桩体钢筋笼上，管间用套管连接，接头用自攻螺丝拧紧，并用防水胶带密封。管壁内有二组互为90度的导向槽，固定时使其中一组导槽与围护构造体水平延伸方向 基本垂直，并在管内注满清水，防止其上浮，测斜管管底及管顶用布料堵塞，盖好管盖。下钢筋笼和浇砼时应注意对测斜管的保护，并保证测斜管位于钢筋笼内远离基坑一侧。(5)桩体内力监测桩体内力监测采用钢弦式钢筋计测试。钢筋计布置于桩体钢筋笼内外侧主筋上，在设计监测位置处截断主筋，焊接钢筋计拉杆，连接钢筋计，固定好仪器及导线后随钢筋笼下入桩中。桩体内力测点布设见图5。图5 桩体内力测点布设示意图 (6)锚索轴力监测锚索轴力监测采用锚索轴力计进展测试，安装前先记录每个轴力计的编号；锚索安装后，先将轴力计套在锚索上；然后安装锚索垫板，上紧螺帽；最后将轴力计缆线引致安全地方；用频率接收仪量测初读数。见图6。图6锚索轴力计安装示意图(7)拱顶和收敛测点本工程暗挖隧道拱顶沉降采取水准仪、钢挂尺实施，隧道构造收敛采用专用坑道收敛计实施，施工中加强对测点的保护工作。拱顶和收敛一般埋设在同一断面，最好与上方地表测点相对应，以利于各项测试结果的相互对应和综合分析。8暗挖隧道初支内力及围岩压力暗挖隧道初支内力采用钢筋计进展测试，围岩压力采用压力盒进展测试。通过本工程的测试，可了解初支在施工过程中所受应力状态，并比照初支的极限承载，评估初支的安全性及稳定性，以便修改施工参数、完善施工措施。钢筋计