（天府广场站~锦江宾馆站~小天竺站~省体育馆站）

西 南 交 通 大 学

2007.9

目    录

1 工程概况    1

2 编制依据    1

3 监测内容    2

4 监测项目和仪器    2

5 监测实施方案    2

5.1土体介质监测实施方案    2

5.1.1地表沉隆监测    2

5.1.2 地中位移监测    3

5.2 盾构管片拱顶沉降及水平收敛监测方案    4

5.2.1 监测断面选择    4

5.2.2 监测实施方案    5

5.3 邻近建（构）筑物监测方案    8

5.3.1 滨江路地道桥基础监测    8

5.3.2 锦江大桥监测    10

5.3.3 开行大厦监测    13

5.3.4 川大医学院人行过街地道监测    15

5.3.5 污水管道变形监测    16

5.4 联络通道监测方案    16

6 监测频率    17

7 测量精度    18

8 监测项目控制基准    18

9 监测数据的处理分析及反馈    19

9.1监测数据的处理与分析    19

9.2 监测报表的内容及报送时限    19

10 监测安全保证措施    20

11 监测人员名单    20

12 单位资质    22

1 工程概况

本标段共三个区间，即天府广场站~锦江宾馆站区间、锦江宾馆站~小天竺站区间、小天竺站~省体育馆站区间，隧道起于天府广场站南端，止于省体育馆北端。线路出天府广场站后沿人民南路通过锦江宾馆站和小天竺站后进入省体育馆站，其间下穿滨江路隧道和华西医大人行过街地道，并从锦江大桥桩基础和开行大厦桩基础旁通过。区间段内线路隧道顶面最大埋深约19m，最小坡度3‰（车站坡度2‰），最大坡度26.994‰。设计范围为右线里程为YDK9+017.3~YDK9+527.2、YDK9+691.2~YDK10+330.6、YDK10+494.600~YDK11+371.55和左线里程为ZDK8+9.5~ZDK9+525.031、ZDK9+691.2~ZDK10+330.6、ZDK10+494.600~ZDK11+371.550的盾构区间以及区间范围内的联络通道、泵房土建工程。

为了掌握盾构隧道在施工过程中的力学动态，确保施工过程中盾构隧道的稳定和地面建（构）筑物的安全，制定了本监测方案。通过对观察及量测数据的分析和判断，对盾构隧道结构体系的稳定状态和地表建筑物的安全度进行预测，并据此确定相应的工程措施，以保证施工安全。

2 编制依据

1、中铁二局集团有限公司编制的《成都地铁一号线盾构3标施工组织设计》；

2、铁道第二勘察设计院编制的《成都地铁1号线一期工程详细勘察阶段天府广场站~锦江宾馆站区间岩土工程勘察报告》；

3、铁道第二勘察设计院编制的《成都地铁1号线一期工程详细勘察阶段锦江宾馆站~小天竺站区间岩土工程勘察报告》；

4、四川省地质工程勘察院编制的《成都地铁1号线一期工程2标段详勘阶段小天竺~省体育馆区间隧道岩土工程勘察报告》；

5、成都地铁1号线一期工程盾构3标所有设计文件；

6、《地铁设计规范》（GB 50157-2003）；

7、《地下铁道工程施工及验收规范（二００三年版）》（GB50299-1999）；

8、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2001）；

9、《地下铁道、轨道交通工程测量规范》（GB 50308－1999）；

10、《工程测量规范》（GB50026－93）；

11、《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）；

12、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

13、国家及四川省、成都市现行有关的规范、规程、规则、规定和标准等。

3 监测内容

盾构隧道施工监测的内容包括土体介质的监测、周围环境的监测和隧道结构的监测三大部分。

（1）土体介质的监测：地表沉隆、地中位移等监测。

（2）周围环境监测：邻近建（构）筑物基础水平、竖向位移监测，建筑物裂缝观察和地下管线变形监测。

（3）隧道结构监测：隧道拱顶下沉、水平收敛位移监测。

（4）联络通道监测：断面收敛位移、拱顶沉降、地表沉降等监测。

4 监测项目和仪器

具体监测项目及仪器见表4-1所示。

表4-1 盾构隧道施工监测项目和仪器

5.1土体介质监测实施方案

5.1.1地表沉隆监测

（1）监测点布置

根据区间的划分，监测点分三个单元进行布设，即省体育馆站~小天竺站区间为第一个单元，小天竺站~锦江宾馆站区间为第二个单元，锦江宾馆站~天府广场站区间为第三个单元。小天竺站~锦江宾馆站区间以及锦江宾馆站~天府广场站区间联络通道的监测点也一并统筹布置。各单元的监测点布置见附图1。

    （2）监测实施方案

     监测网的布置

    在对地表沉隆监测前，首先根据布点要求，在地面上选定监测点，并埋设相应的标志，在地面上用红油漆注明点位。同时采用成都地铁一号线一期工程原有的高程控制系统及平面控制系统，建立相应的高程网和平面网，对地表监测点实施测量。监测时按二级变形测量精度等级用精密水准仪（见图5-1）、铟钢尺进行。

图5-1  NA2自动安平水准仪

     实施方案

    在盾构掘进掌子面到达前50m开始测量初读数，然后每掘进一环测量一次，直到掌子面离开监测点50m后，而且测量读数已经稳定，可不再监测该点或该断面。根据监测时间及监测读数绘制成地表位移-时程曲线，反馈于现场施工。

5.1.2 地中位移监测

    （1）监测点布设

地中位移的监测主要为掌握地层各点的变形情况，为盾构掘进提供合理的技术数据，确保整个施工过程的安全。因此在监测点布设时，主要布置在施工前期的断面上，根据现场实际施工情况，总计布置两个地中位移计，长度分别为8m和10m，分别布置于里程YDK 11+356.05及YDK11+296.05拱顶对应的地表位置，监测点编号分别为SX02-3、SX06-3，如图5-2所示。

图5-2 地中位移计布置示意图

（2）监测实施方案

     监测仪器

    监测仪器由两大部分组成：一是地下埋入部分，为机械式多点位移计，二是地面接收仪器——测频仪，由测头，测量电缆，接收系统和绕线盘等组成。

     监测实施方法

    首先采用地质钻成孔，孔直径不小于76mm，成孔后将导管缓慢地放入孔中，直到最低观测点位置，然后再用专用工具依次将锚头埋入设计的位置，并进行灌浆锚固，在地表对传输电缆线进行保护。同样在盾构掘进掌子面到达前50m开始测量初读数，然后每掘进一环测量一次，直到掌子面离开监测点50m后，而且测量读数已经稳定，可不再监测该点或该断面。每次量测后应绘制不同深度的位移-历时曲线及孔深-位移关系曲线，当位移速率突然增大时应立即对各种量测信息进行综合分析，判断施工中出现了什么问题，并及时采取保证施工安全的对策。

5.2 盾构管片拱顶沉降及水平收敛监测方案

5.2.1 监测断面选择

    根据设计文件的要求以及类似工程的监测经验，盾构管片拱顶沉降及水平收敛监测断面选择一般在盾构进洞段和出洞段监测断面的密度大一些，而在中间段密度相对小一些。因此，在监测断面选择时，在进洞段和出洞段各36m的范围内，每12m监测一个断面；在中间段拱顶沉降点每30m设一处，而水平收敛监测断面每60m设一个。在水平收敛监测时，每个断面布置两条测线，具体见图5-3所示。省体育馆站~小天竺站区间、小天竺站~锦江宾馆站区间以及锦江宾馆站~天府广场站区间的盾构管片拱顶沉降及水平收敛监测典型断面分别见表5-1、5-2及5-3所示。

图5-3 盾构管片拱顶沉降及水平收敛测点、测线布置示意图

5.2.2 监测实施方案

（1）盾构管片拱顶沉降按二级变形测量精度等级用精密水准仪，铟钢尺进行量测，与洞内施工共用高程控制网。对监测结果进行分析，可以得出累计沉降、单次沉降、沉降槽等曲线，并可对其进行拟合，进而可以对其最终沉降做出预测。

（2）盾构管片的水平收敛采用数显式SWJ-IV收敛计（见图5-4）进行量测，量测精度为0.001mm。在实施中，当被监测的管片拼装完成后，立即在管片相应测点的位置埋置监测挂钩，测量初始值，然后根据施工的进程监测收敛值，直到稳定为止。将量测结果进行分析，可以得出累计净空收敛与时间的关系曲线，对曲线进行拟合分析，可以对管片的最终变形进行预测，从而达到指导施工的目的。

图5-4  SWJ-IV数显式隧道收敛计

表5-1 省体育馆站~小天竺站区间盾构管片拱顶沉降及水平收敛监测里程

    盾构掘进过程中，主要近距离下穿滨江路地道桥、锦江大桥、开行大厦、川大医学院人行过街地道以及部分污水管道，因此这些建（构）筑物自然成为监测的重点，本节将对具体的监测方案做一详细的介绍。

5.3.1 滨江路地道桥基础监测

    （1）监测点的布置

    盾构下穿滨江路地道桥时，主要监测地道桥基础的不均匀沉降，以免造成地道桥槽底的变形或拉裂。因此，在布置监测点时，选取盾构施工引起的地层破裂面范围内的11×2根桩基进行监测。监测点的具体布置见图5-5、图5-6及图5-7所示。

图5-5 滨江路地道桥监测点布置侧面图

图5-6 滨江路地道桥监测点布置平面图

图5-7 滨江路地道桥监测点布置正面图

（2）监测实施方案

     在盾构掘进掌子面距离地道桥桩基50m时，先测量监测点的初始高程，在盾构继续掘进的过程中，根据监测频率继续监测高程的变化，直到高程变化稳定后，方可停止监测；在盾构近距离下穿地道桥时可加密监测频率，确保整个施工过程的安全。

     滨江路地道桥交通量比较大，为避免影响交通，以及考虑监测人员的安全，监测时间选在晚上23：00~6：00之间进行。监测完成后，及时对观测资料进行整理，计算观测点的沉降量、沉降差以及监测周期内的平均沉降量和沉降速度，用于反馈施工。

     相邻基础的倾斜可用下面的变形特征值表示：

                                                            （5-1）

式中：——基础倾斜方向端点的沉降量（mm）；

——基础倾斜方向端点的沉降量（mm）；

——基础两端点间的距离（mm）。

5.3.2 锦江大桥监测

    锦江大桥的监测主要包括靠近地铁线路侧的基础倾斜监测以及基础两侧的不均匀沉降，以下分别介绍。

    （1）基础倾斜监测

     监测点的布置

    为清楚掌握锦江大桥基础的倾斜状况，在靠近地铁线路一侧的桥跨和基础上布置监测点。在布点时，分别在四个基础上以及对应的桥跨上粘帖反光膜片，如图5-8所示，其中JJDQ01-1和JJDQ02-1、JJDQ01-2和JJDQ02-2、JJDQ01-3和JJDQ02-3以及JJDQ01-4和JJDQ02-4分别在同一竖直平面内。

图5-8 锦江大桥监测点布置正面图

     基础倾斜监测方案

    在监测时，根据各监测点的坐标变化来掌握基础的倾斜和位移情况，因此，采用高精度的全站仪施测，监测和地铁施工共用同一控制网。

    I、监测点坐标的测量

    如图5-9所示：

图5-9 监测点坐标测量示意图

    已知高级控制点A、B、C各点的三维坐标（XA、YA、HA）、（XB、YB、HB）、（XC、YC、HC），为描述方便，本文用Z代替H；D为所要测的布置点。

先把全站仪置于A点上，后视B点，设置气象改正（温度、气压）等数据，输入测站点A的三维坐标（XA、YA、HA）和后视点B的平面坐标（XB、YB）以及仪器高、目标高等测站设置数据，瞄准点D测量并记录D点的三维坐标（XD1、YD1、HD1）和平距SD1。同理，全站仪置于A点上，后视C点，设置气象改正（温度、气压）等数据，输入测站点A的三维坐标（XA、YA、HA）和后视点C的平面坐标（XC、YC）以及仪器高、目标高等测站设置数据，瞄准点D测量并记录D点的三维坐标（XD2、YD2、HD2）和平距SD2。

从测量过程可知，普通导线测量中的不少计算工作都由仪器完成，平差计算就简单得多，不需像普通导线测量那样，先进行角度闭合差和坐标增量闭合差的分配，再进行坐标计算。这里直接按三维坐标闭合差分配。两次得到的坐标取平均值，即为最后得到的布置点D的坐标（XD,YD,ZD）：

XD=（XD1+XD2）/2

YD=（YD1+YD2）/2

ZD=（ZD1+ZD2）/2                               （5-2）

图5-10 锦江大桥桥面沉降监测点布置平面图

II、大桥基础位移及倾斜监测

    在隧道掌子面距离锦江大桥50m时，先测得监测点的初始坐标，随着掌子面的继续推进，根据监测频率的要求跟踪监测坐标的变化，当监测点的坐标基本稳定时可停止监测。根据监测点变化前后的坐标可求出△X、△Y、△Z，从而可得到基础的位移与倾斜，反馈于施工。

    （2）基础不均匀沉降监测

    如图5-10所示，在锦江大桥桥面对应于基础的部位布置沉降监测点，编号分别为JJDQ03-1~ JJDQ03-4、JJDQ04-1~ JJDQ04-4。监测实施方案同5.3.1节。

（3）锦江大桥裂缝观测

    ① 测点布置观测频率。尚未施工前，对锦江大桥上的裂缝分布进行调查，测出裂缝的走向、长度、宽度并进行登记并编号，建立裂缝观测卡片（填入裂隙长度、宽度、发育方位），尤其对主要裂缝要重点监测。在隧道掌子面距离锦江大桥50m时开始监测，并随隧道掘进对裂缝进行跟踪观测，视其裂缝变化速度而定观测周期，一般为每周测一次，当发现裂缝加大时，应增加观测次数，当开挖面临近时每天一次。

图5-11 裂缝出标志设置方法示意图

② 观测方法。首先在每个裂缝处设置三个标志，分别设在裂缝的两端和中部用两块白铁皮（如图5-11）， 一片为150mm×150mm，固定在裂缝的一侧；另一片为50mm×150mm，固定在裂缝的另一侧，并使其中一部分紧贴在相邻的正方形白铁皮上。将两块白铁皮固定好以后，在其外露的表面涂刷上油漆，并注明标志设置的时间。设置好标志后，如果裂缝发展，白铁皮将逐渐拉开，露出铁皮上没有涂刷油漆的部分， 可以用尺子直接测量出裂缝加大的宽度，量测时应精确到0.1mm,并绘出裂缝的位置、形态和尺寸，注明日期，必要时间应附加照片并提交观测成果。盾构施工时除对大桥的既有裂缝进行量测外还要随时观察新裂缝，如发现后立即量测并记录同时纳入监测计划中。

5.3.3 开行大厦监测

    开行大厦的监测主要包括基础的倾斜、大厦的倾斜以及基础的不均匀沉降，以下分别介绍。

    （1）开行大厦基础的倾斜监测

    开行大厦基础的倾斜监测主要通过在地层内埋设测斜管来掌握土体的运动规律，从而预测对地面的影响，据以采取减小施工扰动的施工措施，以保护地面建筑物。如图5-12所示，在距离大厦1m的位置设置测斜管，管长12m，管径50mm。

图5-12 地中测斜管布置示意图               图5-13   I-I断面沉降监测点布置示意图

说明：图5-13沉降监测点布置于开行大厦地下一层与地下三层楼板上，括号外监测点编号为一层的编号，括号内监测点编号为三层的编号。

    ① 测点埋设。先用地质钻机钻孔，孔径应大于测斜管的直径。然后将预先连接好的测斜管放入孔中，管底应埋置在设计的位置，同时测斜管应竖直，管内其中一沟槽位置与隧道轴线垂直。

    ② 监测实施方案。测试时，联接测头和测斜仪，检查密封装置、电池充电量、仪器是否工作正常，将测头放入测斜管，测试应从孔底开始，自下而上沿导管全长每一个测段固定位置测读一次，测段长度为1m，每个测段测试一次读数后，将测头提转180°，插入同一对导槽重复测试，两次读数应接近，符号相反，,取数字平均值作为该次监测值。在施工前以连续三次测试无明显差异读数的平均值作为初始值。

在正式测读前5天以前安装完毕测斜管，并在3~5天内重复测量3次以上，当测斜稳定之后，开始正式测量工作。首先测试时沿预先埋好的测斜管沿垂直于隧道轴线方向导槽（自下而上每隔一米）测读一次直至孔口，得各测点位置上读数，然后以同样方法测平行隧道轴线方向的位移。

③数据分析与处理。每次量测后绘制出位移-历时曲线、孔深-位移曲线，当水平位移速率突然过分增大是一种报警信号，收到报警信号后，应立即对各种量测信息进行综合分析，判断施工中出现了什么问题,并及时采取保证施工安全的对策。

    （2）开行大厦的倾斜监测

    在监测前，同样在大厦上设置反光膜片，以监测点的坐标变化反映开行大厦的倾斜监测状况，具体监测方案同5.3.2节。

    （3）开行大厦基础的不均匀沉降监测

    如图5-13所示，在开行大厦的地下一层和地下三层分别设置监测点，通过其高程变化反映其不均匀沉降，具体监测实施方案同5.3.1节。

5.3.4 川大医学院人行过街地道监测

    （1）监测点的布置

    盾构下穿川大医学院人行过街地道时，主要监测过街地道的不均匀沉降，以免造成地道槽底的变形或拉裂。因此，在布置监测点时，选取盾构施工引起的地层破裂面范围内的40.28m进行监测，共计布置监测点26个，具体布置见图5-14及图5-15所示。

（2）监测实施方案

     在盾构掘进掌子面距离过街地道50m时，先测量监测点的初始高程，在盾构继续掘进的过程中，根据监测频率继续监测高程的变化，直到高程变化稳定后，方可停止监测；在盾构近距离下穿地道时可加密监测频率，确保整个施工过程的安全。

     川大医学院人行过街地道不受行车的影响，可根据施工进程随时进行监测，监测完成后，及时对观测资料进行整理，计算观测点的沉降量、沉降差以及监测周期内的平均沉降量和沉降速度，用于反馈施工。

     相邻监测点的倾斜可用下面的变形特征值表示：

                                                            （5-2）

式中：——监测点的沉降量（mm）；

——与监测点相邻的监测点的沉降量（mm）；

——监测点间的距离（mm）。

图5-14 川大医学院人行过街地道监测点横断面图（监测点之间的距离单位：m）

图5-15 川大医学院人行过街地道监测点平面布置图（监测点之间的距离单位：m）

5.3.5 污水管道变形监测

    大部分污水管道距离隧道较远，根据调查统计，污水管道距离隧道最近约为5.93m，因此在监测中，选取距离较近的1~2个典型位置即可。在监测实施中，采用3~5m长的地中位移计监测污水管道上方的土体位移，从而掌握污水管道的变形情况，地中位移计的布置示意图见图5-16所示。每次量测后应绘制不同深度的位移-历时曲线及孔深-位移关系曲线，来判断污水管道的变形，并及时采取相应的保护措施。

图5-16 地中位移计布置示意图

5.4 联络通道监测方案

    由设计文件可知，本标段共设置两个联络通道，其中锦江宾馆站~小天竺站区间、小天竺站~省体育馆区间各设一个联络通道；里程分别为：YDK10+065，YDK10+902.5。同时根据线路纵断面及区间隧道通过地区的特点，在以上联络通道处各设一个废水泵房，废水泵房与联络通道合建。联络通道采用喷锚构筑法施工；施工方法为降水条件下的全断面开挖法；支护体系主要由超前支护、初期支护和二次衬砌三部分组成，其中初期支护与二次衬砌间设全封闭防水隔离层。

    为掌握联络通道施工对地层的影响，确保整个施工过程的安全，在施工中除了对地表沉降进行监测外，还需要对初期支护的拱顶下沉、内空收敛进行监测。地表沉降已经纳入整个地表位移的监测系统中，就不在赘述，这里只针对拱顶下沉及内空收敛监测项目制定方案。在监测中，对于每个联络通道选取两个拱顶沉降点和一个内空收敛断面进行监测，内空收敛量测时，每个断面布置三条测线，如图5-17所示。监测得到的数据及时绘制成时态曲线，如位移时间曲线、收敛速度时间曲线等，并注明施工工序和开挖面距离量测断面的距离，具体数据处理及反馈根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）执行。

图5-17 联络通道净空收敛测线布置（单位：mm）

6 监测频率

根据需要设定数据采集时间间隔，每天定时采集量测数据，特殊情况下可随时采集量测数据。具体如下：

1、在区间隧道盾构掘进前布设监测点，取得稳定的测试数据，在盾构掘进后即开始连续跟踪监测，监测频率可根据工程需要随时调整，以满足保护隧道的要求。

2、盾构施工的监测范围一般为盾构前20环，后50环。各监测项目在前方距盾构切口20m，后方离盾尾30m的监测范围内，通常监测频率为1次/d；其中在盾构切口到达前一倍盾构直径时和盾尾通过后3d以内应加密监测，监测频率加密到为2次/d，以确保盾构推进安全；盾尾通过3d后，监测频率为1次/d，以后每周监测1~2次，直至监测数据稳定。

监测项目在施工前，先测得稳定的初始值，并且不少于两次，具体各监测项目的工作频率见表6-1所示。

表6-1 各监测项目的监测频率

在施工期间，地表的沉降、隆起观测，建筑物的沉降观测、倾斜观测等，都要严格按照国家仪二等测量规范（GB127）以及《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）的精度进行，其余量测项目参照国家相关规范确定测量精度。

8 监测项目控制基准

    各监测项目的控制基准见表8-1所示。在实际监测中，当监测值达到控制基准的30%时作为预警值，当监测值达到控制基准的70%时，进入安全警戒范围，需对该地区重点监测，并采用一定的控制措施，防止监测值的进一步增长。

表8-1 各监测项目的控制基准值

衬  砌

9.1监测数据的处理与分析

采集的监测数据以数值和图形图表等多种形式描述各项监测项目的变化趋势。根据各个量测项目采集的数据，进行数据处理、分析，并提供给设计、监理作为变更设计和改变施工方法的依据。

根据监测数据分析结果进行下列分析，提供作为变更设计和施工方法的依据，实现监测的根本目的。

随时把握施工的安全性，提供解析结果及评价周报、月报。

根据监测数据分析结果，对解析结果进行理论分析。

提供完整的监测结果分析报告书，总结评价该区段的设计、施工合理性、经济性，以便后续施工阶段参考。

9.2 监测报表的内容及报送时限

1、当日报表通常作为施工调整和安排的依据，内容包括标题、测试的数据、落款等部分组成。其中标题标明监测内容、监测日期、报表编号。测试数据包括测点编号、初始值、本次测试值、较上次测试增量值主累计变化量。落款标明监测单位、测试人员、填表人员等。报表在当天测量后1~2h内送工程技术部，并报监理。

2、周报表主要结合工程例会，在每周末最后一天送工程技术部及监理工程师。

3、月报表主要归入工程监测总结报告中，在月末30日前报送现场监理工程师。

10 监测安全保证措施

1、工作安排。监测人员应熟练掌握成都地铁一号线盾构3标监测方案说明及与之相关的内容，以确保工作的顺利进行。在外业工作中，严格按仪器的操作规程进行监测，以确保数据的准确、可靠，减少重复量。

2、监测时间的安排。在地表监测中，由于监测区间行车流量很大，为确保监测人员的人身安全，监测工作安排在晚上十点到第二天凌晨六点之间进行；在隧道内监测时，尽量在洞内施工间歇期工作，减小对施工的影响。

3、监测人员安全。监测人员要牢固树立“安全第一”的安全意识，在地表监测工作实施前，应对监测区域采用警示筒围住，监测人员穿好反光背心，监测时派专人对周围的安全负责。

4、仪器设备安全。在监测时，监测人员要对监测仪器轻拿轻放，切实保护好仪器。

5、人员管理。监测人员有事外出时，要跟监测组组长请假，不要擅自作主，随便出走。最后，监测人员要相互配合，互相交流，保证安全的情况下顺利完成监测任务。

11 监测人员名单

表11-1 监测人员名单

12 单位资质

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