市府广场地下通道监控量测专业方案设计.docx

一、工程概况
本工程为市府广场公交换乘中心改造工程一部分，由现商城负一层消防通道下穿市府广场停车场负二层原设计地道总长59.5m，其中明挖框架段17.5m，穿越城市主干道至地下停车场段为隧道工程，长42m。桩号1+30.827~1+72.827，长42m；采取“新奥法”原理进行设计，暗挖法施工。地下通道为圆形拱衬砌，挡墙式洞口，洞内路面采取混凝土路面，通道净宽6m，净高2.5m，其中开挖高度8.48m，开挖宽度5.6m。结构覆土厚度约为3m。隧道穿越地层为杂填土（Qm1）和淤泥质杂填土（Q4a1），其中淤黏土为天然含水量大于液限含水量，天然孔隙比大于或等于1.5粘性土，属于静水或缓慢流水环境中沉积，经生物化学作用形成一个特殊性土。通道所处位置及断面设计图1和图2所表示。

图1 地下通道平面图

图2 地下通道断面设计图

二、监控量测目标及意义
把量测结果反应到设计施工中目标，首先是确定施工安全性，其次是提升工程经济性。现场监控量测是新奥法施工三大要素之一，是复合式衬砌设计、施工关键技术。经过施工现场监控量测监视围岩改变，掌握支护结构在施工过程力学状态和稳定程度，确保施工安全。为确定二次衬砌和仰拱施作时机，了解和掌握围岩改变规律， 评价和修改支护参数及施工方法。为最终稳定时间等提供信息依据，并为以后设计、施工积累资料。其目标是：
1、提供监控设计依据和信息。掌握围岩力学形态改变和规律，掌握支护工作状态。
2、指导施工，预报险情。作出工程预报，确立施工对策，做到监视险情、安全施工。
3、经过回归分析，确定围岩变形收敛正确时间和最大变形量，为隧道二次衬砌施工时间提供一个科学依据。
含有以下关键意义：
（1）经过施工和环境监测进行信息反馈及估计预报，优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工安全和质量和工程项目标社会、经济和环境效益。
（2）在施工过程中对前进开挖工作面周围围岩岩石性质、状态进行目测，掌握围岩动态，和围岩施工力学性能，了解支护结构在不一样工况时受力状态和应力分布，立即改善支护，对围岩稳定性、安全性作出评价来指导现场施工。
（3）验证支护结构型式、支护参数合理性，对支护结构、施工方法合理性及其安全性作出评价及提议，为确定二次支护时间提供依据。
三、监控量测内容及控制基准
1、监控量测内容见下表：
项目名称
方法及工具
测点部署
检测目标
检测频率
必测项目
围岩和支护状态
岩性、结构面产状及支护裂隙观察
开挖后及早期支护后进行
立即了解支护结构最大水平位移，必需时调整基坑开挖次序和速度，确保基坑和周围环境安全
（1）开挖面距监测断面前后<12时，1～2次/d
（2）开挖面距监测断面前后<30时，1次/2d
（3）开挖面距监测断面前后>30时，1次/周
水平净空收敛
收敛计
每10～50m一个断面，每断面2对测点
了解围岩和支护结构稳定状态
拱顶下沉
水平仪、水准仪、钢尺或测杆
每10～50m一个断面，每断面1个测点
了解初支结构稳定情况
地表下沉
精密水准仪
水准尺
浅埋、洞口（埋深10m），每10～20m一个断面，每断面3B范围内最少3个测点
测定隧道施工引发地表沉降值，确保结构及周围环境安全，同时分析隧道施工引发纵横沉降槽曲线及最大沉降坡度、最小曲率半径和沉降速率
选测项目
围岩内部位移（洞内设点）
洞内钻孔安设单点、多点式位移计
每10～50m一个断面，每断面5个测点
了解施工过程中地层不一样深度变形情况，研究施工引发地层位移规律
支护、衬砌内应力、表面应力及裂隙量测
混凝土内应变计、应力计、压力计
每代表性地段量测，每断面宜为9个测点
监测结组成承受荷载、了解结构受力情况，判定结构安全
钢支撑内力及外力
支柱压力计
或其它测力计
每10～50m钢拱支撑一对测力计
立即掌握地下工程施工过程中，钢支撑内力（弯矩、轴力）改变情况
喷射混凝土应力量测
表面应力解除法
每一围岩段选一组每组3～5个点
了解施工过程中早期支护结构内力分布情况
二次衬砌压应力量测
压力盒
每一围岩段选一组每组2～5个点每断面7～11个测点
2、控制基准
监测项目
控制范围
控制标准
地表下沉
I、II类围岩
3Omm
III、IV类围岩
20mm
拱顶下沉及净空收敛
I类围岩
50mm
II类围岩
30mm
III、IV类围岩
20mm
位移速度
I、II类围岩
5mm/day
III、IV类围岩
3mm/day
建筑物倾斜
全线
3‰
测点部署图以下：

四、监测数据分析及处理
对各项量测所观察到数据应认真作具体统计，立即进行整理，并绘制下列曲线。
（1）净空位移（拱顶下沉和周围位移）量测
a、绘制位移（u）——时间（t）关系曲线
b、绘制（u）——距开挖面距离（s）关系曲线
（2）地表下沉量测
a、绘制地表下沉位移（u）——时间（t）关系曲线
b、绘制地表下沉位移（u）——距开挖面距离（s）关系曲线
（3）围岩内部位移量测
a、绘制孔内各测点（L1，L2，……）位移（u）——时间（t）关系曲线
b、绘制不一样时间（t1，t……）位移（u）——深度（测点位置L）关系曲线
（4）围岩压力量测：
a、绘制围岩压力（б）——应力（f）时间关系曲线
b、绘制围岩压力（б）——应力(f`)距开挖面距离关系曲线
（5）锚杆轴向力量测：
a、绘制不一样时间（t，t……）锚杆轴力（应力б）——深度（h）关系曲线
b、绘制各测点（1，2……）轴力（应力б）——时间（t）关系曲线
五、监测结果分析
（1）依据所绘各曲线改变情况和趋势，判定围岩稳定性，立即预报险情，确定施工时应采取方法，提供修改设计参考依据。
（2）当隧道喷射混凝土出现大量显著裂缝或隧道支护表面任何部位实测收敛值已达成许可值70%，且收敛速度无显著下降时，应立即依据实测值找出回归方程，绘出回归曲线，由回归方程推算最终位移值，若最终位移值靠近或超出净宽许可相对位移值时，应立即采取补强早期支护方法，并改变支护设计参数。净空许可相对收敛值（%）

许可相对位移值

围岩类别
覆盖层厚

<50m 地段
覆盖层厚

50m-300m 地段
覆盖层厚

>300m 地段
Ⅱ
0.2-0.8
0.60-1.60
1.00-3.00
Ⅲ
0.15-0.50
0.40-1.20
0.40-2.00
Ⅳ
0.10-0.30
0.20-0.50
0.40-1.20

最大位移值
注：表中数字是以无量纲数（ ）来表示，
无洞跨度
硬岩地段取表中上限值，软岩地段取表中下限值。
（3）当隧道净值收敛值速度显著下降，收敛量已达总收敛量80%-90%，且水平收敛速度小于0.15mm/d或拱顶位移速度小于0.1mm/d时，通常可认为围岩已基础达成稳定，此时方可进行二次衬砌。
（4）洞内施工宜按检测反馈程序框图步骤方法施作。
参考文件
1 　王梦恕. 地下工程浅埋暗挖通论[M] . 合肥:安徽教
育出版社, .
2 　刘招伟,赵运臣. 城市地下施工监测和信息反馈技术
[M] . 北京:科学出版社,.
3 王成. 隧道工程[M].北京：人民交通出版社，.
4 　关宝树. 隧道工程施工关键点集[M] . 北京:人民交通
出版社, .