盾构法隧道监测

一、盾构法隧道监测的目的和内容分别是什么

地铁区间隧道采用盾构法施工时,在遇到复杂地质条件下,往往会出现地面塌陷等事故,从而导致地面道路、地下管线及周边环境受损。为了减少事故概率,减少经济损失和社会不良影响,因此需对盾构法隧道施工过程中的工程本体、周围岩土体以及周边环境实施现场监测工作,以掌握盾构法隧道施工过程中的安全受控状态,指导盾构施工的顺利推进。

一、监测目的：

盾构法隧道施工过程中,盾构刀盘切割土体以及施工过程中对地层的注浆加固均对周围岩土体产生影响,地层土体损失及再次固结必然导致隧道结构周围岩土体应力的重新分布及周围岩土体的变形,从而在施工影响范围内对地表及周边建(构)筑物产生一定程度的变形影响。

因此,盾构法隧道监测目的是通过监测手段,提供监测数据成果,研判变形影响区域和发展趋势,分析隧道工程及周边环境的安全状态,实现信息化施工;同时,对周边环境或建(构)筑物在施工影响期间的变形提供公证数据,为各方界定责任提供参考。

二、监测内容

在盾构法隧道施工过程中,必须对隧道工程本体和周围岩土体及周边环境进行监测

二、盾构法隧道监测基本要求

一、监测点布设要求及初值采集

盾构法隧道监测宜距盾构隧道掘进面前方100环范围内,提前布设好地表竖向位移监测点及周边环境监测点,并应对距掘进面前方50环范围内的监测点提前采集初始值。

对盾构法双线工程,一般左右线边距较近,施工时往往是一先一后,那么先期施工的线路会在一定的范围内对地表及周边环境造成一定的变形影响,因此后期施工的线路所造成地表及周边环境的变形应是后建线路与先建线路的变形累计。后期施工的线路在土体开挖卸载过程中,因为土体的扰动,会对先建线路的隧道结构产生影响,因此在后建线路施工时,应对其相应区域的先建线路的工程本体加强监测。

二、地下控制网：

地下控制网是通过联系测量的方式将地面控制网传递至地下控制网。平面联系测量可采用导线测量、几何定向(包括一井定向和两井定向)和陀螺经纬仪定向法。高程联系测量可采用长钢尺法、长钢丝法、光电测距仪和铅直测距法等。

三、盾构区间地表竖向位移（隆沉）监测

盾构区间地表竖向位移(隆沉)监测（盾构法隧道工程本体监测）

1、 监测目的

地表竖向位移是盾构法施工监测的一项重要监测项目。根据监测结果判断工程风险,以便及时采取措施。了解盾构施工开挖对地层扰动的控制程度,判断周围岩土体是否有空洞产生,采取措施保证工程安全及周边环境对象安全。

根据监测结果开展信息化施工。通过动态监测数据指导施工调整盾构开挖推力、土压、掘进速度、注浆量、出土量等参数,判断盾构施工参数及工艺合理性,为调整施工参数及工艺提供数据基础。

根据前一段的观测结果,预测下一段的地表和对周围建筑物及其他设施的影响。取得采用盾构设备在特定地层下的变形规律,研究土壤特性、地下水条件、施工方法与地表沉降的关系,作为将来设计的参考依据。（写技术方案可以采用）

2、监测点布设原则

盾构施工监测点布设位置和数量应根据盾构线路设计所处的地质条件、周边岩土体变化、盾构施工工艺、工程监测等级及监测方法的要求等综合确定,并应满足反映监测对象实际状态、位移和内力变化规律,及分析监测对象安全状态的要求。

地表变形和沉降监测需布置纵(沿轴线)与横断面监测点,纵断面监测点应保证盾构顶部始终有监测点,横断面监测点应间隔布设,断面布设范围应能反应盾构施工影响的范围。盾构始发、到达、联络通道施工、穿越重要建(构)筑物段需加密布置测点。盾构始发段对盾构施工至关重要,由此段的监测可以得出合理的施工参数。监测点的埋设位置应便于观测,不应影响及妨碍监测对象的正常受力和使用。

监测点按监测设计图纸布点,位置在受施工影响的地表上设置。监测应沿盾构隧道轴线上方地表布设,并根据周边环境和地质条件布设为垂直于隧道轴线的横向监测断面。

在始发和接收段,距始发井和接收井50环范围内,应每隔5m布设监测横断面。在距始发井和接收井大于50环且小于100环范围内,宜每隔10-20m布设监测横断面;100环以外,宜每隔30~40m布设监测横断面;隧道轴线投影地面线宜每隔10~15m布设1个监测点。

盾构法隧道在土岩交界处、在隧道断面变化处,其相应的地面应设有监测横断面控制,且监测点适当加密。横向监测断面的监测点数量宜为7~11个,在主要影响区监测点间距宜为3~5m,一般影响区间距宜为5~10m。

3、监测点埋设及监测

地表竖向位移监测点在施工前一周布设于地面的相应位置。布设测点时,对于无硬壳层地表,直接打入带肋钢筋即可,钢筋露出地面约50mm;对于有硬壳层的地表,应采用钻孔法埋设,带肋钢筋顶部应稍低于路面,然后用砂填孔,同时为便于行车,测点上方应设置保护桶。带肋钢筋直径不应小于20mm,打入原状土深度不应小于300m,需做好监测点标识工作。

四、盾构区间施工时监测作业常遇问题及处理

1、盾构推进时隧道内漏水及漏砂

盾构推进过程中，如遇穿河流、湖泊等，因土仓压力过低、河道土质较差导致隧道里涌水、涌砂。

处理：当盾构推进过程，如遇上述情况时，监测单位应加强盾构穿越河流、湖泊时的现场巡视，如发现河面出现大面积漩涡或冒泡时，立即通知总承包单位调查原因，及时调整盾构推进参数，避免盾构隧道出现漏水及漏砂的情况。

2、盾构推进时地表沉降变形加大

盾构推进过程中因土质较为松软、埋深较浅、推进速度过快等导致注浆不及时以及土仓压力过小等原因，从而引起地表沉降监测点变形较大，严重时甚至导致地面塌陷。

处理：当盾构推进过程如遇上述情况，监测单位应及时通知总承包单位调整土仓压力、及时进行壁后注浆，密切关注监测数据变化情况，并增加监测率及现场巡视，确保盾构顺利推进。同时建议总承包单位对地表变形较大的区域可以采用地质雷达进行探测，以査明该区域地面以下是否出现空洞，以防止地面坍塌事故的发生。

3、盾构推进时地表沉降或隆起报警

盾构推进因土仓压力参数不合理，导致地面监测点出现沉降或隆起报警。

处理：应在盾构推进前，了解盾构进出加固区的土压变化、不同地层的土仓压力变化等。当推进过程如遇上述情况时，监测单位应立即通知总承包单位，并对报警区域进行加密监测，以确保工程的施工安全。

文章来源：大水牛测绘（文章仅用于本网站交流学习，转载请注明出处，侵权必删）