盾構(gòu)到達施工組織設(shè)計方案(24頁).doc
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2022-07-22
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1、盾構(gòu)到達施工1、 盾構(gòu)到達工藝流程盾構(gòu)到達工藝流程(見圖 3.1-1)圖 3.1-1盾構(gòu)到達工藝流程圖2、 到達端頭井地層加固根據(jù)設(shè)計要求,盾構(gòu)到達端頭加固采用兩排三重管旋噴樁800600+袖閥管注漿加固。先注外圍,后注中部,以達到一序外圍成墻、二序內(nèi)部壓密的目的。采用跳孔注漿的原則,以達到釋放壓力,防止地面隆起。加固范圍:水平盾構(gòu)區(qū)間左右各3m;豎向盾構(gòu)隧道上部6m處,下部深入中風(fēng)化巖層1m。加固后的土體應(yīng)有良好的均勻性和自立性,無側(cè)限單軸抗壓強度1.0MPa,地層滲透系數(shù)不大于10-5cm/sec。3、 盾構(gòu)接收托架安裝托架安裝前,通過車站臨時預(yù)留口將地面控制點坐標(biāo)引入車站底板,根據(jù)設(shè)計中2、心線計算出線路中心線坐標(biāo),進行中心線放樣,托架高程放樣時,高程一般比設(shè)計高程低2cm左右,測量點位放樣精度控制在3mm以內(nèi)。接收托架主要采用型鋼(工字鋼、H型鋼、鋼板)焊接組成。將預(yù)制好的盾構(gòu)托架(見盾構(gòu)機接收架構(gòu)造圖3.3-1a、3.3-1b)吊入工作井內(nèi),按照測量放樣的基線進行接收托架定位,托架定位采用吊車進行初步定位,再通過千斤頂和手拉倒鏈進行精確定位,定位精度在5mm之內(nèi)。(見盾構(gòu)機接收托架定位圖3.3-2)考慮接收架在盾構(gòu)到達時要承受縱向、橫向的推力以及抵抗盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)的扭矩,所以在盾構(gòu)到達之前,對接收架兩側(cè)用H型鋼進行加固(見盾構(gòu)機接收架加固圖3.3-3)。圖 3.3-1a 盾構(gòu)機接收3、架構(gòu)造平面圖圖 3.3-1b 盾構(gòu)機接收架構(gòu)造立體圖圖 3.3-2盾構(gòu)機接收架安裝定位 圖 3.3-3 到達托架的加固4、 洞門混凝土的鑿除洞門混凝土鑿除分兩次進行,第一次洞門鑿除在盾構(gòu)掘進到到達端前進行,切除外排鋼筋,并鑿除外排鋼筋和內(nèi)排鋼筋間混凝土;第二次洞門鑿除在盾構(gòu)機掘進到到達端后,切除內(nèi)排鋼筋。1)腳手架的搭設(shè)盾構(gòu)到達前需鑿除洞圈范圍內(nèi)的圍護結(jié)構(gòu)。施工前,在洞圈內(nèi)搭設(shè)鋼管腳手架(鋼材規(guī)格:Q235,外徑42.7mm,壁厚2.3mm),搭設(shè)高度67m,洞門鑿除時間為7天左右。(詳見洞口內(nèi)腳手架布置圖3.4-1)。圖3.4-1 洞口內(nèi)腳手架布置圖鑿除洞門混凝土之前,對洞門加固土體進行鉆芯4、取樣,檢測土體的加固強度是否達到設(shè)計要求(加固體抗壓強度不小于1Mpa,滲透系數(shù)110-5cm/min),如果未達到強度要求,則采取補加固措施。然后在洞豎井的每一個洞眼的范圍內(nèi)水平鉆9孔,長度深入到加固體后0.5m,孔徑50mm,觀測9孔總流水量小于30升/小時,如超過限值,須重新進行地面補漿。2)洞門混凝土的鑿除洞門混凝土分9塊鑿除(詳見洞門混凝土分塊鑿除示意圖3.4-2),施工順序為:先上后下、先內(nèi)后外。鑿除混凝土?xí)r,先暴露出內(nèi)排鋼筋,割去內(nèi)排鋼筋,按照分塊順序鑿除洞圈內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)混凝土,鑿至外排鋼筋并保留外排鋼筋,落在洞圈底部的混凝土碎塊應(yīng)清理干凈,然后按照先上后下的順序逐塊割除外排鋼筋,5、并將混凝土塊吊出端頭井,清理剩余殘渣。洞口鑿除必須連續(xù)施工,及時清除洞口內(nèi)雜物、混凝土碎塊,盡量縮短作業(yè)時間,以減少正面土體的流失量。在整個作業(yè)過程中,由專職安全員進行全過程監(jiān)督,確保洞口土體穩(wěn)定和洞門附近作業(yè)人員的安全。同時安排專人對洞門上的防水密封裝置做跟蹤檢查,對洞口土體穩(wěn)定性進行監(jiān)測,并注意洞門滲水情況。圖3.4-2 洞門混凝土分塊鑿除示意圖5、 洞門密封裝置的安裝由于工作井洞圈直徑與盾構(gòu)外徑存有一定的間隙,為了防止盾構(gòu)到達時及施工期間土體從該間隙中流失,在洞圈周圍安裝由簾布橡膠板、圓環(huán)板、固定板、翻板等組成的洞口防水密封裝置(詳見圖3.5-1 洞門防水裝置圖和圖3.5-2折頁式密封壓6、板圖),折頁采用鋼絲繩,手拉葫蘆進行緊固。圖3.5-1 洞門防水裝置圖圖3.5-2 折頁式密封壓板圖6、 洞口接收導(dǎo)軌的安裝在洞門混凝土破除完畢后,接收托架端部距離洞口土體2.2米,為保證盾構(gòu)機在到達時不致于因刀盤懸空而產(chǎn)生盾構(gòu)機“低頭”現(xiàn)象,需要在到達端洞內(nèi)安設(shè)洞口接收導(dǎo)軌,以防止盾構(gòu)機在到達時不產(chǎn)生前傾現(xiàn)象。在安設(shè)接收導(dǎo)軌時應(yīng)注意,在導(dǎo)軌的末端預(yù)留足夠的空間,以保證盾構(gòu)機在到達時,不致因安設(shè)接收導(dǎo)軌而影響刀盤旋轉(zhuǎn)。7、 盾構(gòu)到達掘進7.1盾構(gòu)機到達掘進參數(shù)控制盾構(gòu)機進入進洞段后,首先減小推力、降低推進速度和刀盤轉(zhuǎn)速,控制出土量并時刻監(jiān)視土倉壓力值,避免較大的地表隆陷。貫通前56環(huán),進一步降7、低盾構(gòu)掘進推力,掘進推力維持在400t左右,推進油缸壓力不大于4 MPa。在掘進的同時,要注意維持土倉內(nèi)的壓力值,一般情況下,土壓不低于0.6Bar。在貫通前的最后3環(huán),要求掘進速度控制在1020mm/min,貫入度控制在1520mm/r。盾構(gòu)機刀盤距離貫通里程小于10米時,在掘進過程中,派專人對車站時刻觀察洞口加固段的情況。如發(fā)現(xiàn)加固土體有較大的震動時,立即通知洞內(nèi)盾構(gòu)機進一步降低推力、刀盤轉(zhuǎn)速以及推進速度,避免由于刀盤前部土體太薄,造成刀盤前部形成坍塌。在進入車站階段要密切關(guān)注盾構(gòu)機推進系統(tǒng)的推進速度和推進壓力以及掘進出土情況,當(dāng)發(fā)現(xiàn)推力突然降低,碴土粒徑突然變大,推進速度同時加大的情況時8、,必須立即停機。7.2盾構(gòu)機在端頭位置的處理在盾構(gòu)機刀盤距離貫通小于5米時,在條件允許的情況下,由盾殼上的預(yù)留孔向盾殼外部注入漿液或者膨潤土,用于阻止盾構(gòu)機后部管片上部水向洞口流動。當(dāng)盾構(gòu)進入接收井前,盾構(gòu)刀盤靠近車站圍護結(jié)構(gòu)3m時,在洞圈中鑿出500mm的孔,用于應(yīng)力釋放。盡量使盾構(gòu)機刀盤抵攏預(yù)留鋼筋層,然后清除碴土,再切割內(nèi)層鋼筋,切割順序為先切割底部,后切割上部。盾構(gòu)機掘進露出刀盤時停止掘進,徹底拆除洞門支撐結(jié)構(gòu),視漏漿情況用棉紗或裝有泥土的編織袋及木楔進行堵漏。將洞門口清理干凈之后,盾構(gòu)機開始推進,爬上接收托架。8、 最后幾環(huán)管片的安裝當(dāng)隧道貫通后,一般還需要安裝56環(huán)管片才能完成區(qū)間9、隧道的管片安裝。同時這幾環(huán)管片隨著隧道貫通后,盾構(gòu)機前方?jīng)]有了反推力,將造成管片與管片之間的環(huán)縫連接不緊密,容易漏水。在最后幾環(huán)管片安裝時,根據(jù)現(xiàn)場實際情況,要在刀盤前方的預(yù)定位置,設(shè)置支擋,以防盾構(gòu)機刀盤向前滑動。待盾尾離開洞口密封環(huán)后,迅速重新調(diào)整洞口扇形壓板,用快速凝固的砂漿進行注漿,保證洞口的管片背襯注漿迅速凝結(jié)。同時要求盾構(gòu)機貫通后各工序應(yīng)緊密有序的進行。在最后幾環(huán)管片安裝時,為加強管片防水和防止管片背后的砂漿突然從洞口冒出,在完成每一環(huán)管片的向前推進和管片安裝后,等待砂漿凝固2小時后,再進行下一環(huán)管片的推進。9、 洞門封閉注漿隧道貫通后,清除洞口的石碴,將圓弧板分多塊焊接在預(yù)埋鋼環(huán)10、上,使管片與鋼環(huán)之間的空隙封住。洞口密封環(huán)的安裝應(yīng)在隧道貫通之后,同時洞口的碴土清理結(jié)束之后進行,以確保弧形鋼板與管片間更好的密封。密封后對最后幾環(huán)管片進行注漿封堵,注漿順序從隧道里面向車站方向進行注漿。注漿采用單液漿,如洞門圈出現(xiàn)大量漏漿現(xiàn)象,可先進行雙液漿進行封堵,再進行單液漿填充。10、 盾構(gòu)進洞段施工控制要點10.1盾構(gòu)到達階段的掘進控制要點在盾構(gòu)機距離接受井端墻100m時,即進入到達掘進階段。為迎接盾構(gòu)機進入車站,應(yīng)在到達洞口前作好如下準備: 安裝洞門密封裝置; 安裝盾構(gòu)機接收托架的軌道; 鋪設(shè)盾構(gòu)機移動托架的軌道; 部分鑿除洞門處的車站圍護墻; 在接受井內(nèi)準備砂袋、水泵、水管、方木11、風(fēng)鎬等應(yīng)急物資和工具; 準備洞內(nèi)與接受井內(nèi)的通訊聯(lián)絡(luò)工具; 準備好接受井內(nèi)的照明設(shè)備。以上準備工作完成以后,盾構(gòu)機才進行最后的到達階段掘進。為確保盾構(gòu)機從預(yù)留洞門穿出,該階段的掘進有以下特點: 圍護墻在盾構(gòu)機貫通前可預(yù)先分塊鑿除內(nèi)側(cè)的2/3厚度,保留1/3墻厚度,待盾構(gòu)機刀盤頂住墻時,再通過人工或盾構(gòu)機刀盤旋轉(zhuǎn)以鑿除混凝土和切斷鋼筋,這樣既可加快貫通速度,又可有效防止土體塌入站內(nèi)。 根據(jù)地下水及盾構(gòu)鉸接密封等情況,結(jié)合注漿工序,不提倡氣壓平衡掘進模式,任何時候都要土壓或半土壓模式掘進; 最后70m應(yīng)保持土壓平衡模式掘進; 從最后5環(huán)開始降低推力和速度,掘進速度不大于1cm/min; 掘進速度12、逐漸放慢,掘進推力相應(yīng)減少; 需增加盾構(gòu)機測量次數(shù),不斷校準盾構(gòu)機掘進方向; 需加大地面監(jiān)測頻率,并依據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整掘進參數(shù); 站內(nèi)需派人對洞門位置進行值班監(jiān)視; 需保持泡沫劑系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)良好,保證碴土具有軟連續(xù)狀態(tài); 控制出土量。10.2到達段管片安裝控制要點盾構(gòu)機進入車站時,因為刀盤前端阻力幾乎為零,故千斤頂推力將逐漸減少,千斤頂施加在管片上的力也相應(yīng)減少,因此此處若干管片連接不夠緊,存在較大縫隙,影響了防水質(zhì)量,從而導(dǎo)致滲水。根據(jù)左右線到達段施工情況,采用以下對應(yīng)措施: 通過在第一節(jié)拖車與軌道之間設(shè)置夾軌器或其它固定裝置,在盾構(gòu)推力的作用下管片之間產(chǎn)生足夠的反力,使管片間的密封條13、壓緊,達到防水的要求;安裝管片完畢需用風(fēng)動扳手擰緊所有縱向和橫向螺栓,且在下一環(huán)掘進至1.5m左右時再次緊固螺栓;嚴格按照操作規(guī)程拼裝管片,同時防止出現(xiàn)管片之間出現(xiàn)錯縫、臺階差;每一環(huán)應(yīng)在千斤頂伸長量大于1.8m時開始安裝管片,保證管片特別是封頂塊的安裝質(zhì)量;管片安裝完畢應(yīng)擰牢固注漿塞,對損壞的及時更換;管片安裝前應(yīng)保證止水條不損壞,并及時清理干凈管片上的注漿掉落的碴土和砂漿等; 對管片底部盡快實施注漿,防止管片下沉松開。10.3盾構(gòu)過量自轉(zhuǎn)防治措施1) 現(xiàn)象:盾構(gòu)進洞段施工推進中發(fā)生過量的自轉(zhuǎn),造成盾構(gòu)于車架連接不好,設(shè)備運行不穩(wěn)定,增加測量、封頂塊拼裝等困難。2) 原因分析:a) 盾構(gòu)內(nèi)設(shè)14、備布置重量不平衡,盾構(gòu)的重心不在豎直中心線上而產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)力矩。b) 盾構(gòu)所處的土層不均勻,兩側(cè)的阻力不一致,造成推進過程中受到附加的旋轉(zhuǎn)力矩。c) 在施工過程中刀盤或旋轉(zhuǎn)設(shè)備連續(xù)同一轉(zhuǎn)向,導(dǎo)致盾構(gòu)在推進運行中旋轉(zhuǎn)。d) 在糾偏時左右千斤頂推力不同及盾構(gòu)安裝時千斤頂軸線與盾構(gòu)軸線不平。3) 預(yù)防措施:a) 安裝于盾構(gòu)內(nèi)的設(shè)備作合理布置,并對各設(shè)備的重量和位置進行驗算,使盾構(gòu)重心位于中心線上或配置配重重新調(diào)整重心位置于中心線上。b) 經(jīng)常糾正盾構(gòu)轉(zhuǎn)角,使盾構(gòu)自轉(zhuǎn)在允許范圍內(nèi)。c) 根據(jù)盾構(gòu)的自轉(zhuǎn)角,經(jīng)常改變旋轉(zhuǎn)設(shè)備的工作轉(zhuǎn)向。4) 治理方法:a) 可通過改變刀盤或旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)向或改變管片拼裝順序來15、調(diào)節(jié)盾構(gòu)的自轉(zhuǎn)角度。b) 盾構(gòu)自轉(zhuǎn)量較大時,可采用單側(cè)壓重的方法糾正盾構(gòu)轉(zhuǎn)角。10.4土體大量流失防治措施1) 現(xiàn)象:進洞時大量土體從洞口流入井內(nèi),造成洞口外側(cè)地面大量沉降。2) 原因分析:a) 洞門土體加固質(zhì)量不好,強度未達到設(shè)計或者施工要求而產(chǎn)生塌方,或者加固不均勻,隔水效果差,造成漏水、漏泥現(xiàn)象。b) 洞門密封裝置未安裝好,止水簾幕橡膠板內(nèi)翻,造成水土流失。c) 洞門密封裝置強度不高,經(jīng)不起較高的土壓力,受擠壓破壞而失效。d) 進洞時土壓力未及時下調(diào),致使洞門裝置被破壞,大量井外土體塌入井內(nèi)。3) 預(yù)防措施:a) 洞門土體加固應(yīng)提高施工質(zhì)量,保證加固后土體強度和均勻性。b) 洞口封門拆除16、前應(yīng)充分做好各項準備工作。c) 洞口密封圈安裝要準確,在盾構(gòu)推進的過程中要注意觀察,防止盾構(gòu)刀盤的周邊刀具割傷橡膠密封圈。密封圈可涂潤滑油增加潤滑性,洞門的扇形板要及時調(diào)整,改善密封圈的受力狀況。4) 治理措施:d) 將受壓變形的洞口密封圈重新壓回洞口內(nèi),恢復(fù)密封性能,及時固定弧形板,改善密封橡膠帶的工作狀態(tài)。e) 對洞口進行注漿堵漏,減少土體流失。第四章 盾構(gòu)貫通前測量盾構(gòu)貫通前測量,可進一步對盾構(gòu)機姿態(tài)進行檢核,確保盾構(gòu)機進洞姿態(tài)的準確性。1、 控制網(wǎng)測量(1)平面控制測量1)區(qū)間隧道地表測量 地表導(dǎo)線測量盾構(gòu)開工之前,用全站儀對設(shè)計院和業(yè)主提供的隧道地表導(dǎo)線點進行復(fù)測,為了增加校核條件,17、提高導(dǎo)線測量精度,使導(dǎo)線組成多邊形閉合環(huán),且宜四邊形為最佳,導(dǎo)線環(huán)的水平角觀測應(yīng)以總測回數(shù)的奇數(shù)測回和偶數(shù)測回,分別觀測導(dǎo)線的左角和右角,測站的圓周角閉合差按下式計算:=左角均值右角均值360測角精度應(yīng)按四等導(dǎo)線要求,其精度為4導(dǎo)線環(huán)角度閉合差的限差按下式計算:限=2mn1/2式中:m測角中誤差,以秒為單位;n 導(dǎo)線環(huán)內(nèi)角的個數(shù)。導(dǎo)線環(huán)的測角中誤差可按下式計算:m=【f 2/n/N】1/2式中:f 導(dǎo)線環(huán)的角度閉合差,以秒為單位;n導(dǎo)線環(huán)內(nèi)角的個數(shù);N導(dǎo)線環(huán)的個數(shù)。導(dǎo)線的邊長可采用全站儀測得。將外業(yè)資料進行計算,整理出內(nèi)業(yè)資料,準確算出誤差,確保隧道在縱向正確貫通。對測量成果上報監(jiān)理部審批,審18、批通過后方可進行盾構(gòu)施工。 地表水準測量: 在地表用精密水準儀進行水準測量,測量等級按城市二、三等水準測量標(biāo)準進行,準確測出兩洞口水準點的高程值,確保無誤差,以便洞內(nèi)施工做好準備。2)端頭井地面測量根據(jù)本工程的特點,將業(yè)主提供的平面控制點傳遞至井口,且所有的點進行強制對中,以減少對中誤差,因此,在基坑端頭井建造一個1.5m高的水泥墩臺,上面安裝強制對中基座盤,同時在井下中板梁上做三個吊籃,裝上強制對中盤。至洞口的平面過渡點不可超過兩個,過渡點必須為固定觀測平臺,相鄰點間垂直角30;地面平面點測量的要求為:測角中誤差2.5。地面高程測量按二等水準測量的要求實施。3)聯(lián)系測量通過端頭井將已知地面平19、面、高程點成果傳遞至井下,并依次作為地下控制網(wǎng)的起始點。其中平面起始點設(shè)2個;高程起始點設(shè)2個。平面控制點傳遞:采用導(dǎo)線法和聯(lián)系三角形法選定長期穩(wěn)定的起始點位置校正測量附件和測量儀器的各項指標(biāo)以貫通處甲方提供的控制點為定向點進行傳遞測量。平面點傳遞的垂直角30,正、倒鏡測平距取平均值。保證地下起始點滿足貫通的要求。地下起始點須經(jīng)常檢查4)已知數(shù)據(jù)的檢核及數(shù)據(jù)的提取開工前對業(yè)主提供的已知控制點進行復(fù)核,復(fù)核坐標(biāo)與提供的坐標(biāo)相比較,誤差5mm可用。然后在已知點(x0,y0)架儀器測量其與井口墩臺的方向角及距離s,算出墩臺坐標(biāo)X1 ,Y1。其中:X1=scos+ x0Y1=ssin+ y0(2)高程20、控制測量開工前對業(yè)主提供的已知水準點進行復(fù)核,進行符合水準測量,檢驗其高程點的可信度,當(dāng)誤差5mm時可用。以已知水準點作為起始點(已知高層H0),按二等水準量要求做一閉合水準路線至井口臨時水準點BM1,算出其高程H,作為向井下傳遞的已知高程。在施工過程中要定期復(fù)核。H= H0+h其中:h為已知水準點至BM1的累計高差(3)平面、高程起始點成果報監(jiān)理工程師審查。2、 盾構(gòu)推進中的導(dǎo)向測量(1)導(dǎo)向測量1)豎井定向傳遞坐標(biāo)和方向為使井口墩臺點的坐標(biāo)和方向能嚴格傳遞到井下,指導(dǎo)盾構(gòu)推進,計劃用是吊鋼絲法進行傳遞,即在井口支架上吊三根細鋼絲,懸掛重錘吊入井下的油桶中,使鋼絲穩(wěn)定。三根鋼絲組成如圖示的三21、角型,通過觀測計算出井下控制點的坐標(biāo),與井下控制點連線的方位角,用聯(lián)系三角型傳遞方位角時必須采取措施保證兩根鋼絲自由懸掛。2)通過豎井傳遞高程本方案擬用懸掛鋼尺法進行高程傳遞,在傳遞時,應(yīng)該用兩臺精密水準儀。兩根水準尺和一把鋼尺同步觀測,其布置如圖所示,將鋼尺懸掛在支架上,其零端放入井中,并在該端掛一重錘,一臺水準儀在地面上,另一臺在隧道中(如下圖所示),同時讀取鋼尺讀數(shù)R1、R2和水準尺讀數(shù)A、B,此時井下BM2點高程為:Hb= HA+ R1R2AB+L1+L2式中:L1為鋼尺的溫度改正數(shù)L2為鋼尺的檢定改正數(shù)而L1=(R1R2)(T均T0) 其中:為鋼尺的膨脹系數(shù)=0.0000125/ T22、均為地面地下平均溫度 T0為鋼尺檢定時的溫度本方案應(yīng)注意:采用兩臺精密水準儀加鋼尺同步觀測,鋼尺必須施加鑒定時拉力,觀測24組數(shù)據(jù)。選定較為穩(wěn)定和便于保護起始點位置地下起始點須經(jīng)常檢查。(2)井下控制測量盾構(gòu)推進一段距離后開始設(shè)置地下平面、高程控制點,整個區(qū)間中盡可能減少控制點數(shù)量,平面控制點平均邊長150m;地下高程控制點每200m設(shè)一點。采用聯(lián)系測量傳遞至地下的起始點坐標(biāo)、起始點方位和高程,是地下控制測量的基準。1)洞內(nèi)平面控制網(wǎng)以定向測量結(jié)果為井下導(dǎo)線的起始邊,盡量使導(dǎo)線布設(shè)為等邊直伸導(dǎo)線網(wǎng),用全站儀測出水平角和邊長;洞內(nèi)邊長一般為200m,導(dǎo)線測角46測回,分別測左右角各一半,重復(fù)測導(dǎo)23、線水平角總和不得大于4,邊長測定需正倒鏡各測4次,且應(yīng)往返測邊長。準確計算出導(dǎo)線網(wǎng)上各個點的坐標(biāo),如下圖所示網(wǎng)中所有邊、角全部觀測,導(dǎo)線網(wǎng)除可對角度進行檢核外,由于測量了全部邊長,故計算坐標(biāo)有兩條傳算路線,對導(dǎo)線坐標(biāo)亦能進行檢核。 2)洞內(nèi)高程控制網(wǎng)按業(yè)主提供的城市水準點為起始依據(jù),在兩井附近建立二個以上的固定水準點(施工期間不得破壞),按城市二等水準規(guī)范往返測定。按工程測量(GB5002693)規(guī)范進行。隧道內(nèi)水準點一般以6070 m埋設(shè)一個固定水準點,水準尺必須用裝氣泡色水準尺,以便減少水準尺的傾斜而造成系統(tǒng)誤差。洞內(nèi)水準測量按城市二等水準操作規(guī)范執(zhí)行。應(yīng)采用往返測,往返固定之間高差3mm24、,全線往返3mmn1/2(n為測站數(shù))。由于洞內(nèi)施工場地狹小,運輸頻繁施工繁忙,還有水的侵害,會影響到水準點的穩(wěn)定性,故應(yīng)經(jīng)常性地由地面水準點向洞內(nèi)進行重復(fù)的水準測量,根據(jù)觀測結(jié)果分析水準點標(biāo)志有無變動。確保隧道在豎向正確貫通。3)地下控制網(wǎng)上向前延伸的各控制點,須由監(jiān)理工程師審查合格方可使用。3、 盾構(gòu)到達施工中的定位測量(1)地面準備工作1)實測接收井預(yù)留洞門中心橫向和垂直向的偏差,由監(jiān)理工程師書面認可后進行下道工序施工。2)承包商必須按設(shè)計圖在實地放出盾構(gòu)基座的平面和高程位置,基座就位后立即測定與設(shè)計的偏差。 3)施工總體布置必須考慮隧道施工測量的要求。按測量方案在盾構(gòu)內(nèi)留出合適位置供安25、裝測量標(biāo)志,并保證測量時通視。(2)盾構(gòu)機座位置放樣在進行盾構(gòu)機座放樣時,假定洞門鋼圈為規(guī)則圓,用同心圓法放樣,用水準儀測定一水平線,與鋼圈相交得兩點,取其中數(shù),得所要放的點,把盾構(gòu)與鋼圈之間參數(shù)加進去,得整個盾構(gòu)機頭兩點。由于機座擺放有一定的坡度H,因此,在進行機尾放樣時,需進行坡度改正,既用鋼尺量出從機頭處到基坑后板的距離,再乘以坡度值加上機頭高程即為機尾處高程,同樣用水準儀測量后板一水平線,用鋼尺量距定出機尾兩點。(3)盾構(gòu)姿態(tài)測量應(yīng)用井下導(dǎo)線成果計算出盾構(gòu)標(biāo)志的坐標(biāo),即前標(biāo)和后標(biāo)的坐標(biāo)(并進行轉(zhuǎn)角改正),再算出切口和盾尾的坐標(biāo)與設(shè)計坐標(biāo)進行比較,計算出切口和盾尾的平面偏離值。測出前標(biāo)中26、心的天頂角計算出前標(biāo)高程,再以盾構(gòu)縱坡計算出切口、盾尾的高程,經(jīng)與設(shè)計高程比較后,計算出切口和盾尾的偏離值。4、 監(jiān)控量測4.1施工監(jiān)測目的將監(jiān)控量測作為一道工序納入到施工組織設(shè)計中去。其主要目的為:(1)了解盾構(gòu)區(qū)間和周圍地層的變形情況,為施工日常管理提供信息,保證施工安全。(2)為修改工程設(shè)計方案提供依據(jù)。(3)保證施工影響范圍內(nèi)建筑物、地下管線的正常使用,為合理確定保護措施提供依據(jù)。(4)為施工方案的修訂提供反饋信息。(5)積累資料,以提高地下工程的設(shè)計和施工水平。4.2監(jiān)控量測設(shè)計原則(1)可靠性原則可靠性原則是監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計中所考慮的最重要的原則。為了確保其可靠性,必須做到:第一,系統(tǒng)27、需要采用可靠的儀器。第二,應(yīng)在監(jiān)測期間保護好測點。(2)多層次監(jiān)測原則多層次監(jiān)測原則的具體含義有四點:在監(jiān)測對象上以位移為主,兼顧其它監(jiān)測項目;在監(jiān)測方法上以儀器監(jiān)測為主,并輔以巡檢的方法;在監(jiān)測儀器選擇上以機測儀器為主,輔以電測儀器;考慮分別在地表、及臨近建筑物與地下管線上布點以形成具有一定測點覆蓋率的監(jiān)測網(wǎng)。(3)重點監(jiān)測關(guān)鍵區(qū)的原則在具有不同地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件、周圍建筑物及地下管線段,其穩(wěn)定的標(biāo)準是不同的。穩(wěn)定性差的地段應(yīng)重點進行監(jiān)測,以保證建筑物及地下管線的安全。(4)方便實用原則為減少監(jiān)測與施工之間的干擾,監(jiān)測系統(tǒng)的安裝和測量應(yīng)盡量做到方便實用。(5)經(jīng)濟合理原則系統(tǒng)設(shè)計時考慮實28、用的儀器,不必過分追求儀器的先進性,以降低監(jiān)測費用。4.3監(jiān)測項目施工監(jiān)測工作必須有機會進行。要求檢查數(shù)據(jù)可靠,觀測及時,應(yīng)有完整的觀測記錄和觀測報告。檢查手段應(yīng)以儀器觀測為主,儀器觀測和目測調(diào)查相結(jié)合。因此,對測點布置與監(jiān)測頻率要求如下表:盾構(gòu)區(qū)間施工監(jiān)控量測項目表類別監(jiān)測項目測量儀器及元件測點布置測量頻率必測項目洞內(nèi)及洞外觀察洞內(nèi)襯砌變形、開裂等,洞外地表沉降、開裂,建筑物開裂等肉眼觀察每天不少于1次隧道隆陷精密水準儀、銦鋼尺每510m設(shè)置一斷面開挖面距量測斷面前后2D或變形率5mm/d,12次/d;開挖面距量測斷面前后5D或變形率1mm/d,1次/周;數(shù)據(jù)分析確定基本穩(wěn)定后,1次/月地表29、隆陷精密水準儀、銦鋼尺盾構(gòu)始發(fā)、接收100m范圍內(nèi),每10-20m設(shè)一斷面,其余地段,每20-30m設(shè)一斷面。地下管線沉降精密水準儀根據(jù)現(xiàn)場情況布點建(構(gòu))筑物下沉、傾斜、開裂精密水準儀、經(jīng)緯儀、裂縫觀測儀距線路中線20m以內(nèi)的建(構(gòu))筑物在建筑物的轉(zhuǎn)角或拐點處布置測點周圍建(構(gòu))物的沉降和傾斜監(jiān)測頻率與地表沉降的觀測頻率相同;建(構(gòu))筑物裂縫監(jiān)測頻率按照控制兩次觀測期間裂縫發(fā)展不大于0.1mm及裂縫所處位置而定,盾構(gòu)到達前1天至通過后3天為加強監(jiān)測期管片襯砌變形全站儀、收斂儀、斷面掃描儀每一個施工區(qū)間設(shè)1-2個主測斷面分別在襯砌拼裝成環(huán)尚未脫出盾尾即無外荷載作用時和襯砌環(huán)脫出盾尾承受外荷作用30、且能通視時兩個階段進行監(jiān)測。襯砌環(huán)脫出盾尾后I次/天,距盾尾50m后1次/2天,100m后I次/周,基本穩(wěn)定后1次/月選測項目土層壓應(yīng)力土壓力盒、頻率接收儀與襯砌變形主測斷面對應(yīng),設(shè)1-2個主測斷面,每個斷面不少于5個測點與地表沉降監(jiān)測相同土體內(nèi)部位移(垂直及水平位移)分層沉降儀、測斜儀與襯砌變形主測斷面對應(yīng),設(shè)1-2個主測斷面襯砌環(huán)內(nèi)力鋼筋應(yīng)力計、混凝土應(yīng)變計、螺栓應(yīng)力計同上,每個斷面不少于5個測點孔隙水壓力水壓力計每區(qū)間2-3個斷面4.4監(jiān)控量測標(biāo)準施工監(jiān)測量測標(biāo)準如下表:4.5監(jiān)測測點布置原則(1)觀測點類型和數(shù)量的確定結(jié)合本工程性質(zhì)、地質(zhì)條件、設(shè)計要求、施工特點等因素綜合考慮,并能全面31、反映被監(jiān)測對象的工作狀態(tài)。(2)為驗證設(shè)計數(shù)據(jù)而設(shè)的測點布置在設(shè)計中最不利位置和斷面上,為結(jié)合施工而設(shè)計的測點,布置在相同工況下的最先施工部位,其目的是及時反饋信息、指導(dǎo)施工。(3)表面變形測點的位置既要考慮反映監(jiān)測對象的變形特征,又要便于應(yīng)用儀器進行觀測,還要有利于測點的保護。(4)埋測點不能影響和妨礙結(jié)構(gòu)的正常受力,不能削弱結(jié)構(gòu)的剛度和強度。(5)在實施多項內(nèi)容測試時,各類測點的布置在時間和空間上應(yīng)有機結(jié)合,力求使一個監(jiān)測部位能同時反映不同的物理變化量,找出內(nèi)在的聯(lián)系和變化規(guī)律。(6)根據(jù)監(jiān)測方案預(yù)先布置好各監(jiān)測點,以便監(jiān)測工作開始時,監(jiān)測元件進入穩(wěn)定的工作狀態(tài)。(7)如果測點在施工過程中32、遭到破壞,盡快在原來位置或盡量靠近原來位置補設(shè)測點,保證該測點觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性。(區(qū)間斷面布置如下圖,平面布置詳見附件五區(qū)間監(jiān)測平面布點圖)4.6監(jiān)測方法4.6.1地表沉降監(jiān)測(1)地表沉降監(jiān)測監(jiān)測實施方法A基點埋設(shè):基點應(yīng)埋設(shè)在沉降影響范圍以外的穩(wěn)定區(qū)域,并且應(yīng)埋設(shè)在視野開闊、通視條件較好的地方;基點數(shù)量根據(jù)需要設(shè)置,基點要牢固可靠。B沉降測點埋設(shè):用沖擊鉆在地表鉆孔,然后放入長200mm300mm,直徑20mm30mm的圓頭鋼筋,四周用水泥砂漿填實。基點埋設(shè)方法如下圖所示。基點埋設(shè)方法示意圖C測量方法:觀測方法采用精密水準測量方法。基點和附近水準點聯(lián)測取得初始高程。觀測時各項限差宜嚴格控制33、,每測點讀數(shù)高差不宜超過0.3mm,對不在水準路線上的觀測點,一個測站不宜超過3個,超過時應(yīng)重讀后視點讀數(shù),以作核對。首次觀測應(yīng)對測點進行連續(xù)兩次觀測,兩次高程之差應(yīng)小于1.0mm,取平均值作為初始值。D沉降值計算:在條件許可的情況下,盡可能的布設(shè)導(dǎo)線網(wǎng),以便進行平差處理,提高觀測精度,然后按照測站進行平差,求得各點高程。施工前,由基點通過水準測量測出隆陷觀測點的初始高程H0,在施工過程中測出的高程為Hn。則高差HnH0即為沉降值。數(shù)據(jù)分析與處理地表沉降量測隨施工進度進行,根據(jù)開挖部位、步驟及時監(jiān)測,并將各沉降測點沉降值繪制成沉降變化曲線圖、沉降變化速度圖、加速度曲線圖。4.6.2地表裂縫觀測34、地表裂縫狀況的監(jiān)測通常作為地鐵明挖、盾構(gòu)施工影響程度的重要依據(jù)之一。采用直接觀測的方法,將裂縫進行編號并劃出測讀位置,必要時可用鋼尺測讀。監(jiān)測數(shù)量和位置根據(jù)現(xiàn)場情況確定。4.6.3地表建筑沉降、傾斜及裂縫監(jiān)測(1)建筑物沉降監(jiān)測監(jiān)測實施方法A.測點埋設(shè):在地表下沉的縱向和橫向影響范圍內(nèi)的建筑物應(yīng)進行建筑物下沉及傾斜監(jiān)測,基點的埋設(shè)同地表沉降觀測。沉降測點埋設(shè),用沖擊鉆在建筑物的基礎(chǔ)或墻上鉆孔,然后放入長直徑20mm30mm的半圓頭彎曲鋼筋,四周用水泥砂漿填實。測點的埋設(shè)高度應(yīng)方便觀測,對測點應(yīng)采取保護措施,避免在施工過程中受到破壞。每幢建筑物上一般布置4個觀測點,特別重要的建筑物布置6個測點。35、建筑物沉降測點如下圖所示。建筑物沉降測點示意圖B測量方法:與地表沉降觀測相同。C沉降計算:與地表沉降觀測相同。數(shù)據(jù)分析與處理采用比較法、作圖法和數(shù)學(xué)、物理模型,分析各監(jiān)測物理量值大小、變化規(guī)律、發(fā)展趨勢,以便對工程的安全狀態(tài)和應(yīng)采取的措施進行評估、決策。繪制時間位移曲線散點圖和距離位移曲線散點圖,如圖所示。如果位移的變化隨時間而漸趨穩(wěn)定,說明圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài),支護系統(tǒng)是有效、可靠的,如圖中的正常曲線。圖中的反常曲線中,出現(xiàn)了反彎點,這說明位移出現(xiàn)反常的急劇增長現(xiàn)象,表明圍巖和支護已呈不穩(wěn)定狀態(tài),應(yīng)立即相應(yīng)的工程措施。時間位移曲線和距離位移曲線如下圖所示。時間位移曲線和距離位移曲線在取得足夠的數(shù)36、據(jù)后,還應(yīng)根據(jù)散點圖的數(shù)據(jù)分布狀況,選擇合適的函數(shù),對監(jiān)測結(jié)果進行回歸分析,以預(yù)測該測點可能出現(xiàn)的最大位移值,預(yù)測結(jié)構(gòu)和建筑物的安全狀況。(2)建筑物裂縫觀測建筑物的沉降和傾斜必然導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力調(diào)整而產(chǎn)生裂縫,裂縫開展?fàn)顩r的監(jiān)測通常作為施工影響程度的重要依據(jù)之一。通常采用直接觀測的方法,將裂縫進行編號并劃出測讀位置,觀測裂縫的發(fā)生發(fā)展過程。必要時通過裂縫觀測儀進行裂縫寬度測讀。監(jiān)測數(shù)量和位置根據(jù)現(xiàn)場情況確定。4.6.4地下管線沉降監(jiān)測(1)監(jiān)測實施方法測點布置:地下管線測點重點布設(shè)在煤氣管線、給水管線、污水管線、大型的雨水管及電力方溝上,測點布置時要考慮地下管線與隧道的相對位置關(guān)系。有檢查37、井的管線應(yīng)打開井蓋直接將監(jiān)測點布設(shè)到管線上或管線承載體上;無檢查井但有開挖條件的管線應(yīng)開挖暴露管線,將觀測點直接布到管線上;無檢查井也無開挖條件的管線可在對應(yīng)的地表埋設(shè)間接觀測點。管線沉降觀測點的設(shè)置可視現(xiàn)場情況,采用抱箍式或套筒式安裝。每根監(jiān)測的管線上最少要有35個測點。基點的埋設(shè)同地表沉降監(jiān)測。測量方法:與地表沉降觀測相同。沉降計算:與地表沉降觀相測同。(2)數(shù)據(jù)分析與處理根據(jù)施工進度,將各測點變形值繪成管線變形曲線圖。即: 繪制位移時間曲線散點圖,以此判定施工措施的有效性;位移時間曲線趨于平緩時,可選取合適的函數(shù)進行回歸分析,預(yù)測管線的最大沉降量;沿管線沉降槽曲線,判斷施工影響范圍、最大38、沉降坡度、最小曲率半徑等。4.7監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理及信息反饋監(jiān)控量測資料均由計算機進行處理與管理,當(dāng)取得各種監(jiān)測資料后,能及時進行處理,繪制各種類型的表格及曲線圖,對監(jiān)測結(jié)果進行回歸分析,預(yù)測最終位移值,預(yù)測結(jié)構(gòu)物的安全性,確定工程技術(shù)措施。因此,對每一測點的監(jiān)測結(jié)果要根據(jù)管理基準和位移變化速率(mm)/d等綜合判斷結(jié)構(gòu)和建筑物的安全狀況,并編寫周、月匯總報表,及時反饋指導(dǎo)施工,調(diào)整施工參數(shù),達到安全、快速、高效施工之目的。取得各種監(jiān)測資料后,需及時進行處理,排除儀器、讀數(shù)等操作過程中的失誤,剔除和識別各種粗大、偶然和系統(tǒng)誤差,避免漏測和錯測,保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和完整性,采用計算機進行監(jiān)控量測39、資料的整理和初步定性分析工作。數(shù)據(jù)處理方法為:(1)數(shù)據(jù)整理把原始數(shù)據(jù)通過一定的方法,如按大小的排序用頻率分布的形式把一組數(shù)據(jù)分布情況顯示出來,進行數(shù)據(jù)的數(shù)字特征值計算,離群數(shù)據(jù)的取舍。(2)插值法在實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,采用函數(shù)近似的方法,求得符合測量規(guī)律而又未實測到的數(shù)據(jù)。(3)采用統(tǒng)計分析方法對監(jiān)測結(jié)果進行回歸分析尋找一種能夠較好反映監(jiān)測數(shù)據(jù)變化規(guī)律和趨勢的函數(shù)關(guān)系式,對下一階段的監(jiān)測物理量進行預(yù)測,防患于未然。如預(yù)測最終位移值,預(yù)測結(jié)構(gòu)物的安全性,并據(jù)此確定工程技術(shù)措施等。因此,對每一測點的監(jiān)測結(jié)果要根據(jù)管理基準和位移變化速率(mm)/d等綜合判斷結(jié)構(gòu)和建筑物的安全狀況,并編寫周、月匯總報40、表,及時反饋指導(dǎo)施工,調(diào)整施工參數(shù),達到安全、快速、高效施工之目的。當(dāng)施工中出現(xiàn)下列情況之一時,應(yīng)立即停止施工,采取措施處理。初支結(jié)構(gòu)有較大開裂。監(jiān)測數(shù)據(jù)有不斷增大的趨勢。暗挖隧道支護結(jié)構(gòu)變形過大,超過控制基準或出現(xiàn)明顯的受力裂縫并不斷發(fā)展。時態(tài)曲線長時間沒有變緩的趨勢等。監(jiān)測資料的反饋程序和監(jiān)測信息反饋流程如下圖所示:監(jiān) 測 結(jié) 果位移是否超級管理位移是否超級管理位移是否超級管理繼續(xù)施工綜合判斷暫停施工采 取 特 殊 措 施是不安全否否否是是安全監(jiān)測資料反饋管理程序圖施工采取技術(shù)措施施工監(jiān)測預(yù)測變形量反饋分析與基準值比較調(diào)整施工參數(shù)是否安全是否監(jiān)測信息管理流程圖(4)監(jiān)測預(yù)警監(jiān)測預(yù)警值標(biāo)準:根據(jù)設(shè)計單位提出的監(jiān)控量測控制指標(biāo)值,將施工過程中監(jiān)測項目(點)的預(yù)警狀態(tài)按嚴重程度由小到大分為三級:黃色監(jiān)測預(yù)警、橙色監(jiān)測預(yù)警和紅色監(jiān)測預(yù)警。黃色監(jiān)測預(yù)警:“雙控”指標(biāo)(變化量、變化速率)均超過監(jiān)控量測控制值的70%時,或雙控指標(biāo)之一超過監(jiān)控量測控制值的85%時; 橙色監(jiān)測預(yù)警:“雙控”指標(biāo)均超過監(jiān)控量測控制值的85%時,或雙控指標(biāo)之一超過監(jiān)控量測控制值時;紅色監(jiān)測預(yù)警:“雙控”指標(biāo)均超過監(jiān)控量測控制值,或?qū)崪y變化速率出現(xiàn)急劇增長時。監(jiān)測預(yù)警通過信息平臺自動實施報警。