【正文】 地鐵區(qū)間隧道和車(chē)站 安全快速施工關(guān)鍵技術(shù)研究 — 北京地鐵五號(hào)線(xiàn) 11 標(biāo)段區(qū)間及車(chē)站工程 監(jiān)控量測(cè)報(bào)告 中國(guó)中鐵四局集團(tuán)有限公司 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 二 OO 七年十一月 目 錄 第 1 章 區(qū)間隧道監(jiān)控量測(cè)實(shí)施細(xì)則 1 監(jiān)控量測(cè)的目的和意義 1 隧道監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容與方法 1 必測(cè)項(xiàng)目 3 選測(cè)項(xiàng)目 5 監(jiān)控量測(cè)布置斷面 9 隧道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析及處理 11 量測(cè)管理 13 第 2 章 區(qū)間隧道過(guò)河、過(guò)橋地段監(jiān)測(cè)分 析 14 工程概況 14 工程地質(zhì) 14 水文地質(zhì) 14 櫻花西橋調(diào)查情況 15 小月河現(xiàn)況 15 氣候、氣象 15 施工方案 16 小月河斷流引排施工 16 小月河河床降水施工 16 暗挖隧道施工方案 16 櫻花西橋橋梁加固方案 17 監(jiān)測(cè)成果 17 地表及櫻花西橋沉降監(jiān)測(cè) 17 洞內(nèi)變形監(jiān)測(cè) 18 有橋與非橋地 段監(jiān)測(cè)對(duì)比分析 19 結(jié)束語(yǔ) 20 第 3 章 車(chē)站監(jiān)控量測(cè)實(shí)施細(xì)則 21 監(jiān)測(cè)目的和意義 21 監(jiān)測(cè)方法及測(cè)點(diǎn)布置 22 基坑監(jiān)測(cè)周期和注意事項(xiàng) 23 施工安全判別 23 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整理和分析 24 組織與管理 24 第 4 章 車(chē)站監(jiān)測(cè)成果分析 26 工程概況 26 工程簡(jiǎn)介 26 工程地質(zhì) 26 鄰近建筑物 27 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工情況 27 土方開(kāi)挖施工 27 預(yù)應(yīng)力錨索施工 29 監(jiān)測(cè)成果分析 30 錨索受力監(jiān)測(cè) 30 樁體水平位移監(jiān)測(cè) 31 樁頂沉降監(jiān)測(cè) 34 地表沉降監(jiān)測(cè) 35 周邊環(huán)境影響監(jiān)測(cè) 36 結(jié)束語(yǔ) 37 第 1 章 區(qū)間隧道監(jiān)控量測(cè)實(shí)施細(xì)則 監(jiān)控量測(cè)的目的和意義 根據(jù)《鐵路隧道施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定和設(shè)計(jì)要求，需要將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目列入施工組織設(shè)計(jì)，掌握圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài)信息并及時(shí)反饋，以指導(dǎo)指導(dǎo)隧道設(shè)計(jì)和施工，因此，實(shí)施隧道監(jiān)控 量測(cè)具有十分重要的意義。 (1) 掌握圍巖動(dòng)態(tài)，了解支護(hù)結(jié)構(gòu)在不同工況時(shí)的受力狀態(tài)和應(yīng)力分布，對(duì)圍巖穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)。 (2) 通過(guò)施工和環(huán)境監(jiān)測(cè)進(jìn)行信息反饋及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，優(yōu)化施組設(shè)計(jì)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，確保隧道施工的安全與質(zhì)量和工程項(xiàng)目的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。 (3) 提供二次襯砌支護(hù)的合理時(shí)間，以便在安全的前提下充分發(fā)揮圍巖的自承能力。 (4) 驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)型式、支護(hù)參數(shù)，評(píng)價(jià)支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工方法的合理性，并為優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)、調(diào)整施工工藝提供依據(jù)。 (6) 為區(qū)間隧道科研工作提供第一手的信息，為 復(fù)雜條件下區(qū)間隧道修建提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)保證。 隧道監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容與方法 區(qū)間隧道穿越地層地質(zhì)情況、周?chē)h(huán)境以及隧道施工方法在各區(qū)段不完全相同，為及時(shí)提供施工所需的圍巖穩(wěn)定程度和支護(hù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，以保證施工安全，提高施工效率，擬將施工監(jiān)測(cè)分為必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目，見(jiàn)表 11 所示。 表 11 監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目及方法 序號(hào) 項(xiàng)目名稱(chēng) 方法及工具 布置 量測(cè)間隔時(shí)間 1~15 天 16 天 ~1 個(gè)月 1~3 個(gè)月 大于 3 個(gè)月 必測(cè)項(xiàng)目 1 地質(zhì)和支護(hù)狀況觀察 巖層、巖性，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀等觀察 ,數(shù) 碼相機(jī)、地質(zhì)羅盤(pán)及規(guī)尺等 開(kāi)挖后及初期支護(hù)后進(jìn)行 每次爆破后進(jìn)行觀察 2 周邊位移量測(cè) 各種類(lèi)型的收斂計(jì) 每 5～ 50m 一個(gè)斷面，每斷面 2～ 6 對(duì)測(cè)點(diǎn) 1~2 次 /天 1 次 /2 天 1~2 次 /周 1~3 次 /月 3 拱頂下沉量測(cè) 水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、鋼尺或測(cè)桿 每 5～ 50m 一個(gè)斷面，每斷面 2～ 6 對(duì)測(cè)點(diǎn) 1~2 次 /天 1 次 /2 天 1~2 次 /周 1~3 次 /月 4 地表下沉量測(cè) 水準(zhǔn)儀、塔尺 當(dāng)每 5~50m 一個(gè)斷面，每斷面至少 7 個(gè)測(cè)點(diǎn)。中線(xiàn)每 5~20m 一個(gè)測(cè)點(diǎn) 開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后 2B,1~2 次 /天 開(kāi)挖面距量測(cè) 斷面前后 5B 1 次 /2 天 開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后 5B 1 次 /周 選測(cè)項(xiàng)目 5 地表下沉量測(cè) 水平儀、塔尺 當(dāng)每 5~50m 一個(gè)斷面，每斷面至少 7 個(gè)測(cè)點(diǎn)。中線(xiàn)每 5~20m 一個(gè)測(cè)點(diǎn) 開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后 2B,1~2 次 /天 開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后 5B,1 次 /2 天 開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后 5B,1 次 /周 6 圍巖內(nèi)部位移量測(cè) (洞內(nèi)設(shè)點(diǎn) ) 洞內(nèi)鉆孔安設(shè)單點(diǎn)、多點(diǎn)桿式或鋼絲位移計(jì) 每一類(lèi)圍巖段選一斷面，每斷面 3－ 11 個(gè)測(cè)點(diǎn) 1~2 次 /天 1 次 /2 天 1~2 次 /周 1~3 次 /月 7 圍巖內(nèi)部位移量測(cè) (地表設(shè)點(diǎn) ) 地表鉆孔安設(shè)各類(lèi)位移計(jì) 每一類(lèi)圍巖段選一斷面，每斷面 3－ 11 個(gè)測(cè)點(diǎn) 同地表下沉要求 8 圍巖壓力及兩支護(hù)間壓力量測(cè) 各種類(lèi)型壓力盒 每一類(lèi)圍巖段選一組，每組 3— 5 個(gè)測(cè)點(diǎn) 1~2 次 /天 1 次 /2 天 1~2 次 /周 1~3 次 /月 9 支護(hù)、襯砌內(nèi)應(yīng)力、表面應(yīng)力及裂縫量測(cè) 各類(lèi)混凝土內(nèi)應(yīng)變計(jì)、應(yīng)力計(jì)、測(cè)縫計(jì)及表面應(yīng)力解除法 每一類(lèi)圍巖段選一組，每組 2－ 5 個(gè)斷面，每斷面 7— 11 個(gè)測(cè)點(diǎn) 1~2 次 /天 1 次 /2 天 1~2 次 /周 1~3 次 /月 10 鋼支撐內(nèi)力量測(cè) 各種類(lèi)型壓力盒 采用鋼支撐地段 每 10 榀鋼拱 支撐一對(duì)測(cè)力計(jì) 1~2 次 /天 1 次 /2 天 1~2 次 /周 1~3 次 /月 12 錨桿內(nèi)力量測(cè)和錨桿拉拔力量測(cè) 各類(lèi)電測(cè)錨桿、錨桿測(cè)力計(jì)及拉拔儀 每一類(lèi)圍巖段選一組，每組 3— 5 根 必測(cè)項(xiàng)目 必測(cè)項(xiàng)目包括圍巖地質(zhì)和支護(hù)描述、地表沉降觀測(cè)、拱頂下沉量測(cè)、周邊收斂量測(cè)。這類(lèi)量測(cè)是為了確保在施工過(guò)程中的圍巖穩(wěn)定和施工安全而進(jìn)行的經(jīng)常性量測(cè)工作。量測(cè)密度大，工作量大，量測(cè)信息直觀可靠，貫穿在整個(gè)施工過(guò)程中，對(duì)監(jiān)視圍巖穩(wěn)定、指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工有巨大的作用。土建施工完成量測(cè)工作亦告結(jié)束。其布 置原則是根據(jù)隧道不同的地質(zhì)條件、施工方法設(shè)置，但不能少于《鐵路隧道施工規(guī)范》的規(guī)定。必測(cè)項(xiàng)目的量測(cè)手段和方法如下： (1) 地質(zhì)及支護(hù)狀況觀察 在隧道掌子面每次爆破后通過(guò)肉眼觀察以下內(nèi)容：巖石的巖性特征包括顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造；節(jié)理性質(zhì)、組數(shù)、間距、規(guī)模，節(jié)理裂隙的發(fā)育程度和方向性，斷面狀態(tài)特征；斷層的性質(zhì)、產(chǎn)狀、破碎帶寬度、特征；地下水類(lèi)型，涌水量大小、涌水位置、涌水壓力、水的化學(xué)成分，濕度等；開(kāi)挖工作面的穩(wěn)定狀態(tài)，頂板有無(wú)剝落現(xiàn)象。 開(kāi)挖后已支護(hù)段觀察以下內(nèi)容：初期支護(hù)完成后對(duì)噴層表面的觀察以及裂縫狀況的描述和記錄；有無(wú)錨桿被拉脫或墊板陷入圍巖內(nèi)部的現(xiàn)象；噴混凝土是否產(chǎn)生裂隙或剝離，要特別注意噴混凝土是否發(fā)生剪切破壞口；有無(wú)錨桿和噴凝土施工質(zhì)量問(wèn)題；鋼拱架有無(wú)被壓屈現(xiàn)象；是否存在底鼓現(xiàn)象。 所有項(xiàng)目的觀察應(yīng)做到及時(shí)，對(duì)觀察結(jié)果的描述和記錄應(yīng)詳細(xì)，同時(shí)采用數(shù)碼相機(jī)拍照。 (2) 拱頂下沉量測(cè) 拱頂下沉量測(cè)采用精密水準(zhǔn)儀 (精度 )、鋼圈尺及精密水準(zhǔn)尺進(jìn)行量測(cè)。在隧道開(kāi)挖毛洞的拱頂設(shè)置帶掛鉤的預(yù)埋件作為測(cè)樁，埋設(shè)前先用小型鉆機(jī)在待測(cè)部位成孔，然后將測(cè)樁放入，用快凝水泥或早強(qiáng)錨固 劑固定，測(cè)樁頭需設(shè)保護(hù)罩。對(duì)于較差的圍巖，錨樁可在錨噴支護(hù)后布置。 (3) 隧道圍巖周邊收斂量測(cè) 圍巖周邊收斂可采用收斂?jī)x進(jìn)行量測(cè)。在預(yù)設(shè)點(diǎn)的斷面 ,隧道開(kāi)挖爆破以后 ,沿隧道周邊有代表性部位分別埋設(shè)測(cè)樁。測(cè)樁的埋設(shè)方法和拱頂下沉測(cè)樁的埋設(shè)方法相同。圍巖周邊收斂與拱頂下沉布置在同一斷面上，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。 圖 11 隧道三臺(tái)階法開(kāi)挖周邊收斂及拱頂下沉量測(cè)斷面布置圖 圖 12 隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開(kāi)挖周邊收斂及拱頂下沉量測(cè)斷面布置圖 (4) 地表和地面建筑物沉降觀測(cè) 地表沉降觀測(cè)用精密水準(zhǔn) 儀進(jìn)行。在隧道洞口淺埋地段，沿隧道軸線(xiàn)方向布設(shè)量測(cè)斷面，斷面間距根據(jù)地形條件確定，一般為 10m～15m 左右。在選定的量測(cè)斷面區(qū)域，首先應(yīng)