【正文】 距開(kāi)挖面＜ 5B 時(shí)，每?jī)商?1 次 地中垂直 多點(diǎn)位移 沉降儀、垂直多點(diǎn)位移計(jì) 在代表性斷面的拱頂布置測(cè)點(diǎn) 距開(kāi)挖面＜ 2B 時(shí)，每天 1 次 距開(kāi)挖面＜ 5B 時(shí)，每?jī)商?1 次 圍巖內(nèi)部位移 地面鉆孔安放位 移計(jì)、測(cè)斜儀 取代表性地面設(shè)一斷面，每斷面 2~3 孔 距開(kāi)挖面＜ 2B 時(shí)，每天 1~2 次 距開(kāi)挖面＜ 5B 時(shí)，每?jī)商?1 次 距開(kāi)挖面＞ 5B 時(shí)，每周 1 次 圍巖壓力及 支護(hù)間壓力 壓力傳感器 、 土壓力盒 取代表性地面設(shè)一斷面，每斷面 15~20 個(gè)測(cè)點(diǎn) 距開(kāi)挖 面＜ 2B 時(shí)，每天 1~2 次 距開(kāi)挖面＜ 5B 時(shí)，每?jī)商?1 次 距開(kāi)挖面＞ 5B 時(shí)，每周 1 次 鋼筋格柵拱架內(nèi)力及外力 支柱壓力計(jì) 或鋼筋拉力計(jì) 每 10~30 榀鋼拱架設(shè)一對(duì)測(cè)力計(jì) 距開(kāi)挖面＜ 2B 時(shí)，每天 1~2 次 距開(kāi)挖面＜ 5B 時(shí)，每?jī)商?1 次 距開(kāi)挖面＞ 5B 時(shí)，每周 1 次 錨桿內(nèi)力、抗拔力和表面應(yīng)力 錨桿測(cè)力計(jì)和拉拔器 必要時(shí)進(jìn)行 距開(kāi)挖面＜ 2B 時(shí)，每天 1~2 次 距開(kāi)挖面＜ 5B 時(shí)，每?jī)商?1 次 距開(kāi)挖面＞ 5B 時(shí)，每周 1 次 地下水位 水位管、地下水 位儀 取代表性地面設(shè)置 每?jī)商?1 次 巖體爆破地面質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)速度CD1 傳感器、聲波儀和 質(zhì)點(diǎn)振速根據(jù)結(jié)構(gòu)要求設(shè)點(diǎn)，噪聲根據(jù)規(guī)定的 跟隨爆破進(jìn)行 青島地鐵淺埋暗挖車站最小埋深及影響因素分析 28 監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目 監(jiān)控量測(cè)儀器 測(cè)點(diǎn)布置 監(jiān)控量測(cè)頻率 和噪聲 測(cè)震儀等 測(cè)距設(shè)置 注： B 為結(jié)構(gòu)跨度。 監(jiān)控量測(cè)方案 根據(jù)本站站址所處的底層條件 及研究目的、要求 和有限元分析成果 ， 依據(jù)信息化施工原理 ，參考設(shè)計(jì)圖紙，擬定針對(duì)本車站監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目如下表 （表 ） ： 表 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目一覽表 監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目 監(jiān)控量測(cè)儀器 測(cè)點(diǎn)布置 監(jiān)控量測(cè)頻率 圍巖及 支護(hù)狀態(tài) 地質(zhì)描述 拱架支護(hù)狀態(tài)觀察儀器 每一開(kāi)挖環(huán) 開(kāi)挖后立即進(jìn)行，每天一次 地面沉降 水平儀 水準(zhǔn)儀 每 50m 或 100m 一個(gè)斷面 距開(kāi)挖面＜ 2B 時(shí)，每天 1~2 次 距開(kāi)挖面＜ 5B 時(shí)，每?jī)商?1 次 距開(kāi)挖面＞ 5B 時(shí)，每周 1 次 地面建筑、地下管線和構(gòu)筑物下沉 每 10~50m 一個(gè)斷面，每斷面 7~11 個(gè)測(cè)點(diǎn) 拱頂下沉 水準(zhǔn)儀、鋼尺、 無(wú)尺監(jiān)控量測(cè) 每 5~30m 一個(gè)斷面，每斷面 1~3 個(gè)測(cè)點(diǎn)。 表明隨著埋深的減小 ，越來(lái)越多的土體進(jìn)入塑性變形階段，無(wú)法承擔(dān)更大的荷載。覆跨比 時(shí)，粘土層中的剪應(yīng)力已接近Coulomb 包線的最大剪應(yīng)力；覆跨比 時(shí)（ 埋深 7 米）， 拱頂大范圍土體剪應(yīng)力達(dá)到極限破壞 ，圍巖失穩(wěn)。 且隨著埋深的減小，拱厚逐漸減小，壓力拱分擔(dān)荷載的作用逐漸減弱，圍巖穩(wěn)定性降低。結(jié)果表明覆跨比 大于 時(shí) ，圍巖有明顯成拱現(xiàn)象。 青島地鐵淺埋暗挖車站最小埋深及影響因素分析 26 （ 3） 壓力拱的形成和厚度是圍巖穩(wěn)定性的重要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2） 淺埋暗挖輔助施工工藝采用超前導(dǎo)管注漿，管棚支護(hù)，有限元分析采用等效地層加固的方法進(jìn)行模擬，在有限元分析中對(duì)地層變形 模量 進(jìn)行擴(kuò)大，有限元分析得到了不同埋深不同 加固參數(shù)的地表位移曲線。 （ 1） 地表位移是城市主干道下淺埋暗挖施工隧道埋深的主要控制指標(biāo)之一，拱頂位于強(qiáng)風(fēng)化地層的車站覆跨比 大于 （ 埋深 8 米 ）時(shí)，地表位移成線性變化，最大地表位移 小于 41mm。分析了在該典型“上軟下硬”地層中不同埋深的淺埋暗挖隧道開(kāi)挖施工中的襯砌及支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化趨勢(shì)及對(duì)比表位移的影響。 青島地鐵淺埋暗挖車站最小埋深及影響因素分析 25 圖 浮山所 站 地質(zhì)縱剖面圖 有限元分析 結(jié)果 前期 研究針對(duì) 浮山所站 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工的淺埋暗挖隧道埋深及其影響因素進(jìn)行分析。初步設(shè)計(jì)對(duì)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序（圖 ）進(jìn)行了有限元模擬，得到了初襯的基本變形受力特點(diǎn)。車站位置道路市政管線密集，并且在 浮山所站站 北的南京路上有雨水蓋板涵，埋深在 米左右。車站西南角及西側(cè)均為高層建筑，東側(cè)為小區(qū)住宅，建筑為 6～ 7 層，東側(cè)為南京路小學(xué)操場(chǎng)。但是由于圍巖和周圍環(huán)境的不同，用位移或位移變化速率來(lái)判斷圍巖和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性時(shí)，很難制定統(tǒng)一的判據(jù)，要根據(jù)大量的工程實(shí)踐總結(jié)，并結(jié)合具體工程制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。因此，理論方法的信息反饋尚未達(dá)到實(shí)用程度，只有參考作用，而不能作為指導(dǎo)具體施工和設(shè)計(jì)的依據(jù)。 信息反饋一般有兩種方法，即理論方法和經(jīng)驗(yàn)方法，目前仍以經(jīng)驗(yàn)方法為主。 必須指出，測(cè)斜儀測(cè)得的是兩輪之間的相對(duì)位移，因此，必須選擇測(cè)斜管中已知的不動(dòng)點(diǎn)作為參考點(diǎn)（基點(diǎn)）。 目前，大多用測(cè)斜儀監(jiān)控量測(cè)地中水 平位移，儀器設(shè)備包括帶“十”字卡槽的塑料測(cè)斜管與測(cè)斜儀、傳感器等 ，見(jiàn)圖 圖 測(cè)斜儀埋設(shè) 用測(cè)斜儀監(jiān)控量測(cè)地中水平位移時(shí)，應(yīng)預(yù)先在圖層中鉆孔埋入測(cè)斜管，并量取初始讀數(shù)，然后再施工過(guò)程中根據(jù)需要按一定頻率監(jiān)控量測(cè) 。 圖 鉆孔多點(diǎn)位移計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖 青島地鐵淺埋暗挖車站最小埋深及影響因素分析 21 地中 水平 位移的監(jiān)控量測(cè) 鄰近 房屋出的淺埋暗挖法地下工程施工中，為了掌握施工隊(duì)鄰近建筑物基礎(chǔ)的影響，了解開(kāi)挖過(guò)程中結(jié)構(gòu)量測(cè)地層的松動(dòng)范圍和變化規(guī)律，應(yīng)該進(jìn)行地中水平位移監(jiān)控量測(cè)。 青島地鐵淺埋暗挖車站最小埋深及影響因素分析 20 圖 分層沉降儀 結(jié)構(gòu)示意圖 鉆孔多點(diǎn)位移計(jì) 是 測(cè)量 巖體深層變位的儀器，施工中通過(guò)灌漿等方法將鉆孔多點(diǎn)位移計(jì)的錨頭 與巖體發(fā)生位移時(shí)， 錨頭將位移傳至 傳感器 ，讀取與位移成比例的電壓值。分層沉降監(jiān)控量測(cè)的主要儀器設(shè)備有鋼尺、電感元件、沉降儀、 波紋塑料管、不銹鋼環(huán)等 ，見(jiàn)圖 。 在每一測(cè)控內(nèi) 沿深度方向每 間隔一定距離設(shè)置一孔內(nèi)測(cè)點(diǎn) ，監(jiān)控量測(cè)不同深度的變位情況，具體間隔長(zhǎng)度 視工程需要 而定。 （ 1）測(cè)點(diǎn)布設(shè) 地中多點(diǎn)垂直位移測(cè)點(diǎn)一般在地下結(jié)構(gòu)中線（拱部）所對(duì)應(yīng)的地面提前 鉆孔布設(shè)，以測(cè)試施工全過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化。對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)支護(hù)參數(shù)和優(yōu)化施工方法具有重要的參考價(jià)值。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（ GB67222020）的規(guī)定，設(shè)定爆破最大允許振動(dòng)速度，不允許爆破地震波引起的振 動(dòng)速度超過(guò)限值。 地表地表測(cè)點(diǎn)建筑物測(cè)點(diǎn)隧道測(cè)點(diǎn)震源 圖 爆破振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置示意圖 圖 爆破振動(dòng)速度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖 （ 1）回歸分析模型 根據(jù)我國(guó)《爆破安全規(guī)程》（ GB67222020）及 國(guó)內(nèi)外的一些研究成果，在中國(guó)地區(qū)，爆破振動(dòng)傳播與衰減規(guī)律普遍都采用薩道夫斯基的經(jīng)驗(yàn)公式： 青島地鐵淺埋暗挖車站最小埋深及影響因素分析 19 式中： V 為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度（ cm/s）； K 為與爆破場(chǎng)地條件有關(guān)的參數(shù)； Q 為最大段裝藥量（ kg）； R 為爆心到測(cè)點(diǎn)的距離（ m）； α為與巖性、地形地質(zhì)等因素相關(guān)的衰減系數(shù)。 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)有兩種：一種是為了保證結(jié)構(gòu)本體的安全而設(shè)置的測(cè)點(diǎn)，沿結(jié)構(gòu)縱向布設(shè)，即在靠近工作面已開(kāi)挖并支護(hù)過(guò)的結(jié)構(gòu)上按照一定間距布設(shè)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)監(jiān)測(cè)其爆破振動(dòng)速度來(lái)判定結(jié)構(gòu)本體的穩(wěn)定性；另一種為了保證地面建筑物的安全而設(shè)置的測(cè)點(diǎn)，在工程附近的建筑物的關(guān)鍵部位布設(shè)測(cè)點(diǎn)，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)地面與房屋上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況。 建筑物 圖 建筑物傾斜計(jì)算示意圖 （ 4）測(cè)點(diǎn)埋設(shè) 建筑物 沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)采用沖擊鉆在建筑物的基礎(chǔ)或墻上鉆孔，然后置入 L型鋼筋，四周用水泥砂漿填實(shí)。 （ 3）數(shù)據(jù)分析處理 建筑物沉降量按以下公式進(jìn)行計(jì)算： 0HHH n ??? 式中： H? — 監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降量，單位 （ m ）； 0H — 監(jiān)測(cè)點(diǎn)初始高程，單位（ m ）； 青島地鐵淺埋暗挖車站最小埋深及影響因素分析 17 nH — 實(shí)測(cè)高程，單位（ m ）。 建筑物傾斜監(jiān)測(cè)采用差異沉降法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)計(jì)算建筑 物差異沉降值與建筑物寬度的比值即可得到建筑物的傾斜角度。歷次沉降變形監(jiān)測(cè)是通過(guò)高程基準(zhǔn)點(diǎn)間聯(lián)測(cè)一條閉合或附合水準(zhǔn)線路，由線路的工作點(diǎn)來(lái)測(cè)量各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程。 （ 2）監(jiān)測(cè)方法及原理 建筑物沉降采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法，使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)。一般條件下，地表沉降測(cè)點(diǎn)縱向間距應(yīng)按下表的要求布置。 青島地鐵淺埋暗挖車站最小埋深及影響因素分析 16 地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn) 圖 隧道地表沉降剖面 地表沉降測(cè)點(diǎn)應(yīng)在隧道 (暗挖車站 )開(kāi)挖前布設(shè)。 通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)各期高程值計(jì)算各期階段沉降量、階段變形速率、累計(jì)沉降量等數(shù)據(jù)。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程初始值在施工前測(cè)定。采用相對(duì)高程系，建立水準(zhǔn)測(cè)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)，參照Ⅱ等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范要求用水準(zhǔn)儀引測(cè)。 青島地鐵淺埋暗挖車站最小埋深及影響因素分析 14 表 凈空收斂量測(cè)線布置原則 地段 開(kāi)挖方法 一般地段 特殊地段 全斷面法 一條水平測(cè)線 / 臺(tái)階法 每臺(tái)階一條水平測(cè)線 每臺(tái)階一條水平測(cè)線，兩條斜測(cè)線 分部開(kāi)挖法 每分部一條水平測(cè)線 CD 或 CRD 法上部，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法左右側(cè)部，每分部一條水平測(cè)線，兩條斜測(cè)線、其余分部一條水平測(cè)線 測(cè)線收斂預(yù)埋件 圖 全斷面開(kāi)挖收斂測(cè)點(diǎn)、測(cè)線布置 收斂預(yù)埋件 圖 臺(tái)階法開(kāi)挖收斂測(cè)點(diǎn)、測(cè)線布置 收斂預(yù)埋件 圖 分部開(kāi)挖收斂測(cè)點(diǎn)、測(cè)線布置 地表沉降 （ 1）監(jiān)測(cè)目的 地表沉降是地下結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)施工最基本監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，它最直接地反映基坑周邊土體變化情況。 1 09876543210 時(shí)間/天收斂值(m m ) 圖 洞內(nèi)凈空收斂曲線示意圖 （ 4）測(cè)點(diǎn)埋設(shè) 凈空收斂測(cè)點(diǎn)應(yīng)與拱頂沉降測(cè)點(diǎn)布置于同一斷面。監(jiān)測(cè)前先在設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)部位埋設(shè)收斂預(yù)埋件，監(jiān)測(cè)時(shí)將收斂計(jì)兩端分別連接于收斂預(yù)埋件上，張緊鋼尺讀數(shù)，即可得到兩預(yù)埋件之間的距離，與初始距離進(jìn)行比較即可得到凈空變化值。 青島地鐵淺埋暗挖車站最小埋深及影響因素分析 13 洞內(nèi)凈空收斂 （ 1）監(jiān)測(cè)目的 地下工程開(kāi)挖后，凈空收斂 也是反映圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)形態(tài)變化的最直接、最明顯的參數(shù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)可了解圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)。監(jiān)控量測(cè)斷面按下表的要求布置。 圖 拱頂沉降曲線示意圖 15 14 13 12 11 109876543210 時(shí)間/天沉降值(m m ) 圖 拱頂沉降曲線示意圖 （ 4）測(cè)點(diǎn)埋設(shè) 測(cè)點(diǎn)用電鉆成孔， 填塞水泥漿后插入彎成三角形的鋼筋，埋設(shè)時(shí)鋼筋軸線垂直于拱頂。監(jiān)測(cè)時(shí)將長(zhǎng)度適宜的鋼尺端部掛于預(yù)先在拱頂埋設(shè)好的掛鉤上通過(guò)測(cè)量鋼尺刻度進(jìn)行拱頂沉降監(jiān)測(cè)。 拱頂沉降 （ 1）監(jiān)測(cè)目的 拱頂沉降監(jiān)測(cè)是反映地下工程結(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)定的重要數(shù)據(jù)，是圍巖與支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)形態(tài)變化的最直接、最明顯的反映。 （ 4）監(jiān)測(cè)設(shè)施 基準(zhǔn)點(diǎn)、測(cè)點(diǎn)完好狀況； 有無(wú)影響觀測(cè)工作的障礙物； 監(jiān)測(cè)元件的完好及保護(hù)情況。 （ 2） 施工工況 開(kāi)挖后暴露的土質(zhì)情 況與巖土勘察報(bào)告有無(wú)差異； 地下工程開(kāi)挖分段長(zhǎng)度及分層厚度是否與設(shè)計(jì)要求一致，有無(wú)超長(zhǎng)、超深開(kāi)挖； 場(chǎng)地地表水、地下水排放狀況是否正常，降水、回灌設(shè)施是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常； 地下工程周圍地面堆載情況，有無(wú)超堆荷載。對(duì)于暗挖法施工的地下工程，每個(gè)導(dǎo)洞均應(yīng)布設(shè)斷面 距開(kāi)挖面＜ 2B 時(shí)，每天 1~2 次 距開(kāi)挖面 ＜ 5B 時(shí)，每?jī)商?1 次 距開(kāi)挖面＞ 5B 時(shí)，每周 1 次 選測(cè)項(xiàng)目