0課時(shí) 實(shí)訓(xùn)十一 項(xiàng)目七 其他工程變形監(jiān)測(cè)概述（二）

隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)任務(wù)7-3隧道工程變形測(cè)量概述一、基本知識(shí)

隧道：是指在山體內(nèi)或地面下修建的用作地下通道的工程建筑物。

按照其用途可以分為：

交通隧道、水工隧道、市政隧道和礦山隧道。隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)交通隧道：是提供交通運(yùn)輸和人行的通道，以滿足交通線路暢通的要求。

一般包括：鐵路隧道、公路隧道、水底隧道、地下隧道、航運(yùn)隧道、人行地道；

水工隧道：是水利工程和水力發(fā)電樞紐的重要組成部分。

水工隧道包括：引水隧道、排水隧道、導(dǎo)流隧道或泄洪隧道、排沙隧道等；隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)市政隧道：是城市中安置市政設(shè)施的地下孔道。

主要有：給水隧道、污水隧道、管路隧道、線路隧道、人防隧道等；

礦山隧道：是在礦山開采中，為采礦服務(wù)的隧道。

主要有：運(yùn)輸巷道、通風(fēng)隧道、采區(qū)上下山巷道、連接石門等。隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)

施工工藝：

1、新奧法施工：是在利用圍巖本身所具有的承載效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技術(shù)，進(jìn)行全斷面開挖施工，并以形成復(fù)合式內(nèi)外兩層襯砌來修建隧道的洞身。即以噴混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼支撐等為外層支護(hù)形式，稱為初次柔性支護(hù)，系在洞身開挖之后必須立即進(jìn)行的支護(hù)工作。蘊(yùn)藏在山體中的地應(yīng)力由于開挖成洞而產(chǎn)生再分配，隧道空間靠空洞效應(yīng)而得以保持穩(wěn)定，也就是說，承載地應(yīng)力的主要是圍巖體本身，而采用初次噴錨柔性支護(hù)的作用，是使圍巖體自身的承載能力得到最大限度的發(fā)揮，第二次襯砌主要是起安全儲(chǔ)備和裝飾美化作用。隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)新奧法施工示意圖隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)新奧法施工示意圖隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)新奧法施工示意圖隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)新奧法施工示意圖隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)新奧法施工示意圖隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)

2、盾構(gòu)法施工：是以盾構(gòu)這種施工機(jī)械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。盾構(gòu)是一個(gè)既可以支承地層壓力又可以在地層中推進(jìn)的活動(dòng)鋼筒結(jié)構(gòu)。鋼筒的前端設(shè)置有支撐和開挖土體的裝置，鋼筒的中段安裝有頂進(jìn)所需的千斤頂；鋼筒的尾部可以拼裝預(yù)制或現(xiàn)澆隧道襯砌環(huán)。盾構(gòu)每推進(jìn)一環(huán)距離，就在盾尾支護(hù)下拼裝（或現(xiàn)澆）一環(huán)襯砌，并向襯砌環(huán)外圍的空隙中壓注水泥砂漿，以防止隧道及地面下沉。盾構(gòu)推進(jìn)的反力由襯砌環(huán)承擔(dān)。盾構(gòu)施工前應(yīng)先修建一豎井，在豎井內(nèi)安裝盾構(gòu)，盾構(gòu)開挖出的土體由豎井通道送出地面。盾構(gòu)法的主要優(yōu)點(diǎn)：除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進(jìn)行，既不影響地面交通，又可減少對(duì)附近居民的噪聲和振動(dòng)影響；盾構(gòu)推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進(jìn)行，施工易于管理，施工人員也比較少；土方量少；穿越河道時(shí)不影響航運(yùn)；施工不受風(fēng)雨等氣候條件的影響；在地質(zhì)條件差、地下水位高的地方建設(shè)埋深較大的隧道，盾構(gòu)法有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。(土質(zhì)松軟)隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)盾構(gòu)法施工示意圖隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)盾構(gòu)法施工示意圖隨道工程變形測(cè)量基本知識(shí)盾構(gòu)法施工示意圖隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)盾構(gòu)法施工示意圖隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)盾構(gòu)法施工示意圖隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)盾構(gòu)法施工示意圖隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)盾構(gòu)法施工示意圖隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)盾構(gòu)法施工示意圖隧道工程變形測(cè)量基本知識(shí)盾構(gòu)法施工示意圖地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)二、地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)（一）隧道工程變形監(jiān)測(cè)的目的和意義在軟土地層進(jìn)行盾構(gòu)法隧道施工，由于盾構(gòu)機(jī)穿越線路的地質(zhì)條件多種多樣，巖土的物理力學(xué)性質(zhì)也極其復(fù)雜，加之工程設(shè)計(jì)所依據(jù)的地質(zhì)資料為有限地段采集的，存在諸多不確定性和不完善性。因此，其設(shè)計(jì)和施工方案或多或少總會(huì)存在著不足，需要在施工中進(jìn)行檢驗(yàn)和改進(jìn)。地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)

目前，地鐵盾構(gòu)法的設(shè)計(jì)工作，一般多是在盾構(gòu)法理論的基礎(chǔ)上，借鑒已建工程的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行初選設(shè)計(jì)后，再通過盾構(gòu)施工過程對(duì)地面的監(jiān)測(cè)來完善設(shè)計(jì)。

因此，盾構(gòu)隧道工程施工監(jiān)測(cè)工作是監(jiān)視設(shè)計(jì)、保證施工是否正確的眼睛，是監(jiān)視臨近地面建筑物是否安全穩(wěn)定的手段，它應(yīng)始終伴隨著施工的全過程來實(shí)施進(jìn)行。

大量實(shí)踐證明，利用工程類比法和監(jiān)測(cè)手段獲得有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)反演可以達(dá)到滿意的效果。地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)

盾構(gòu)隧道施工監(jiān)測(cè)的主要目的有：√

(1)通過監(jiān)測(cè)來認(rèn)識(shí)各種因素對(duì)地表和土體變形等的影響，以便有針對(duì)性地改進(jìn)施工工藝和修改施工參數(shù)，減少地表和土體的變形，利用監(jiān)測(cè)結(jié)果以修改完善設(shè)計(jì)并指導(dǎo)施工；

(2)預(yù)測(cè)下一步的地表和土體變形，根據(jù)變形發(fā)展趨勢(shì)和周圍建筑物情況，決定是否需要采取保護(hù)措施；(3)建立監(jiān)測(cè)工作的預(yù)警機(jī)制，定出各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目合理的預(yù)警值，以保證工程安全；地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)

(4)監(jiān)督控制地面沉降和水平位移對(duì)周圍建筑物的影響，以減少工程保護(hù)費(fèi)用；

(5)對(duì)施工引起的地面沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)檢查，以判定隧道是否在受控范圍內(nèi)；

(6)為研究地表沉降和土體變形的分析計(jì)算方法積累數(shù)據(jù)資料；

(7)為研究巖土性質(zhì)、地下水文條件、施工方法與地表沉降和土體變形的關(guān)系積累數(shù)據(jù)，為以后的設(shè)計(jì)提供可借鑒的第一手技術(shù)參數(shù)資料；

(8)發(fā)生工程環(huán)境責(zé)任事故時(shí)，為仲裁機(jī)關(guān)提供具有法律效用的數(shù)據(jù)。地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)（二）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定

盾構(gòu)法隧道施工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可以劃分為三大類：土體介質(zhì)監(jiān)測(cè)、周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)和隧道變形監(jiān)測(cè)。√如表7-1所示，在具體的盾構(gòu)隧道工程中選定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，主要考慮如下因素：√

(1)地鐵隧道沿線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況；

(2)地鐵隧道的設(shè)計(jì)埋深、直徑、結(jié)構(gòu)形式和相應(yīng)盾構(gòu)機(jī)的施工工藝；地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)

(3)雙線隧道的間距或施工隧道與旁邊大型及重要公用管道的間距；

(4)隧道施工影響范圍內(nèi)現(xiàn)有房屋建筑及各種構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形狀尺寸及其與隧道軸線的相對(duì)位置；

(5)設(shè)計(jì)提供的變形及其他控制值及其安全儲(chǔ)備系數(shù)。地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)表7-1地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)（三）施工監(jiān)測(cè)的內(nèi)容與方法1.地表沉降監(jiān)測(cè)

在沉降測(cè)量區(qū)域埋設(shè)地表樁，監(jiān)測(cè)點(diǎn)地表樁的埋設(shè)一般沿盾構(gòu)隧道的軸線每隔3m～5m設(shè)置一個(gè)。且在橫剖面上從盾構(gòu)軸線中心向兩側(cè)按測(cè)點(diǎn)間距從2～5m遞增布點(diǎn)，布設(shè)的范圍為盾構(gòu)外徑的2～3倍，在該范圍內(nèi)的建筑物和地下管線等都需進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)?！痰罔F盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)

注意事項(xiàng)：

如果地鐵盾構(gòu)隧道上方是道路，在進(jìn)行道路沉降觀測(cè)時(shí)，必須將地表樁埋入地面下的土層里；

如果地鐵盾構(gòu)隧道上方有地下管線，在監(jiān)測(cè)時(shí)，對(duì)重點(diǎn)保護(hù)的管線，應(yīng)將測(cè)點(diǎn)設(shè)在管線上，并砌筑保護(hù)井蓋；

在地表沉降控制要求較高的地區(qū)，往往在盾構(gòu)推出豎井的起始段便開始進(jìn)行以土體變形為主的監(jiān)測(cè)工作。地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)設(shè)置要求：

在遠(yuǎn)離沉降區(qū)域，并沿地鐵隧道方向布設(shè)監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，并進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)。監(jiān)測(cè)基點(diǎn)的數(shù)量可以根據(jù)監(jiān)測(cè)工作的要求確定，但一般要多于3個(gè)?！瘫O(jiān)測(cè)基點(diǎn)可以采用獨(dú)立高程系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，也可以與已知的國(guó)家高程點(diǎn)一起進(jìn)行聯(lián)測(cè)。地表沉降監(jiān)測(cè)通常是采用精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)量地鐵盾構(gòu)隧道上方地表的標(biāo)高。地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)

2.土體沉降和深層位移監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)施工引起的土體分層沉降和深層位移量可了解土層被擾動(dòng)的范圍和影響程度。土體分層沉降是指土層內(nèi)離地表不同深度處的沉降或隆起。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)穿越建筑物地下施工時(shí)，特別應(yīng)該對(duì)縱向地面變形進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，以嚴(yán)密控制盾構(gòu)正面推力、推進(jìn)速度、出土量、盾尾壓漿等施工細(xì)節(jié)。土體分層沉降通常用分層沉降儀進(jìn)行量測(cè)。地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)

土體深層位移：是指土層不同深度的水平位移。土體深層位移監(jiān)測(cè)的各監(jiān)測(cè)孔一般布置在隧道中心線上。地下土體的水平位移監(jiān)測(cè)應(yīng)沿盾構(gòu)前方兩側(cè)布設(shè)監(jiān)測(cè)孔，并用測(cè)斜儀量測(cè)，其監(jiān)測(cè)結(jié)果可以分析盾構(gòu)推進(jìn)中對(duì)土體擾動(dòng)引起的水平位移。土體沉降和深層位移監(jiān)測(cè)都是在隧道兩邊或底部鉆孔預(yù)埋測(cè)管，兩者可共用一個(gè)測(cè)管。地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)3.土體回彈測(cè)量

土體回彈測(cè)量：就是測(cè)量地鐵盾構(gòu)隧道掘進(jìn)后相對(duì)于地鐵盾構(gòu)隧道掘進(jìn)前的隧道底部和兩側(cè)土體的回彈量。其具體的測(cè)量方法可以采用精密幾何水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行。地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)4.相鄰地下管線的變形監(jiān)測(cè)

隧道相鄰地下管線的監(jiān)測(cè)不僅關(guān)系到隧道工程本身的安全，同時(shí)也維系著國(guó)家和人民的利益，關(guān)系重大。

城市市政管理部門和煤氣、輸變電、自來水、電話公司等對(duì)各類地下管線的允許沉降量制定了十分嚴(yán)格的規(guī)定，工程建設(shè)所有有關(guān)單位必須遵循。

因此，在地鐵盾構(gòu)隧道掘進(jìn)中，必須對(duì)相鄰地下管線進(jìn)行監(jiān)測(cè)?！痰罔F盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)目前，管線垂直沉降布點(diǎn)方法主要采用間接測(cè)點(diǎn)和直接測(cè)點(diǎn)兩種形式?！?/p>

間接測(cè)點(diǎn)，常設(shè)在管線軸線相對(duì)應(yīng)的地面或管線的窖井蓋上，由于測(cè)點(diǎn)與管線本身存在介質(zhì)，因而測(cè)試精度較差。但可避免破土開挖，可以在人員與交通密集區(qū)域，或設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)較低的場(chǎng)合采用。

直接測(cè)點(diǎn)是通過埋設(shè)一些裝置直接測(cè)讀管線的沉降。管線垂直沉降監(jiān)測(cè)，一般采用精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行?！痰罔F盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)5.隧道沉降和水平位移監(jiān)測(cè)

在盾構(gòu)開挖面產(chǎn)生的挖土區(qū)，這部分土體一般隨盾構(gòu)的向前推進(jìn)而發(fā)生沉降；但也有一些擠壓型盾構(gòu)由于出土量相對(duì)較少而使土體前隆。

對(duì)挖土區(qū)之外的地層，因盾構(gòu)外殼與土的摩擦作用而沿推進(jìn)方向擠壓導(dǎo)致沉降。盾尾地層因盾尾部的間隙未能完全及時(shí)的充填而發(fā)生沉降。地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)隧道沉降和水平位移監(jiān)測(cè)的手段很多，有：√精密水準(zhǔn)測(cè)量；全站儀自由設(shè)站測(cè)量；測(cè)量機(jī)器人測(cè)量；三維激光掃描儀監(jiān)測(cè)；傳感器監(jiān)測(cè)等。地鐵盾構(gòu)隧道工程變形監(jiān)測(cè)6.隧道收斂位移監(jiān)測(cè)盾構(gòu)隧道管壁周邊各點(diǎn)趨向隧道中心的變形稱為收斂。

隧道收斂位移量測(cè)：主要是指對(duì)隧道壁面兩點(diǎn)