第12章 地铁盾构隧道施工监测

第12章 地铁盾构隧道施工监测

主要内容 概述 施工监测内容与方法 地铁盾构隧道监测方案设计 监测数据整理与分析 工程实例

12.1 概述

概述 盾构掘进机是集机、电、液、传感、信息技术于 一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道 衬砌、测量导向纠偏等功能的工程机械。 盾构法隧道的基本原理是利用一件有形的钢质组 件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。 这个钢质组件在初步或最终隧道衬砌建成前，主 要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设 备安全的作用，同时还承受来自地层的压力、防 止地下水或流沙的入侵。 隧道拱内圈的空洞由盾构本体防护，同时还需要 其他辅助措施对工作面进行支护。

图12-1 盾构掘进机示意图

支 护 土 体 方 法 和 相 匹 配 的 盾 构 类 型 示 意 图

图12-3 各种盾构掘进机的支护面板

图12-4 土压平衡盾构工法和盾构结构示意图

图12-5 土压平衡盾钩掘进机

图12-6 泥水加压平衡盾构掘进机

图12-7 泥水加压平衡盾构掘进机工法示意图

监测的主要作用(1)监测和判断各种施工因素对地表变形的影响，提供改 进施工的方法和减少地面沉降的重要依据； (2)根据前一段的观测结果，预测下一段的地表沉降和对 周围建筑物及其它设施的影响； (3)检验施工方法是否达到控制地面沉降和隧道沉降的要 求； (4)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； (5)通过施工监测可取得减少沉降、减少保护工程费的效 果； (6)保证工程安全，减少总造价。

施工监测管理(1)工程施工前，根据现场的实际情况(尤其危房建筑)及工 程的施工进度，编制详细的监测实施作业计划及其相应的 保证措施，作为施工生产计划中的一项重要内容，同时报 请监理工程师和业主批准。 (2)成立专门的监测小组，保证监测人员有确定的时间、 空间和相应的监测工具，确保监测成果及时准确。 (3)施工监测紧密结合施工步骤，测出每一施工步骤时的 变形影响，同时计算出各测点的累计变形。 (4)监测人员及时整理分析监测数据，绘制各种变形和时 间的关系曲线，预测变形发展趋向，及时向总工程师、监 理和业主汇报，若发现异常情况，随时与监理、业主联系， 采取有效措施，做好预防。 (5)根据监测结果及时调整施工步骤及采取相应的技术措 施，确保施工及周围环境的安全。

12.2 施工监测内容与方法

监测依据(1)正常施工情况下的具体监测要求，如不同的施 工工艺对各项变形的限差等； (2)施工区域土壤及地下水情况

; (3)隧道施工影响范围内现有房屋建筑、各种构筑 物的形状、尺寸、与隧道轴线的相对位置； (4)隧道填埋的深度； (5)双线隧道的间距或施工隧道与近旁大型、重要 公用管道的间距； (6)隧道设计的安全储备系数。

监测内容 土体介质的监测。包括：地表的沉降监测、土体 分层沉降和深层位移监测、土体回弹测量、土体 应力和孔隙水压力测量。 周围环境的监测。包括：相邻房屋和重要结构物 的变形监测、相邻地下管线的变形监测。 隧道变形的监测。包括：隧道沉降和水平位移监 测、隧道断面收敛位移监测、隧道应变和预制管 片凹凸接缝处法向应力测量。