地铁暗挖车站监控量测的应用和管理

摘要：监控量测是隧道新奥法施工的三大要素之一,通过量测施工中隧道围岩变形与支护受力数据,对数据进行分析整理及时反馈指导施工。本文详细介绍了在地铁工程施工中监控量测的目的、内容、方法及其管理。

关键词：地铁；监控量测；应用；管理

中图分类号：U456.3 文献标识码：A 文章编号：

Abstract:Monitoring and measurement is one of the three elements of New Austrian Tunneling Method，by measuring rock deformation and force supporting data in construction of the tunnel，analysis of the data collation and timely feedback to guide the construction．This article details the objectives, contents, methods and management of monitoring and measuring in the construction of the subway project．

Key words:Subway Monitoring and Measurement Application Management

1 工程概况

中山公园站起点里程为K3+604.579（左线）K3+584.153（右线），终点里程为K3+761.078，全长177m，宽度19.2m，轨道标高约-8.91m，围岩级别为Ⅲ~Ⅴ级，设计采用单拱直墙暗挖断面、大拱脚拱盖法施工、钻爆法施工开挖。

2 监控量测的目的

监控量测是新奥法施工的三大要素之一，是隧道施工的重要环节，有着十分重要的作用。其监测目的包括：

（1）掌握由于施工引起的变形。地铁施工在地层内部进行，不可避免的扰动地层，引起地层变形，会导致地表建筑和既有的管线设施破坏。通过地铁结构工程及施工沿线周围重要的地下、地面建筑物、地面道路等变形、内力和爆破振动等全方面的监测，为施工单位提供及时、可靠的信息。

（2）保证施工安全。通过及时、准确的现场监测结果，判断地铁隧道结构的安全及周边环境的安全，并对可能发生的施工安全隐患进行及时、准确的预报，以便及时采取有效措施消除隐患，避免事故的发生。

（3）控制各项监测指标，指导施工。根据已有的经验及规范要求，检查施工中的各项控制指标是否超过允许范围。根据变形趋势决定是否采取保护措施，并对变形超标的地方所需采取的措施提供依据。

3 监控量测的项目

暗挖车站监测包括洞内监测及地表监测，具体有：

（1）洞内外观测；

（2）拱顶沉降监测；

（3）洞内净空收敛监测；

（4）地表沉降监测；

（5）建筑物沉降监测；

（6）周边管线沉降监测；

（7）爆破振动监测。

4 监控量测的方法

拱顶沉降和净空收敛监测是反映地下工程结构安全和稳定的重要数据，也是反映围岩与支护结构力学形态变化的最直接、最明显的参数，通过监测可了解围岩和支护结构的稳定状态。

4.1测点的埋设

沿车站纵向间距10m埋设一个拱顶沉降测点，测点用电钻成孔，填塞水泥浆后插入沉降观测钩，埋设时钢筋轴线垂直于拱顶。

净空收敛测点与拱顶沉降测点布置于同一断面。测点用冲击钻成孔，孔中填塞水泥砂浆后插入收敛预埋件，尽量使两预埋件在同一水平面上。

其他监测项目量测断面及测点布置应考虑围岩代表性、围岩变化、施工方法及支护参数的变化。

4.2 监控量测断面和频率

本车站上断面周边位移、拱顶下沉量测测点布置见下图：

4.3 数据采集、整理与分析

根据上述测量频率采集各类监测数据，绘制各类数据的时态曲线，分析曲线包含的意义，从中获取围岩稳定情况，确定开挖进度和二次衬砌的施工时间，并不断调整支护参数，优化设计，保证施工安全。

（1）拱顶沉降以SGC-29为例（初始标高为1418.59mm）：

SGC-29监测数据表（mm）

分析：由本次变量、累积变量图可知初期拱顶下沉量较大，每次本次变化量逐渐变小，变化速率较小，随时间推移下沉基本趋于稳定。累计沉降量未达到警戒值，可判断该支护能够满足围岩稳定要求。如果数据超标就要报警，采取相应措施控制下沉量，确保隧道施工安全。

（2）净空收敛以SL-29测点为例（初始净空为6671.03mm）：

SL-29监测数据表（mm）

分析：由以上净空收敛本次变量、累积变量可知初期净空收敛变化较大，本次变量逐渐变小，变化速率较小，随时间的推移收敛基本趋于稳定。累积变量未达到警戒值，可判断该支护结构能够满足围岩稳定要求。如果量测中出现收敛值较大并有不断扩大的趋势，要立即采取措施对围岩进行加固处理并调整支护参数，限制围岩继续变形，确保隧道施工安全。

5 监控量测的管理

监控量测是地铁施工的重要组成部分，为保证其监测数据的有效性，连续性，起到其应有的指导作用，应对监控项目实施有效地管理。

质量保证具体措施：

（1）经常巡视、保护监测点的正常使用，并能及时发现监测点的异常损坏，并及时恢复被损坏之监测点。

（2）做好基准点、监测点及工作基点的保护工作，保证监测数据的连续性。

（3）对以电脑处理的监测资料做合理的备份保护，以避免由于电脑故障而对监测工作造成的影响。

（4）对日常使用的监测仪器定期或不定期进行校核，确保采集的数据真实、可靠，同时有备用监测仪器，当现场仪器出现故障或损坏时能及时调换，保证监测工作的正常进行。

（5）当监测数据出现异常或基坑施工过程中出现未预测的险情，主动调整监测频率，并及时提交监测报告。

6 总结

地铁施工难度较大，对既有管线和周边建筑物有一定影响。因此，须有针对性地对监测重点进行及时观测，及时反馈，同步甚至超前指导施工，起到施工监测与施工的互动，并预测施工对环境的影响。正是由于监控测量及时施作，为隧道开挖后围岩的稳定性判断、支护参数的调整及二次衬砌的施工时机提供了准确的科学依据，也是隧道施工的眼睛和护航者。

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