矿山法隧道监测方案

广州市轨道交通六号线二期工程[施工六标]
暹萝区间矿山法隧道监测方案
目
录
1、工程概况......................................................... 2 1.1 工程施工范围 ............................................... 2 1.2 工程地质与水文地质 ......................................... 2 1.2.1 地形地貌 ............................................ 2 1.2.2 岩土分层及其特征 .................................... 2 1.2.3 隧道围岩 ............................................ 4 1.2.4 水文地质情况 ........................................ 5 1.3 周边环境 ................................................... 5 2、 监测依据........................................................ 6 3、施工监测......................................................... 6 3.1 监测目的 ................................................... 6 3.2 监测内容 ................................................... 6 3.3 监测点布置与监测方法 ....................................... 7 3.3.1 沉降监测（地面及建、构筑物的沉降监测） .............. 7 3.3.2 拱顶沉降监测 ......................................... 8 3.3.3 水平收敛监测 ......................................... 9 3.4.4 支护内格栅钢架监测 ................................... 9 3.4.5 围岩与喷层间的应力 ................................... 9 4、施工监测管理.................................................... 10 4.1 监测信息反馈控制标准及监测频率 ............................ 10 4.2 监测信息反馈程序 .......................................... 11

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暹萝区间矿山法隧道监测方案
1、工程概况
1.1 工程施工范围 本标段暹岗站～萝岗站盾构区间隧道左线在接入萝岗站前约 90m 范围内 （ ZDK39+126.851 ～ ZDK39+216.1 ） ，主要在 <9H> 微风化花岗岩中穿行，局部为 <5H-2>硬塑～坚硬状花岗岩残积土层。 设计采用矿山法开挖+喷锚初支+盾构空推 拼装管片的施工形式：由以锚杆、钢筋网、钢架及喷射混凝土组合而成的外层初 期支护和钢筋混凝土管片内层二次衬砌组成。
1065.654
YDK38+686.740
左线
1# 联 络 通 道
矿山法隧道
暹岗站
右线
盾构掘进方向 1061.577m
萝岗站
图 1 左线矿山法隧道位置示意图 1.2 工程地质与水文地质 1.2.1 地形地貌 本区间线路在开创大道下穿越， 沿线建 （构） 筑物较少。 本区域为丘陵地貌， 沿线为剥蚀残丘和丘间冲沟相间，因道路等工程建设，原地貌大多经过挖填。本 段矿山法沿线地面标高约为 32.57 米。 1.2.2 岩土分层及其特征 本区间左线矿山法隧道洞身主要穿越全断面<9H>微风化花岗岩， 局部为上软 下硬复合地层（位于矿山法隧道两端，隧道洞身上部为<5H-2>花岗岩残积土、下 部为<9H>微风化花岗岩） ； 矿山法隧道上方依次为<9H>(全断面地段)、<6H>(全断 面地段)、<5H-2>（上软下硬地段） 、<4-3>、<1>。

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图 2 左线矿山法隧道地质情况示意图
根据《广州市轨道交通线网岩土工程勘察总体技术要求》 （第三版）的地铁 沿线岩土分层系统和沿线岩土层的成因类型和性质、风化状态等，将六号线二期 工程沿线岩土层划分为九大层，矿山法段隧道各岩土分层及其特征如下： 1） 人工填土层（Q4ml） 本段人工填土层主要为杂填土和素填土，颜色较杂，主要为褐黄色、灰色、 灰褐色、 褐红色等， 素填土组成物主要为人工堆填的粉质粘土、 中粗砂、 碎石等， 杂填土则含有砖块、 砼块等建筑垃圾或生活垃圾， 大部分稍压实～欠压实， 稍湿～ 湿。本层分布广泛，沿线地段均有揭露。本层在图表上代号为“<1>” 。

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2）坡积土层（Q3dl） 呈褐黄色、灰黄色、褐红色等，主要由粉质粘土、粘土组成，含少量砂粒， 局部为稍密状粉土，主要呈可塑～硬塑状。在图表上代号为“<4-3>” 。 3）残积土层（Qel） 由花岗岩风化作用而形成风化残积土，黄褐色、红褐色、灰白色、灰褐色、 黑褐色等色，组织结构已全部破坏，矿物成分除石英外大部分已风化成土状，可 见较多细片状黑云母，以粉粘粒为主，含较多中粗砂、砾石。残积土遇水易软化 崩解。根据室内颗粒分析试验结果和野外鉴别结果，在本线路内，其风化产物主 要为砂质粘性土、 砾质粘性土， 其中局部夹有粘性土， 现将各残积土层分述如下： a.可塑状花岗岩残积土层 主要由砂质粘性土组成，含风化残留石英颗粒，呈可塑状。在图表上代号为 “<5H-1>” 。 b.硬塑～坚硬状花岗岩残积土层 组成物主要为砂质粘性土，局部为砾质粘性土及粘性土，呈硬塑～坚硬状。 在图表上代号为“<5H-2>” 。
3?1 4）花岗岩全风化带（η ? 5 ）
呈黄褐色、褐灰色、红褐色、黑褐色等，原岩组织结构已基本风化破坏，但 尚可辨认，岩芯呈坚硬土柱状，遇水易软化崩解。局部夹强风化花岗岩碎块。在 图表上代号为“<6H>” 。
3?1 5）花岗岩微风化带（η ? 5 ）
呈浅灰色、灰色等，中粒、细粒结构，块状构造，岩石组织结构基本未变化， 断口处新鲜，节理面稍被铁染，岩质坚硬，锤击声脆。岩芯呈长柱状、短柱状。 在图表上代号为“<9H>” 。 1.2.3 隧道围岩 本区间隧道地质条件复杂，花岗岩残积土及全、强、中、微风化花岗岩在隧 道底板、边墙、拱顶均有大量分布。微风化花岗岩为Ⅱ级围岩，岩质较好，强度 高，承载能力强，稳定性好，RQD 值为 50～100%，隧道采用 A 型断面支护。花岗 岩残积土层富含地下水，为Ⅵ级围岩，呈松散或松软状，隧道开挖后遇水极易软

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化坍解，隧道浅埋时易坍塌至地表，隧道采用 B 型断面支护。 1.2.4 水文地质情况 本次详细勘察所揭露的地下水水位埋藏变化较大，初见水位埋深为 1.40～ 4.30m，平均埋深为 2.61m，标高为 26.72～37.46m，平均标高为 30.83m；稳定 水位埋深为 1.60～7.50m，平均埋深为 2.98m，标高为 26.42～34.56m，平均标 高为 30.46m。 地下水按赋存方式分为第四系松散土层孔隙水，块状基岩裂隙水。 ○ 1 松散土层孔隙水 第四系冲积～洪积砂层为主要潜水含水层，由于冲积～洪积砂层含粘粒较 多，富水程度较差。山沟谷口处，补给条件稍好，富水性中等；局部地段粉质粘 土层覆盖砂层，地下水具承压性。 ○ 2 块状基岩裂隙水 基岩裂隙水主要赋存在燕山期花岗岩强风化带及中等风化带中，为承压水， 地下水的赋存条件不均一，主要与岩性、岩石风化程度、裂隙发育程度等有关。 1.3 周边环境 暹萝区间左线矿山法隧道位于萝岗站端头，对应地面位置为一山丘边缘（隧 道垂直对应地面部位山体已被挖除） ，周边场地开阔，矿山法隧道平面距离最近 建筑物为保利香雪园小区，其最小距离为 112.2 米。
图 3 左线矿山法隧道周边环境示意图

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2、 监测依据
《城市轨道交通工程测量规范》GB50308—2008 《城市地下水动态观测规程》CJJ/T76-99 《广州轨道交通施工测量管理细则》(第三版) 《新建铁路工程测量规范》TB10101-99 《工程测量规范》 GB50026—2007 《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999 《建筑变形测量规程》JGJ/8-2007 矿山法隧道施工监测图 其它相关规范、强制性标准规定及地方法规。
3、施工监测
本隧道采用与围岩密贴喷的射混凝土、锚杆、钢筋网等施工，积极利用围岩 本身的支撑能力， 量测工作是监视隧道围岩稳定性的重要手段，始终伴随施工的 全过程，因此，监测工作在施工过程中非常重要。 3.1 监测目的 通过对围岩、地面沉降、管线及水位的平衡动态观测监测，判断支护结构的 稳定及施工方法的效果， 并把该过程及结果反馈到施工中去，以便及时修正和提 高施工精度。 3.2 监测内容 量测项目根据施工需要选择，主要内容见下表所示。 表1 矿山法隧道施工监测项目表
监测频率 序 号 监测 控制值 项目 仪器 断面间距 小于 5m 5-15m 15m 大于

广州市轨道交通六号线二期工程[施工六标] 序 号 1 监测 项目 观测 盘、地质锤测量 地面 2 沉降 洞内 3 收 拱顶 4 下沉 管线 5 沉降 20mm 准仪 50mm 准仪 铟钢尺、精密水 5m 铟钢尺、精密水 10m 20mm 收敛仪 10m 30mm 准仪 铟钢尺、精密水 5m 控制值 仪器 肉眼观测和罗 10m 断面间距
暹萝区间矿山法隧道监测方案 监测频率
每个循环
1-2 次/天
1 次/天
1 次/2 天
1-2 次/天
1 次/天
1 次/2 天
1-2 次/天
1 次/天
1 次/2 天
1-2 次/天
1 次/天
1 次/2 天
3.3 监测点布置与监测方法 3.3.1 沉降监测（地面及建、构筑物的沉降监测） （1） 沉降监测点的布设 A、 工作基点埋设 在基坑外相对稳定且不受施工影响的地点埋设基点 2--3 个，利用各基点相 互检核其稳定性，基点采用深埋。向上的表面加工成半球形。 B、 监测点的埋设 ①周边建筑(构)物沉降监测点：在建筑物的拐角处，离地面 20cm，且避开 雨水管、窗台线、电器开关等有碍设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙 （柱）面一定距离。 ②周边土体沉降监测点：沉降观测点应埋设原状土层中，加设保护装置。沉 降观测点稳定后，方可进行初始观测。

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（2）沉降监测的方法 A、 布设水准控制路线 工作基点埋设后根据监测点的分布情况，首先沿监测点规划一条水准路线， 采用闭合水准路线结点网。 在水准观测之前用钢尺量距确保前后视距差满足二级 精度要求， 并用红油漆和钉子在地面标志出每站仪器和尺垫的安放位置，固定观 测路线，同时满足变形监测的“三定”要求（路线固定、仪器固定、人员固定） 。 B、建（构）筑物各沉降点观测 根据水准控制线路测量出的各沉降点高程数据，观测周围的各建（构）筑物 沉降点、支撑立柱沉降点，采用闭合线路。建筑物沉降点观测时，各观测点也可 采用支点观测，但支点站数不得超过 2 站，且支点观测必须进行两次观测。为保 证高程基点的可靠性，每次观测前应对基准点进行检测，并作出分析判断，以保 证观测成果的可靠。 C、使用仪器 使用仪器高精度数字水准仪（±0.3mm/km）进行观测。作业开始后一周内应 每天检校 i 角一次，若 i 角稳定时，以后每周检校一次。 D、数据记录及处理 观测数据采用 DINI12 数字水准仪自动记录。所有观测数据，都按规范规定 要求的各项限差进行控制。监测系统对监测原始数据进行数据改正、平差计算、 生成监测报表和变形过程曲线图、计算各点的高程及沉降量、累积沉降量。 3.3.2 拱顶沉降监测 （1）拱顶沉降监测布设 基点及测点埋设基点埋设在受施工扰动的范围以外的结构物上,方便时可用 隧道内加密导线点。开挖完成，初支拱架架设时在拱顶位臵预埋钢筋头，钢筋头 埋入土体 30~50 ㎝ ，并保证喷射混凝土凝固后钢筋头露出 3~5 ㎝；然后在钢筋 头之上焊接带钩螺栓（如下图所示） ，每 10m 布设一测点。

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图 4 隧道洞内监测点布置示意图
（2）监测方法 采用水准仪按照沉降监测的方法、要求观测倒挂在预先埋好的带 25 钩螺栓 上的钢尺，获得拱顶沉降测点的高程值，以此来监测拱顶沉降变化值。 3.3.3 水平收敛监测 （1）测点布设 沿隧道断面 10m 一个断面，和拱顶沉降监测点相应。每个断面设一个对称 测线（如图 1-1 所示） ，在初支拱架上焊接带钩螺栓，保证喷射混凝土凝固后螺 栓露出 2~3 ㎝，长度不够可用钢筋接长。 （2）量测及计算 量测时间应在每次开挖后 12 小时内读取，最迟不得大于 24 小时，且在下一 环开挖前须完成初期变形值的读取。及时测量记录。 3.4.4 支护内格栅钢架监测 每个断面设臵 4 个测点。将钢筋计按要求焊接在初支钢拱架上（如图 1-1 所示） ，并确保喷射喷射混凝土覆盖整个钢筋计，待初凝后读取初值。测采用频 率仪测读钢筋计的工作频率，进而计算出初支钢架内力 3.4.5 围岩与喷层间的应力

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在具有代表性的土层布设 1 个断面，每个断面埋设 4 个压力盒（如图 1-1 所示） ，共设置了 4 个点，在隧道初支外部与土层分界面处，埋设应变式土压力 盒。 土压力盒的埋设是在初支外侧预留好压力盒的位置和压力盒的导线孔，在初 支喷锚前安装压力盒。 导线通过预留孔引至初支内侧。测量采用频率或应变式读 数仪读取土压力盒读数，根据给定公式 P=K（F02-F12） ，其中 K 为灵敏度系数， F0 为初始值，F1 为测量值，计算土压力盒所受的力。
4、施工监测管理
4.1 监测信息反馈控制标准及监测频率 在信息化施工中，应按要求进行监测并及时对各种监测数据进行整理分析， 依据监测数据判断其稳定性，并及时反馈到施工中指导施工。根据以往经验，以 《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》 （TBJ108-92）的Ⅲ级管理制度作为监测管理基 准，见下表所示。 表2
管理等级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ 管理位移 U0＜Un/3 Un/3≤U0≤Un2/3 U0＞Un2/3
监测管理基准表
施工状态 可正常施工 应注意，并加强监测 应采取加强支护等措施 监测状态 正常 加密 加密
表中：U0——实测位移值 Un——允许位移值 Un 的取值，也就是监测控制标准。根据以往类似工程经验、有关规范规定 及合同文件“通用技术条件”的要求，提出控制标准见下表所示。 表3
序 号 监测项目
监测控制标准表
控制标准 来 源
合同文件、设计文件 1 区间隧道地表沉降 30 mm 及相应规范

广州市轨道交通六号线二期工程[施工六标] 2 3 拱顶下沉 净空收敛 爆破垂直 4 震动速度 筑 地面无管线、无建
暹萝区间矿山法隧道监测方案 45mm 以往工程经验 30mm 合同文件及 5cm/s 相应规范
根据上述监测管理标准， 可选择监测频率：一般在Ⅲ级管理阶段监测频率可 适当放大一些； 在Ⅱ级管理阶段则应注意加密监测次数；在Ⅰ级管理阶段则应密 切关注，加强监测，监测频率达到 1~2 次/天或更多。 隧道水平收敛变化率小于 0.1～0.2mm/d，拱顶下沉变化率小于 0.1mm/d，所 测的位移值大于预计总位移值的 80～90%时，可认为隧道已达到基本稳定。 需要说明的是， 以上控制标准仅仅是一个参考值，仅根据此参考值将不能及 时有效地为业主提供出一份有质量的综合分析报告，起不到指导施工的作用。需 要测试人员根据工程的具体情况，认真综合考虑各种因素，将位移大小与速率结 合起来，考察其发展趋势，将各测试内容结合起来，判断其真实性，考察影响对 象的重要性和承受性。 另外， 测试人员的总体综合水平与具有同一类似工程监测 经验尤为重要。 4.2 监测信息反馈程序 根据我方在地铁六号线施工监测中的反馈经验以及业主对施工监测工序的 要求将主要以日报表、 月报表的形式进行施工期间的反馈工作。施工期间有特殊 情况时，将以阶段小结形式进行及时反馈。施工结束将提供监测总结报告。 日报表：在取得监测数据后，要及时对原始数据进行计算，对测点数据变化 较大者，应组织人员进行复测，并查看测点的可靠性，观察测点施工附近情况， 确认所取得数据的真实性， 将所测得数据输入计算机， 由相关软件自动计算得出， 并生成相应的日报表，日报表上附简短反馈信息，以指导施工。 月报表：监测工作历时 1 个月后，将对本月监测工作进行阶段总结，提出施 工中存在的问题， 需注意的事项， 应采取的对策等。 月报表将在日报表的基础上， 由相应软件直接输出，包括月报说明、分析图、表、汇总表、测点布置图、工况

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记录表等。 每次监测必须有监测结果， 日报表在量测完成后 8 个小时内上报，并在每月 25 号之后下月之前向施工监理、设计单位、业主提交监测月报（月报数据截至 到每月 25 号） 。工程结束后，将根据业主要求，提供一份完善的施工期间监测总 结报告。