盾構(gòu)施工沉降監(jiān)測(cè)施工要點(diǎn)

關(guān)鍵詞： 盾構(gòu)沉降監(jiān)測(cè)觀測(cè)周期精度 

概述：方家山核電工程排水隧道長(zhǎng)約1085m基礎(chǔ)地面標(biāo)高為-9.0―-24.0m，結(jié)構(gòu)外邊線直徑8.10m，屬于路線長(zhǎng)、大直徑盾構(gòu)施工。盾構(gòu)施工持力層為4類淤泥質(zhì)粘土，其厚度較大，屬于高壓縮性土，強(qiáng)度較低，成拱性差�？煽康某两涤^測(cè)是盾構(gòu)施工的一個(gè)關(guān)鍵條件，本文從以下幾方面討論關(guān)于保證盾構(gòu)施工期間沉降觀測(cè)精度的幾個(gè)因素。 

一、沉降觀測(cè)期間注意事項(xiàng) 

1.1、 儀器設(shè)備、人員素質(zhì)的要求根據(jù)沉降觀測(cè)精度要求高的特點(diǎn)，為能精確地反映出盾構(gòu)施工期間臨近建構(gòu)筑物以及地面在盾構(gòu)挖掘以及管片外側(cè)灌漿作下的沉降情況，一般規(guī)定測(cè)量的誤差應(yīng)小于變形值的1/10——1/20，為此要求沉降觀測(cè)應(yīng)使用精密水準(zhǔn)儀(s1或s05級(jí))，水準(zhǔn)尺也應(yīng)使用受環(huán)境及溫差變化影響小的高精度銦合金水準(zhǔn)尺。 

人員素質(zhì)的要求，必須接受專業(yè)學(xué)習(xí)，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測(cè)量理論，能針對(duì)不同工程特點(diǎn)采用不同的觀測(cè)方法，對(duì)實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題會(huì)分析原因并正確的運(yùn)用誤差理論進(jìn)行平差計(jì)算，做到快速、精確地完成每次觀測(cè)任務(wù)。 

1.2、 觀測(cè)時(shí)間的要求 

建構(gòu)筑物的沉降觀測(cè)對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格的限制條件，特別是首次觀測(cè)必須按時(shí)進(jìn)行，否則沉降觀測(cè)得不到原始數(shù)據(jù)，而是整個(gè)觀測(cè)得不到完整的觀測(cè)意義。其他各階段的復(fù)測(cè)，根據(jù)盾構(gòu)施工進(jìn)展情況必須定時(shí)進(jìn)行，不得漏測(cè)或補(bǔ)測(cè)。只有這樣，才能得到準(zhǔn)確的沉降情況或規(guī)律。 

1.3、 觀測(cè)點(diǎn)的要求 

為了能夠反映出盾構(gòu)施工期間臨近地面及臨近建構(gòu)筑物的準(zhǔn)確沉降情況，沉降觀測(cè)點(diǎn)要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測(cè)的位置。一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測(cè)點(diǎn)縱橫向要對(duì)稱，且相鄰點(diǎn)之間間距以15——30米為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。地面沉降觀測(cè)點(diǎn)一般要求埋設(shè)在隧道軸線上方，并按設(shè)計(jì)圖紙要求每隔一定距離埋設(shè)與隧道軸線垂直的斷面。 

1.4、 沉降觀測(cè)的自始至終要遵循“五定”原則 

所謂“五定”，即通常所說的沉降觀測(cè)依據(jù)的水準(zhǔn)控制點(diǎn)、工作基點(diǎn)和被觀測(cè)物上的沉降觀測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)位要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測(cè)人員要穩(wěn)定；觀測(cè)時(shí)的環(huán)境條件基本一致；觀測(cè)路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測(cè)誤差的不定性，使所測(cè)的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復(fù)測(cè)結(jié)果與首次觀測(cè)的結(jié)果可比性更一致，使所觀測(cè)的沉降量更真實(shí)。 

1.5、 施測(cè)要求 

儀器、設(shè)備的操作方法與觀測(cè)程序要熟悉、正確。在首次觀測(cè)前要對(duì)所用儀器的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)校正，測(cè)量?jī)x器應(yīng)有國(guó)家權(quán)威鑒定計(jì)量單位予以鑒定。連續(xù)使用3—-6個(gè)月重新對(duì)所用儀器、設(shè)備進(jìn)行檢校。 

1.6、 沉降觀測(cè)精度的要求 

根據(jù)盾構(gòu)施工土層的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)單位按要求選擇沉降觀測(cè)精度的等級(jí)。一般性的沉降觀測(cè)測(cè)量過程中，采用二等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)方法就能滿足沉降觀測(cè)的要求。方家山核電排水隧道盾構(gòu)施工地面沉降監(jiān)測(cè)及臨近建筑物沉降監(jiān)測(cè)，都采用二等水測(cè)量的觀測(cè)方法進(jìn)行沉降觀測(cè)。 

各項(xiàng)觀測(cè)指標(biāo)要求如下： 

(1)往返較差 、附和或環(huán)線閉合差：，（n是測(cè)站數(shù)） 

表示測(cè)站數(shù)，（l表示觀測(cè)路線距離) 

(2)前后視距 ： ≤30m 

(3)前后視距差 ： ≤1.0m 

(4)前后視距累積差 ≤3.0m 

(5)沉降觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于后視點(diǎn)的高差容差 ：≤1.0mm 

(6)水準(zhǔn)儀的精度n2+gpm3(測(cè)微器) 

1.7、 沉降觀測(cè)成果整理及計(jì)算要求 

原始數(shù)據(jù)要真實(shí)可靠，記錄計(jì)算要符合施工測(cè)量規(guī)范的要求，成果整理及計(jì)算要步步校核。 

二、 具體施測(cè)程序及步驟 

2.1、建立水準(zhǔn)控制網(wǎng) 

根據(jù)工程的特點(diǎn)布局、現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件制訂測(cè)量施測(cè)方案，由建設(shè)單位提供的水準(zhǔn)控制點(diǎn)根據(jù)工程的測(cè)量施測(cè)方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)。要求： 

(1)水準(zhǔn)控制點(diǎn)布設(shè)要分布均勻,便于使用。 

(2)在場(chǎng)區(qū)內(nèi)任何地方架設(shè)儀器至少后視到兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并且場(chǎng)區(qū)內(nèi)各水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成閉合圖形，以便閉合檢校。 

(3)各水準(zhǔn)控制點(diǎn)布設(shè)要牢固 (水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)做一些必要的保護(hù)設(shè)施)。 

根據(jù)工程特點(diǎn)，建立合理的水準(zhǔn)控制網(wǎng)，與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，平差計(jì)算出各水準(zhǔn)控制點(diǎn)的高程。 

2.2、建立固定的觀測(cè)路線 

水準(zhǔn)點(diǎn)控制網(wǎng)引測(cè)完成以后，依據(jù)沉降觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)要求或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的沉降觀測(cè)點(diǎn)布點(diǎn)圖，確定沉降觀測(cè)點(diǎn)的位置。在控制點(diǎn)與沉降觀測(cè)點(diǎn)之間建立固定的觀測(cè)路線，并在架設(shè)儀器站點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)處作好標(biāo)記樁，保證各次觀測(cè)均沿統(tǒng)一路線。 

2.3、沉降觀測(cè) 

根據(jù)編制的工程施測(cè)方案及確定的觀測(cè)周期，首次觀測(cè)應(yīng)在觀測(cè)點(diǎn)安穩(wěn)固后及時(shí)進(jìn)行。一般在盾構(gòu)施工前3天開始。 

首次觀測(cè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)高程值是以后各次觀測(cè)用以比較的基礎(chǔ)，其精度要求非常高，施測(cè)時(shí)一般用n2或n3級(jí)精密水準(zhǔn)儀。并且要求每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)首次高程應(yīng)在連續(xù)觀測(cè)3次后確定。 

隨著盾構(gòu)施工的開始按預(yù)定觀測(cè)周期進(jìn)行，施工范圍內(nèi)地面及周圍建構(gòu)筑物的沉降觀測(cè)也應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，并隨著盾構(gòu)掘進(jìn)沉降觀測(cè)范圍也進(jìn)而擴(kuò)展直至竣工。 

2.4、將各次觀測(cè)記錄整理檢查無誤后，進(jìn)行平差計(jì)算，求出各次每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程值。從而確定出沉降量。 

某個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的每周期沉降量： 

n表示某個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，i表示觀測(cè)周期數(shù)(i＝1，2，3……)且 h1＝h0 

累計(jì)沉降量： ，n表示觀測(cè)點(diǎn)號(hào)。 

2.5、統(tǒng)計(jì)表匯總 

(1)、根據(jù)各觀測(cè)周期平差計(jì)算的沉降量，列統(tǒng)計(jì)表，進(jìn)行匯總。 

(2)、繪制各觀測(cè)點(diǎn)的下沉曲線 

首先建立下沉曲線坐標(biāo)，橫坐標(biāo)為時(shí)間坐標(biāo)，縱坐標(biāo)各沉降觀測(cè)周期的沉降量。 

將統(tǒng)計(jì)表中各觀測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的觀測(cè)周期所測(cè)得沉降量畫于坐標(biāo)中，連線，就得到每個(gè)周期的沉降曲線。 

(3) 根據(jù)沉降量統(tǒng)計(jì)表和沉降曲線圖，我們可以預(yù)測(cè)盾構(gòu)周圍地面及建筑物的沉降趨勢(shì)，并將建筑物的沉降情況及時(shí)的反饋，從而及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)整管片與土層間灌漿料的壓力系數(shù)，正確地指導(dǎo)施工。特別座落在沉陷性較大的地基上重要建筑物的沉降的觀測(cè)顯得更為重要。 

三、 小結(jié) 

(1)、確定建筑物沉降觀測(cè)精度的合理性。對(duì)沉降觀測(cè)精度選擇既不能太高也不能太低，要合理適宜，適合工程特性的需要。既不造成無謂的浪費(fèi)也要保證觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。 

(2)、在盾構(gòu)施工沉降觀測(cè)過程中，沉降量與時(shí)問關(guān)系曲線不是單邊下行光滑曲線，而是起伏狀現(xiàn)象。這是由于盾構(gòu)機(jī)在隧道掘進(jìn)管片安裝后并不是馬上進(jìn)行注漿，此時(shí)會(huì)有一定的沉降，而在管片注漿后由于土層受壓會(huì)有一定的隆起。 

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以pdf形式查看。