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【摘要】 为确保地铁隧道的施工安全，在施工过程中加强围岩监测，根据围岩变化情况进一步优化设计和调整施工方案，实行信息化监测施工，成为一项重要任务。现对某项目隧道工程现场监测方法作本文的总结。
【关键词】 地铁；隧道工程；施工现场；监测方法；总结
【中图分类号】 TU712.3 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123（2011）02-135-02
The Subway Tunnel Engineering Construction Spot Mmonitor Method Summary
【Abstract】 For construction safety that insure the subway tunnel, enhance to round in start construction process the rock monitors,
according to further round the rock variety circumstance excellent turn the design with adjust to start construction project, practice the
information turns monitoring construction, becoming an important work mission.Monitors to the spot of the some item tunnel engineering
now the method make the textual summary.
【Key words】 subway； Tunnel engineering； Construction spot； Monitor method； Summary
１工程简述
广州地铁三号线设计自花都白云机场北往南到番禺广场，线路长，开挖深度大。北半段从花都白云机场北到广州东站线路多丘陵起伏，地面高差大，建构筑物复杂。由于深度大，且穿越地层多为花岗岩石，北半段难以采用盾构或明挖的施工方法，整个线路需要开凿大量的隧道，隧道工程的施工技术安全成为该地铁工程项目的重点与难点。
为确保隧道的施工安全，在施工过程中加强围岩监测，根据围岩变化情况进一步优化设计和调整施工方案，实行信息化监测施工成为一项重要工作任务。现对该项目隧道工程的现场监测方法作本文的总结。
２现场监测安排
该项目隧道工程施工现场监测项目及内容列于表１。
全断面开挖时水平收敛基线布置３条，起拱线处水平布１条，起拱线下２ｍ处布置１条，轨面以上１ｍ处布置１条；正台阶开挖时水平收敛基线亦布置３条，起拱线上１ｍ处布置１条，起拱线下１ｍ处布置１条，轨面以上１ｍ处水平布置１条。拱顶下沉测点的位置在每个断面内布置３点，各测点布置如图２和图３所示。
３监测方法
３．１周边水平位移监测。喷锚支护施作后，用风钻凿?准４０ｍｍ、深２００ｍｍ的孔，先用１：１水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆，尽量使同一基线两测点的固定方向在同一直线上，等砂浆凝固后，即可进行监测工作。采用ＳＷＪ－Ⅳ隧道收敛计监测，ＳＷＪ－Ⅳ隧道收敛计结构见图４。
３．２拱顶下沉监测。拱顶位移监测的测点用风枪打眼埋设好固定杆，并在外露杆头设挂钩。测点的大小要适中，如过小，测量时不易找到；如过大，爆破时易被打坏。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被掩埋，要尽快重新设置，以保证数据不中断。
采用水平仪、水准尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉，精度可达１～２ｍｍ。监测时用一把２～４ｍ长的挂钩式钢尺挂上即可。拱顶下沉量监测见图５。
３．３地表下沉监测。与洞内收敛、拱顶下沉监测断面里程对应，地表下沉监测点集中设在隧道中线附近，并在开挖面前方Ｈ＋ｈ１处设测点，（Ｈ为隧道埋深，ｈ１为上半断面净高），直到开挖面后方约３～５Ｂ处。
采用水平仪、水准尺配合测量地表沉降，精度可达２～４ｍｍ。用经纬仪将所有测点布设于同一直线上。测点钢筋安设就位后，表面磨平，并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。地表沉降监测区间及测点布置见图６与图７。
４监测实施与处理
各个隧道工程初期支护施作２ｈ后即埋设测点，进行第一次监测数据采集。测试前检查仪表设备是否完好，如发现故障应及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，只有测点状态良好时方可进行测试工作。测试中按各项监测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次；三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，若读数相差过大则应检查仪器仪表安装是否正确、测点是否松动，当确认无误后再按前述监控监测要求进行复测。每次测试都要认真做好原始数据记录，并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。监测数据应在现场进行粗略计算，若发现变位较大时，应及时通知现场施工负责人，以便采取相应的处理措施。试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作。及时进行资料整理，监控监测资料须认真整理和复核。
该项目的监测频率见表２。
在实施过程中，将监测数据进行处理和分析，绘制时间——位移曲线。一般情况会出现如图８所示的两种时间─位移特征曲线。
①图表示绝对位移值逐渐减小，支护结构趋于稳定，可施作模筑混凝土衬砌。
②图表示位移变化异常，出现反弯点初期支护出现严重变形，这时应及时通知施工管理人员，该段支护须采取加强措施，确保隧道不坍方；严重时施工人员须迅速撤离施工现场，保证施工人员安全。
５结语
在该工程的施工过程中，通过现场监测，及时了解了围岩及支护变形情况，以此调整和修正支护参数，保证了围岩的稳定和施工安全，并提供了判断围岩和支护系统稳定的依据，确定混凝土衬砌施作时间。
该工程项目的整个监测过程与数据，基本上都没有超过设计规定的限值，但没有超过并不等于完全平安无事。在该线路地铁隧道的梅花园至燕塘区间，采用的是正台阶爆破开挖方法，虽然所有监测数据都在施工管理允许范围内，但爆破基本完成时发现该区段隧道附近居住小区部分房屋开裂。经过对房屋的鉴定，虽然造成的开裂并不影响结构的安全使用，但也造成居民一定的心理负担，遭到投诉并为处理而造成一定的经济损失。
从该工程项目所出现的问题看，对于城市地铁隧道，尤其是对居民区附近采取爆破开挖的地铁隧道，有必要制定更严格的监测管理值与上限值，同时应增加洞内弹性波速度测试（采用各种声波仪及配套探头）与增加地中岩体垂直位移及水平位移等Ｂ类监测项目，以便在施工监测过程中，依据更为全面的监测资料反映的问题，及时采取相应措施，更好地保证工程的施工安全并加快施工进度，并以此积累现场监测数据资料，总结经验，提高施工技术水平。
现场监测是在隧道施工过程中对围岩和支护系统的稳定状态进行的，通过该工程项目的施工监测分析，可为初期支护和模筑混凝土衬砌的参数调整提供依据，把监测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计和施工中，进一步优化设计和施工方案，以达到安全、经济、快速施工的目的，是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。
参考文献
１于书翰等主编。隧道施工.人民交通出版社，２００１.５
２刘钊等主编.地铁工程设计与施工.人民交通出版社，２００４.５
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】 地铁；隧道工程；施工现场；监测方法；总结
【中图分类号】 TU712.3 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123（2011）02-135-02
The Subway Tunnel Engineering Construction Spot Mmonitor Method Summary
【Abstract】 For construction safety that insure the subway tunnel, enhance to round in start construction process the rock monitors,
according to further round the rock variety circumstance excellent turn the design with adjust to start construction project, practice the
information turns monitoring construction, becoming an important work mission.Monitors to the spot of the some item tunnel engineering
now the method make the textual summary.
【Key words】 subway； Tunnel engineering； Construction spot； Monitor method； Summary
１工程简述
广州地铁三号线设计自花都白云机场北往南到番禺广场，线路长，开挖深度大。北半段从花都白云机场北到广州东站线路多丘陵起伏，地面高差大，建构筑物复杂。由于深度大，且穿越地层多为花岗岩石，北半段难以采用盾构或明挖的施工方法，整个线路需要开凿大量的隧道，隧道工程的施工技术安全成为该地铁工程项目的重点与难点。
为确保隧道的施工安全，在施工过程中加强围岩监测，根据围岩变化情况进一步优化设计和调整施工方案，实行信息化监测施工成为一项重要工作任务。现对该项目隧道工程的现场监测方法作本文的总结。
２现场监测安排
该项目隧道工程施工现场监测项目及内容列于表１。
全断面开挖时水平收敛基线布置３条，起拱线处水平布１条，起拱线下２ｍ处布置１条，轨面以上１ｍ处布置１条；正台阶开挖时水平收敛基线亦布置３条，起拱线上１ｍ处布置１条，起拱线下１ｍ处布置１条，轨面以上１ｍ处水平布置１条。拱顶下沉测点的位置在每个断面内布置３点，各测点布置如图２和图３所示。
３监测方法
３．１周边水平位移监测。喷锚支护施作后，用风钻凿?准４０ｍｍ、深２００ｍｍ的孔，先用１：１水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆，尽量使同一基线两测点的固定方向在同一直线上，等砂浆凝固后，即可进行监测工作。采用ＳＷＪ－Ⅳ隧道收敛计监测，ＳＷＪ－Ⅳ隧道收敛计结构见图４。
３．２拱顶下沉监测。拱顶位移监测的测点用风枪打眼埋设好固定杆，并在外露杆头设挂钩。测点的大小要适中，如过小，测量时不易找到；如过大，爆破时易被打坏。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被掩埋，要尽快重新设置，以保证数据不中断。
采用水平仪、水准尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉，精度可达１～２ｍｍ。监测时用一把２～４ｍ长的挂钩式钢尺挂上即可。拱顶下沉量监测见图５。
３．３地表下沉监测。与洞内收敛、拱顶下沉监测断面里程对应，地表下沉监测点集中设在隧道中线附近，并在开挖面前方Ｈ＋ｈ１处设测点，（Ｈ为隧道埋深，ｈ１为上半断面净高），直到开挖面后方约３～５Ｂ处。
采用水平仪、水准尺配合测量地表沉降，精度可达２～４ｍｍ。用经纬仪将所有测点布设于同一直线上。测点钢筋安设就位后，表面磨平，并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。地表沉降监测区间及测点布置见图６与图７。
４监测实施与处理
各个隧道工程初期支护施作２ｈ后即埋设测点，进行第一次监测数据采集。测试前检查仪表设备是否完好，如发现故障应及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，只有测点状态良好时方可进行测试工作。测试中按各项监测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次；三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，若读数相差过大则应检查仪器仪表安装是否正确、测点是否松动，当确认无误后再按前述监控监测要求进行复测。每次测试都要认真做好原始数据记录，并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。监测数据应在现场进行粗略计算，若发现变位较大时，应及时通知现场施工负责人，以便采取相应的处理措施。试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作。及时进行资料整理，监控监测资料须认真整理和复核。
该项目的监测频率见表２。
在实施过程中，将监测数据进行处理和分析，绘制时间——位移曲线。一般情况会出现如图８所示的两种时间─位移特征曲线。
①图表示绝对位移值逐渐减小，支护结构趋于稳定，可施作模筑混凝土衬砌。
②图表示位移变化异常，出现反弯点初期支护出现严重变形，这时应及时通知施工管理人员，该段支护须采取加强措施，确保隧道不坍方；严重时施工人员须迅速撤离施工现场，保证施工人员安全。
５结语
在该工程的施工过程中，通过现场监测，及时了解了围岩及支护变形情况，以此调整和修正支护参数，保证了围岩的稳定和施工安全，并提供了判断围岩和支护系统稳定的依据，确定混凝土衬砌施作时间。
该工程项目的整个监测过程与数据，基本上都没有超过设计规定的限值，但没有超过并不等于完全平安无事。在该线路地铁隧道的梅花园至燕塘区间，采用的是正台阶爆破开挖方法，虽然所有监测数据都在施工管理允许范围内，但爆破基本完成时发现该区段隧道附近居住小区部分房屋开裂。经过对房屋的鉴定，虽然造成的开裂并不影响结构的安全使用，但也造成居民一定的心理负担，遭到投诉并为处理而造成一定的经济损失。
从该工程项目所出现的问题看，对于城市地铁隧道，尤其是对居民区附近采取爆破开挖的地铁隧道，有必要制定更严格的监测管理值与上限值，同时应增加洞内弹性波速度测试（采用各种声波仪及配套探头）与增加地中岩体垂直位移及水平位移等Ｂ类监测项目，以便在施工监测过程中，依据更为全面的监测资料反映的问题，及时采取相应措施，更好地保证工程的施工安全并加快施工进度，并以此积累现场监测数据资料，总结经验，提高施工技术水平。
现场监测是在隧道施工过程中对围岩和支护系统的稳定状态进行的，通过该工程项目的施工监测分析，可为初期支护和模筑混凝土衬砌的参数调整提供依据，把监测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计和施工中，进一步优化设计和施工方案，以达到安全、经济、快速施工的目的，是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。
参考文献
１于书翰等主编。隧道施工.人民交通出版社，２００１.５
２刘钊等主编.地铁工程设计与施工.人民交通出版社，２００４.５
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文