盾構施工沉降監(jiān)測施工要點
2015-03-27
概述：方家山核電工程排水隧道長約1085m基礎地面標高為-9.0―-24.0m，結構外邊線直徑8.10m，屬于路線長、大直徑盾構施工。盾構施工持力層為4類淤泥質(zhì)粘土，其厚度較大，屬于高壓縮性土，強度較低，成拱性差?？煽康某两涤^測是盾構施工的一個關鍵條件，本文從以下幾方面討論關于保證盾構施工期間沉降觀測精度的幾個因素。
一、沉降觀測期間注意事項
1.1、 儀器設備、人員素質(zhì)的要求根據(jù)沉降觀測精度要求高的特點，為能精確地反映出盾構施工期間臨近建構筑物以及地面在盾構挖掘以及管片外側(cè)灌漿作下的沉降情況，一般規(guī)定測量的誤差應小于變形值的1/10——1/20，為此要求沉降觀測應使用精密水準儀(S1或S05級)，水準尺也應使用受環(huán)境及溫差變化影響小的高精度銦合金水準尺。
人員素質(zhì)的要求，必須接受專業(yè)學習，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測量理論，能針對不同工程特點采用不同的觀測方法，對實施過程中出現(xiàn)的問題會分析原因并正確的運用誤差理論進行平差計算，做到快速、精確地完成每次觀測任務。
1.2、 觀測時間的要求
建構筑物的沉降觀測對時間有嚴格的限制條件，特別是首次觀測必須按時進行，否則沉降觀測得不到原始數(shù)據(jù)，而是整個觀測得不到完整的觀測意義。其他各階段的復測，根據(jù)盾構施工進展情況必須定時進行，不得漏測或補測。只有這樣，才能得到準確的沉降情況或規(guī)律。
1.3、 觀測點的要求
為了能夠反映出盾構施工期間臨近地面及臨近建構筑物的準確沉降情況，沉降觀測點要埋設在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。一般要求建筑物上設置的沉降觀測點縱橫向要對稱，且相鄰點之間間距以15——30米為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。地面沉降觀測點一般要求埋設在隧道軸線上方，并按設計圖紙要求每隔一定距離埋設與隧道軸線垂直的斷面。
1.4、 沉降觀測的自始至終要遵循“五定”原則
所謂“五定”，即通常所說的沉降觀測依據(jù)的水準控制點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點，點位要穩(wěn)定；所用儀器、設備要穩(wěn)定；觀測人員要穩(wěn)定；觀測時的環(huán)境條件基本一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性，使所測的結果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復測結果與首次觀測的結果可比性更一致，使所觀測的沉降量更真實。
1.5、 施測要求
儀器、設備的操作方法與觀測程序要熟悉、正確。在首次觀測前要對所用儀器的各項指標進行檢測校正，測量儀器應有國家權威鑒定計量單位予以鑒定。連續(xù)使用3—-6個月重新對所用儀器、設備進行檢校。
1.6、 沉降觀測精度的要求
根據(jù)盾構施工土層的特點、設計單位按要求選擇沉降觀測精度的等級。一般性的沉降觀測測量過程中，采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。方家山核電排水隧道盾構施工地面沉降監(jiān)測及臨近建筑物沉降監(jiān)測，都采用二等水測量的觀測方法進行沉降觀測。
各項觀測指標要求如下：
(1)往返較差 、附和或環(huán)線閉合差：，（n是測站數(shù)）
表示測站數(shù)，（L表示觀測路線距離)
(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)沉降觀測點相對于后視點的高差容差 ：≤1.0mm
(6)水準儀的精度N2+GPM3(測微器)
1.7、 沉降觀測成果整理及計算要求
原始數(shù)據(jù)要真實可靠，記錄計算要符合施工測量規(guī)范的要求，成果整理及計算要步步校核。
二、 具體施測程序及步驟
2.1、建立水準控制網(wǎng)
根據(jù)工程的特點布局、現(xiàn)場的環(huán)境條件制訂測量施測方案，由建設單位提供的水準控制點根據(jù)工程的測量施測方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準控制網(wǎng)。要求：
(1)水準控制點布設要分布均勻,便于使用。
(2)在場區(qū)內(nèi)任何地方架設儀器至少后視到兩個水準點，并且場區(qū)內(nèi)各水準點構成閉合圖形，以便閉合檢校。
(3)各水準控制點布設要牢固 (水準點應做一些必要的保護設施)。
根據(jù)工程特點，建立合理的水準控制網(wǎng)，與基準點聯(lián)測，平差計算出各水準控制點的高程。
2.2、建立固定的觀測路線
水準點控制網(wǎng)引測完成以后，依據(jù)沉降觀測點的埋設要求或圖紙設計的沉降觀測點布點圖，確定沉降觀測點的位置。在控制點與沉降觀測點之間建立固定的觀測路線，并在架設儀器站點與轉(zhuǎn)點處作好標記樁，保證各次觀測均沿統(tǒng)一路線。
2.3、沉降觀測
根據(jù)編制的工程施測方案及確定的觀測周期，首次觀測應在觀測點安穩(wěn)固后及時進行。一般在盾構施工前3天開始。
首次觀測的沉降觀測點高程值是以后各次觀測用以比較的基礎，其精度要求非常高，施測時一般用N2或N3級精密水準儀。并且要求每個觀測點首次高程應在連續(xù)觀測3次后確定。
隨著盾構施工的開始按預定觀測周期進行，施工范圍內(nèi)地面及周圍建構筑物的沉降觀測也應同時進行，并隨著盾構掘進沉降觀測范圍也進而擴展直至竣工。
2.4、將各次觀測記錄整理檢查無誤后，進行平差計算，求出各次每個觀測點的高程值。從而確定出沉降量。
某個觀測點的每周期沉降量：
n表示某個觀測點，I表示觀測周期數(shù)(I＝1，2，3……)且 H1＝H0
累計沉降量： ，n表示觀測點號。
2.5、統(tǒng)計表匯總
(1)、根據(jù)各觀測周期平差計算的沉降量，列統(tǒng)計表，進行匯總。
(2)、繪制各觀測點的下沉曲線
首先建立下沉曲線坐標，橫坐標為時間坐標，縱坐標各沉降觀測周期的沉降量。
將統(tǒng)計表中各觀測點對應的觀測周期所測得沉降量畫于坐標中，連線，就得到每個周期的沉降曲線。
(3) 根據(jù)沉降量統(tǒng)計表和沉降曲線圖，我們可以預測盾構周圍地面及建筑物的沉降趨勢，并將建筑物的沉降情況及時的反饋，從而及時準確的調(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顯得更為重要。
三、 小結
(1)、確定建筑物沉降觀測精度的合理性。對沉降觀測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也要保證觀測結果的準確性。
(2)、在盾構施工沉降觀測過程中，沉降量與時問關系曲線不是單邊下行光滑曲線，而是起伏狀現(xiàn)象。這是由于盾構機在隧道掘進管片安裝后并不是馬上進行注漿，此時會有一定的沉降，而在管片注漿后由于土層受壓會有一定的隆起。
