全站仪在隧道地表沉降观测中的应用

清华大学毕业设计

全站仪在隧道地表沉降观

测中的应用

学生姓名***

系（部）勘测工程系

专业工程测量技术

指导教师***

二零一二年四月二十三日

摘要

本文以丹东到通化高速公路第十六合同段五道岭隧道地表沉降监测为研究对象，探讨了全站仪的三角高程测量方法，分析结果表明该方法具有快速、高效、可靠的优点，测得的结果能较好地反映出施工过程地表的沉降规律。

关键词全站仪；隧道地表；沉降；三角高程

前言 (1)

第一章全站仪的使用原理 (2)

第二章全站仪的操作与使用 (3)

第一节水平角测量 (3)

第二节距离测量 (3)

第三节坐标测量 (4)

第四节全站仪在工程测量中应用 (4)

第三章三角高程测量原理及精度分析 (6)

第一节三角高程测量原理 (6)

第二节三角高程测量的新方法 (7)

第三节精度分析 (8)

第四章工程实例 (10)

第一节建立工作基点网 (10)

第二节外业数据采集 (10)

第三节用全站仪与水准仪的差别 (11)

设计总结 (12)

致谢 (13)

参考文献 (14)

电子全站仪是一种集光、机、电及精密机械加工等高精尖技术于一体的先进测量仪器，用它可准确、高效、方便地完成多种工程测量工作。它不仅精度高，而且速度快、操作简便，还带有丰富的内置软件，具有常规测量仪器无法比拟的优点，在测绘、测试、监测等领域应用日渐广泛。

本文就拓普康全站仪来简述一下全站仪在工程测量中的应用。拓普康公司2002年最新推出的全中文化全站仪——GTS-330系列全站仪。其机身小、画面大、全中文显示，最适合一线作业的需求。它的特点是：①GTS-330W是世界首创采用蓝牙无线通讯技术的全站仪，野外使用更方便，数字输入更简单。②优越的距离和角度测量功能：测角精度：±2”/5”，绝对法测角，无需过零检验；测距精度：±（2mm+2ppm*D）；测程：3km/一块棱镜；高速测距：精测1.2秒、粗测0.7秒、跟踪0.4秒。③装有双轴补偿器，可提供电子气泡用于整平，并可自动改正由于整平误差对水平角和竖直角观测的影响。④装有应用测量程序，可做偏心测量、对边测量、后方交会以及面积测算等项目。⑤特别耐用，防尘等级达IP66级。⑥结构紧凑，重量轻（主机含电池仅4.9KG），携带方便。⑦充足的内存空间供数据存储用，可存储8000个观测点16000个坐标点。⑧装备长效电池（BT-52QA），作业时间达10小时。⑨操作面板简单，屏幕显示全中文化，易学易用。在隧道工程施工工程中进行沉降观测时通常采用精密水准仪进行测量。水准测量方法具有数据稳定、精度高的优点，但同时也存在着不易操作和易受干扰的缺陷。例如在对隧道地表进行沉降监测时，由于地表高程变化大，采用传统的水准方法测量施测线路复杂，效率极低且工作强度大[1]。在上述情况下，采用全站仪在规定精度内对隧道地表沉降测量与水准方法比较具有效率高、方便实用、测量结果受人为因素影响小的优势，能较好的满足现代测量高效、精确、低强度的要求。

全站仪是全站型电子测速仪的简称，又被称为“电子全站仪”，是指由电子经纬仪、光电测距仪和电子记录器组成的，可实现自动测角，自动测距、自动计算和自动记录的一种多功能高效率的地面测量仪器。电子全站仪进行空间数据采集与更新，实现测绘的数字化。它的优势存在于数据处理的快速与准确性。

全站仪自身带有数据处理系统，可以快速而准确的对空间数据进行处理，计算出放样点的方位角与该点到测距点的距离，全站型电子速测仪简称全站仪。它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作，故被称为“全站仪”。

全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角测量系统，水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。

微处理机（CPU）是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列（缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器）、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置（接口），输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。

电子全站仪装备有中央处理单元、存储单元和输入输出单元等等，可以根据田野测量的水平角、竖直角、倾斜距离等数据，实时计算、显示和输出所需要的点与点之间的方位角、水平距离、高差或点的三维坐标等测量成果。通过输入输出单元，能够输入测站点坐标、起始方向的方位角等基础数据，并将测量结果直接输出到电子计算机中进行计算、编辑和自动成图，同时可以根据需要自动生成等高线。测量的图形既可以存储在计算机中，也能够根据需要以多种比例尺打印输出，同时还能够输入到地理信息系统等软件中作进一步的加工、处理和应用，生成数字地面模型.所以电子全站仪配合计算机测图能够提高测量和成图的精度，实现测量的高度自动化。

第一节水平角测量

1．按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。

2．设置A方向的水平度盘读数为0°00′00″。

3. 照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。

第二节距离测量

1. 设置棱镜常数测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。

2. 设置大气改正值或气温、气压值实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。

3. 量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

4. 距离测量照准目标棱镜中心，按测量键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。

应注意有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。

第三节坐标测量

1. 设定测站点的三维坐标。

2．设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪回自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。

3．设置棱镜常数。

4．设置大气改正值或气温、气压值。

5. 量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

6. 照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算测点的三维坐标。

第四节全站仪在工程测量中应用

全站仪在工程测量中的应用，不仅提高了工作效率，而且还提高精度。应用有很多种，例如：施工放样、后方交会、导线测量、对边测量、悬高测量等。本文简单介绍施工放样、后方交会。

1. 施工放样在现代交通土木建设中随着测量仪器的不断发展和更新，从而使测量技术人员的工作强度越来越小而工作效率越来越高，就施工放样这方面，由过去的经纬仪交会法到运用全站仪直接输入坐标放样，工作效率的提高是不言而喻的，近几年出现的自带中桩边桩计算软件的一系列全站仪在放样过程中只需输入曲线要素就可以直接进行放样了，使测量工作基本实现了傻瓜化。拓普康GTS-330系列就具有此项功能，全站仪可以进行三维x、y、z的放样，通过已知点建站和后视点（或后视方位角）进行坐标的放样。操作程序：施工放样模式——输入站点坐标——输入后视点坐标—输入放样点坐标——实施放样。放样时应注意：在一点放样完毕后应进行放样点坐标测量工作，测出x、y、z与放样点原始数据进行比较，应做到步步校核。另外，在整个放样结束后，需再测一次其他导线点的x、y、z坐标，比较所测数据，以保证仪器在放样中没有错误。

2. 后方交会一般可由二个以上已知点建站，输入仪器高，依次输入已知点坐标及高程，并用全站仪测出未知点与已知点的水平距离。当已知点全部输入后，

全站仪会自动计算出建站点坐标、高程以及自动保存计算结果。测站点坐标由多个已知点计算而得，要获得坐标，至少必须两个水平角，一个距离或三个水平角，否则就会显示“计算所需数据不足！需要2个角和1个距离或者3个角”。

全站仪在工程测量中的应用不仅提高了工作效率，减少了外业计算、记录和外业工作时间，而且提高了作业精度。提高了人们对全站仪的认识，使全站仪更好的应用于工程测量。

第三章 三角高程测量原理及精度分析

第一节 三角高程测量原理

在工程的施工过程中，常常涉及到高程测量。传统的测量方法是水准测量、三角高程测量。两种方法虽然各有特色，但都存在着不足。水准测量是一种直接测高法，测定高差的精度是较高的，但水准测量受地形起伏的限制，外业工作量大，施测速度较慢。三角高程测量是一种间接测高法，它不受地形起伏的限制，且施测速度较快。在大比例地形图测绘、线型工程、管网工程等工程测量中广泛应用。但精度较低，且每次测量都得量取仪器高，棱镜高。麻烦而且增加了误差来源。

一、三角高程测量的传统方法

如图一所示，设A ，B 为地面上高度不同的两点。已知A 点高程HA ，只要知道A 点对B 点的高差HAB 即可由B A AB H H H =+到B 点的高程HB 。

图 一

图中：D 为A 、B 两点间的水平距离

а为在A 点观测B 点时的垂直角

i 为测站点的仪器高，t 为棱镜高

HA 为A 点高程，HB 为B 点高程。

V 为全站仪望远镜和棱镜之间的高差（tan V =?）

首先我们假设A ，B 两点相距不太远，可以将水准面看成水准面，也不考虑大气折光的影响。为了确定高差HAB ，可在A 点架设全站仪，在B 点竖立跟踪杆，观测垂直角а，并直接量取仪器高i 和棱镜高t ，若A ，B 两点间的水平距离

为D ，则AB h v i t =+-故 (tan )HA HB D i v =-?+- （1）这就是三角高程测量的基本公式，但它是以水平面为基准面和视线成直线为前提的。因此，只有当A ，B 两点间的距离很短时，才比较准确。当A ，B 两点距离较远时，就必须考虑地球弯曲和大气折光的影响了。这里不叙述如何进行球差和气差的改正，只就三角高程测量新法的一般原理进行阐述。我们从传统的三角高程测量方法中我们可以看出，它具备以下两个特点：

1、全站仪必须架设在已知高程点上

2、要测出待测点的高程，必须量取仪器高和棱镜高。

第二节 三角高程测量的新方法

如果我们能将全站仪象水准仪一样任意置点，而不是将它置在已知高程点上，同时又在不量取仪器高和棱镜高的情况下，利用三角高程测量原理测出待测点的高程，那么施测的速度将更快。如图一，假设B 点的高程已知，A 点的高程为未知，这里要通过全站仪测定其它待测点的高程。首先由（1）式可知: (tan )HA HB D i v =-?+- （2）

上式除了tan D ?即V 的值可以用仪器直接测出外，i,t 都是未知的。但有一点可以确定即仪器一旦置好，i 值也将随之不变，同时选取跟踪杆作为反射棱镜，假定t 值也固定不变。从（2）可知：

tan H A i t H B D W +-=-?= （3）

由(3)可知，基于上面的假设，H A i t +-在任一测站上也是固定不变的.而且可以计算出它的值W 。

这一新方法的操作过程如下:

1、仪器任一置点，但所选点位要求能和已知高程点 通视。

2、用仪器照准已知高程点，测出V 的值，并算出W 的值。（此时与仪器高程测定有关的常数如测站点高程，仪器高，棱镜高均为任一值。施测前不必设定。）

3、将仪器测站点高程重新设定为W ，仪器高和棱镜高设为0即可。

4、照准待测点测出其高程。

下面从理论上分析一下这种方法是否正确。

结合（1），（3）

'''''

HB W D v

=+?-(4)

tan+i

HB′为待测点的高程

W为测站中设定的测站点高程

D′为测站点到待测点的水平距离

а′为测站点到待测点的观测垂直角

从(4)可知,不同待测点的高程随着测站点到其的水平距离或观测垂直角的变化而改变。

将（3）代入（4）可知：

'''

=+-+?（5）

HB HA i t D

tan

按三角高程测量原理可知

'''''

HB W D v

=+?-(6)

tan+i

将（3）代入（6）可知：

'''''

=+-+?+-(7)

HB HA i t D i t

tan

所以:

'''

HB HA i t D

=+-+?(8)

tan

由(5),(8)可知,两种方法测出的待测点高程在理论上是一致的。也就是说我们采取这种方法进行三角高程测量是正确的。

综上所述：将全站仪任一置点，同时不量取仪器高，棱镜高。仍然可以测出待测点的高程。测出的结果从理论上分析比传统的三角高程测量精度更高，因为它减少了误差来源。整个过程不必用钢尺量取仪器高，棱镜高，也就减少了这方面造成的误差。同时需要指出的是，在实际测量中，棱镜高还可以根据实际情况改变，只要记录下相对于初值t增大或减小的数值，就可在测量的基础上计算出待测点的实际高程。

第三节精度分析

三角高程测量来代替水准测量进行高程控制，但在使用时应注意以下几个问

题：

1）视线路的具体情况，三角高程路线一般布设成附合、闭合形式，必要时可布设成网状；

2）根据道路、桥梁等的等级与精度要求，路线长度、布网方案等，按（1）式或（3）式进行误差预计，以选用合适的仪器及施测方法；

3）直返觇法通常在与作平面控制导线时同时进行。而需单独布设三角高程控制时易采用中点单觇法，如道路定测阶段的基平测量。为提高精度并作为相互检核，也可对同一控制网分别采用上述两种方法各自进行独立施测；

4）应注意仪器高、觇标高的量取精度并避免粗差的出现，这也是在进行三角高程测量，特别是高程放样时最容易出错的地方。

第四章工程实例

五道岭隧道净高9.46m，净宽12.3m。洞口上覆黄土，局部有碎石裸露，洞口段埋深5.4m，覆盖层为湿陷性黄土，风化严重，稳定性差，洞口开挖后易导致滑坡，且进口段存在严重的偏压现象。进洞后造成隧道地表开裂现象严重，虽然施工方采取了喷浆及其它加固措施，但为了安全起见，有必要对隧道地表进行实时监测。

第一节建立工作基点网

首先，在较稳定的区域埋设水准基点2 个，均埋设在进洞口左侧的山洼里，离进洞口约200m 左右，基础较为稳定，用混凝土现浇。进洞口监测点布设，按照业主、施工方负责人要求，根据现场实际情况，在上边坡布设11 个监测点，编号为Y1 至Y11。监测点埋设牢固稳定。

第二节外业数据采集

首先对各监测点进行逐点人工观测，取得坐标X、Y、H，建立概略坐标数据库。概略坐标X、Y、H 越精确，以后各期自动观测精确照准速度越快。在监测点变形累积一定程度后，要及时修正概略坐标数据库。坐标精度与基站至监测点和参考站的距离有很大关系。在观测中，尽量选择离监测部位近的基准网点做为基准站和参考站。将SOKKIA SET1X 置于基准站观测墩上，精确整平，设置好观测点集、顺序和测回数；仪器根据内置点位概略坐标数据库的坐标，自动进行目标判断、精确照准，并测量方位角、天顶距和斜距，并将读数存储于内置SRAM 卡中。

2.3 监测结果分析

图2 隧道地表沉降实测结果

图2 为采用二角高程法测量得到的隧道出口地表沉降曲线，测量结果较好地显示了地表沉降随着开挖面的逼近而逐步增加，其后又逐步趋于稳定的过程。

第三节用全站仪与水准仪的差别

本文通过对全站仪三角高程法测量隧道地表沉降的方法进行了分析，分析结果表明该方法的精度能满足对规范规的要求。通过具体的工程实践的结果表明，基于全站仪的三角高程测量方法能较好地满足隧道施工中地表沉降监测的需要。但由于三角高程测量在基本水准点上达不到四等水准测量的精度要求，所以各监测点的精度难以保证。因此，在，在路基交验及大桥高程控制时，还必采用水准仪进行高程测量

设计总结

这次毕业设计，让我受益良多。通过近5个月的实习，我们掌握了课本外的实际知识，将书本上理论的知识运用到了实际当中，2011年3月底，我开始了我的毕业论文工作，时至今日，论文基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。历经了近一个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。

设计开始，我当时在武汉太阳路测绘进行销售方面的工作，由于我们当时的公司也具备测量队伍，我当时便立刻着手向一些测量同事收集资料，在收集工作过程中，当时面对浩瀚的书海和他们的一些口头上的资料真是有些茫然，不知如何下手。在搜集资料的过程中，我认真准备了一个笔记本。我认真在同事当中搜集测区资料，还在网上查找各类相关资料，尽量使我的资料完整、精确、数量多，这有利于论文的撰写。然后我将收集到的资料仔细整理分类。4月中旬，资料已经查找完毕了，我开始着手论文的写作。在写作过程中遇到困难我就及时请教所里师傅领导，并和同学互相交流，请教专业课老师。在大家的帮助下，困难一个一个的解决了，论文也慢慢成型。

当我终于完成了所有打字、绘图、排版、校对的任务后整个人都很累，但同时看着电脑荧屏上的毕业设计稿件我的心里是甜的，我觉得这一切都值了。这次毕业论文的制作过程是我的一次再学习，再提高的过程。在论文中我充分地运用了大学期间所学到的知识。我不会忘记这难忘的近一个月的时间。毕业设计的制作给了我难忘的回忆。在我徜徉书海查找资料的日子里，面对无数书本的罗列，最难忘的是每次找到资料时的激动和兴奋；记忆最深的是每一步小小思路实现时那幸福的心情；为了论文我曾赶稿到深夜，但看着亲手打出的一字一句，心里满满的只有喜悦毫无疲惫。这段旅程看似荆棘密布，实则蕴藏着无尽的宝藏。在今后的日子里，我仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。

脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。

致谢

从踏入校门到如今已经快三年了，借此设计完成之际，谨向老师致以忠心的感谢。感谢你们三年来的关心与帮助！

我首先要感谢我的指导老师罗陈志兰，感谢他在百忙之中抽出时间对我的设计进行指导、修改，并提出宝贵的意见。罗勇老师严谨的治学态度，以及敏锐的学术眼光，对设计中问题的独到见解深深感染了我，为我的论文完成起到了至关重要的作用，感谢他在这三年中对我们孜孜不倦的教诲。其次，我要感谢我的辅导员及各科任课老师。在学习期间，由于时间短、课业多，各位老师总是合理安排，不辞辛劳，一丝不苟地给我传授知识，使我的专业理论水平有了很大的提高。感谢老师们对我的栽培与信任，使我在同学当中树立了一定的威信，同时还要感谢同学对我工作的支持以及平时在生活学习上帮助！

最后，再一次向给过我无私的关心和帮助的指导老师、辅导员、任课老师、同学和朋友表示深深的谢意！

谢谢你们！

参考文献

[1]熊飞,王耀辉,唐新建.基于全站仪的隧道拱顶沉降测量方法研究.城市勘测信息化,湖北省测量学会,2008,32(2).

[2]李青岳.工程测量[M].测绘出版社,2005.

[3]李厚芝.应用智能全站仪的隧道进口边坡监测研究[J].科技资讯,2009(31).

[4] 姜晨光.水准式光电测距三角高程的再认识与反思

[5]. 测绘工程2005

[6] 姜晨光等. 测量中地球曲率改正的严密计算方法

[7] CJJ8-99城市测量规范[S].

[8] 翟翊等. 三角高程测量计算公式的讨论[J]. 测绘通

[9] 郭宗河. 电磁波测距三角高程测量公式误差的研究[J].

盾构现场施工隧道监测方法

精心整理上海长兴岛域输水管线工程盾构推进 环境监测 技术方案

目录 一工程概况 二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估计三监测施工的依据 四监测内容

上海长兴岛域输水管线工程盾构推进环境监测技术方案 前言 科学技术的发展与试验技术的发展息息相关。历史上一些科学技术的重大突破都得益于试验测试技术。因此，试验测试技术是认识客观事物最直接、最有效的方法，也是解决疑难问题的必要手段，试验测试对保证工程质量、促进科学的发展具有越来越重要的地位和作用。测量技术在土建工程中同样占有重要地位，它在各类工程建筑，尤其是在地下工程中已成为一个不可或缺的组成部分。随着科学技术的发展，测量的地位更显关键和重要。早期地下工程的建设完全 工作井相连。 输水管线总长约10563.305m，其中东线长5280.993m，西线长5282.312m。全线最小平曲线半径为R＝450m；最大纵坡为8.9‰。具体详见下表。

施工工序，第一台盾构自原水过江管工作井始发推进（东线）至中间盾构工作井进洞后盾构主机解体调头，继续西线隧道推进施工。第二台盾构自中间盾构工作井始发推进（东线）至水库出水输水闸井进洞后盾构转场回中间盾构工作井，继续进行西线隧道推进施工。总体筹划详见下图： 二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估算 因很复杂，其中隧道线形、盾构形状、外径、埋深等设计条件和土的强度、变形特征、地下水位分 V l S （x ）i Z －地面至隧道中心深度。 φ－土的内摩擦角。 在已知盾构穿越的土层性质、覆土深度、隧道直径及施工方法后，即可事先估算盾构施工可能引起的地面沉降量，同时可及时地采取措施把影响控制在允许范围内。在推进过程中根据盾构性能及监测数据及时调整施工参数，控制变形量，确保周边环境的绝对安全，实现信息化施工。 三监测施工的依据 3.1技术依据 1) 上海长兴岛域输水管道工程技术标卷（甲方提供）

Peck法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式

8．1．4 地层变形预测与分析 通常设计阶段的地面沉降预测方法可分为两类，一是根据实测数据的统计方法—Peck 公式是其典型代表：二是采用有限元和边界元的数值方法。 采用Peck 法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式如下式；其沉陷槽横向分布见图。 exp(max )(S x S -22 2i x ）

? ?? ? ? Φ-?= 2452tg Z i π 式中：V —地层损失（地表沉降容积）； i —沉降槽曲线反弯点； z —隧道中心埋深 根据本标段的地质条件和埋深等，得i=6.9m ，由此根据以往的工程实践及经验公式，沉陷槽宽度B ≈5i ，可得单个隧道盾构推进引起的地表横向沉陷槽宽度约为35m ，两座隧道盾构推进引起的地表横向沉陷曲线叠加后其沉陷槽宽度约为50m ，并且沉陷槽的主要围在隧道轴线两侧6m 围，离轴线3m 的沉降量约为最大沉降量的60%～70%，离轴线6m 的沉降量约为最大沉降量的25%。 地层损失V 值主要是由盾尾空隙引起的土体损失量，它与盾构机盾壳厚度、盾构推进时粘附在盾构上的土体厚度及注浆量等有关，即 V=V 尾+V 粘-V 浆 盾构推进时粘附在盾构钢板上的土体厚度约为20～40mm ，盾壳厚度为70mm ，则：V=V 尾+V 粘-V 浆=1.36+0.58α-(1.36+0.58)β α为折减系数， β为同步注浆的充填系数。 取α=0.6 β=0.5 得 V=0.73m2 由此可得地表最大沉陷值：Smax=23.4mm 最大斜率：Qmax=0.0013 以上分析值主要是在以往工程经验基础上结合本地铁盾构标段的实际情况，隧道埋深16m 左右情况下得出的，最大沉降量满足规和标书要求。 虽然地表沉降形态是大体相同或相似的，但其最大沉降量总是随着施工工况和地质条件的改变而千差万别，目前控制沉降的主要手段是同步注浆和二次注浆，而注浆的环节常有各种各样的问题发生，如缺量、过量、滞后、漏浆等等，不同的沉降情况常是施工工况和工作状态的反映，同时不同的地质条件沉降亦有所不同，如粉砂土较粘土隆降起量要少，沉降速率要快，淤泥质粘土后期固结沉降则要大点。以上这些都要求盾构施工时要加强监测工作，以随时了解地面沉降信息，以便及时采取有效措施，以达到控制沉降和减少损失的目的。 8．2 理论分析

地表沉降监测作业指导书

沉降监测作业指导书 1 目的和适用范围及标准 测定建筑场地沉降、基坑回弹、地基土分层沉降以及基础和上部结构沉降。操作方法执行标准《工程测量规范》（GB50026-2007）、《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）。 2 仪器设备 水准仪全站仪 3 沉降控制点布设 特级沉降观测的高程基准点数不应少于4个；其他级别沉降观测的高程基准点数不应少于3个。高程工作基点可根据需要设置。基准点和工作基点应形成闭合环或形成由附合路线构成的结点网。 高程基准点和工作基点位置的选择应符合下列规定： 1）高程基准点和工作基点应避开交通干道主路、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方； 2）高程基准点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。在建筑区内，其点位与邻近建筑的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍，其标石埋深应大于邻近建筑基础的深度。高程基准点也可选择在基础深且稳定的建筑上； 3）高程基准点、工作基点之间宜便于进行水准测量。当使用电磁波测距三角高程测量方法进行观测时，宜使各点周围的地形条件一致。当使用静力水准测量方法进行沉降观测时，用于联测观测点的

工作基点宜与沉降观测点设在同一高程面上，偏差不应超过±1cm。当不能满足这一要求时，应设置上下高程不同但位置垂直对应的辅助点传递高程。 沉降监测点的布设应位于建（构）筑物体上。高程基准点和工作基点标石、标志的选型及埋设应符合有关规范规定。 4 沉降观测 沉降观测分为：定期对高程控制网进行复测以确定控制网的稳定性，同时对沉降观测标进行观测。 基准点应设置在变形区域以外、位置稳定、易于长期保存的地方，并应定期复测。复测周期应视基准点所在位置的稳定情况确定，在建筑施工过程中宜1～2月复测一次，点位稳定后宜每季度或每半年复测一次。当观测点变形测量成果出现异常，或当测区受到地震、洪水、爆破等外界因素影响时，应及时进行复测，并按《建筑变形测量规范JGJ 8-2007》规定对其稳定性进行分析。 有工作基点时，每期变形观测时均应将其与基准点进行联测，然后再对观测点进行观测。 沉降观测标的精度、观测仪器、观测方式均应达到相应等级的水准测量规范要求，沉降观测标必须位于水准观测线路中，不得使用碎步点方式对沉降观测标进行测量。 5 观测周期 按照《工程测量规范GB50026-2007》、《建筑变形测量规范JGJ 8-2007》中的技术要求，确定相应等级的观测周期。

隧道沉降观测

一、工程概况 (2) 二、沉降观测目的 (2) 三、观测依据和一般规定 (2) 四、观测点的布置和要求 (3) 五、观测精度 (3) 六、沉降观测频次 (3) 七、观测注意事项： (4) 八、评估方法及判定标准 (4)

隧道沉降观测方案 一、工程概况 本标段共有双线隧道2座，全长1191m，其中L≤1km隧道一座，610延米,1km≤L≤2km隧道一座581延米。 隧道设计概况详见表表2-1隧道设计概况。 表2-1 隧道设计概况 级，二次衬砌采用C35钢筋混凝土，仰拱填充采用C25混凝土，初期支护采用C25喷射混凝土,沟槽身采用C30混凝土，盖板采用C35钢筋混凝土。正洞采用复合式衬砌，初期支护为锚喷结构，软弱围岩采用超前大管棚、小导管预支护、型钢钢架等加强措施，二次衬砌采用钢筋混凝土模筑衬砌。 二、沉降观测目的 通过对隧道工程的沉降观测资料进行分析，预测工后沉降，提出加速路基沉降的措施，确定无砟轨道的铺设时间。 三、观测依据和一般规定 观测依据：《建筑变形测量规范》JGJ8-2007； 《国家一、二等水准测量规范》GB12897； 《高速铁路工程测量规范》TB10601-2009 J962-2009； 《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》铁建设〔2006〕189号。一般规定：1、无砟轨道铺设前，应对隧道基础沉降作系统的评估，确认工后沉降符合设计要求。 2、隧道主体工程完工后，变形观测期原则上不应少于3个月。观测

数据不足或工后沉降评估不满足设计要求时，应适当延长观测 期。 3、评估师发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，应进行必要的 检查。 四、观测点的布置和要求 1、隧道内一般地段沉降观测面的布设根据地质围岩级别确定，一般情况下Ⅲ级围岩每400m、Ⅳ级围岩每300m、Ⅴ级围岩每200m布设一个观测断面。地应力较大、断层破碎带等不良和复杂地质区段适当加密布设。 2、隧道洞口至分界里程范围内至少布设一个观测断面。 3、洞门明洞交界处、明暗交界处、围岩变化段及变形缝位置应至少布设两个观测断面，观测断面分别位于洞门明洞交界处、明暗交界处、围岩变化段及变形缝位置5m。 4、隧道洞口若有基础换填段落，该段落内至少布设一个观测断面。 5、隧道工程完工后，每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对沉降观测点，原则上设于高于盖板0.3m处。观测点埋设参照图4-1进行。 五、观测精度 沉降水准的测量精度为±1mm，读数取位至0.1mm。 六、沉降观测频次 （1）沉降观测的开始时间是在仰拱施工结束后立即进行，至隧道沉降稳定，进行定期观测并详细记录观测资料、绘制沉降时程曲线。

隧道沉降观测作业指导书

沪昆客专T J3标隧道工程 编号：Y F B- 沉降观测作业指导书 单位： 编制： 审核： 批准： 2012年2月10日编制 2012年3月1日实施

沉降观测施工作业指导书 1.适用范围 1.1适用范围 适用于沪昆客专云南段TJ3标一分部隧道、桥梁的施工。 1.2编制依据 1、《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158 号）； 2、《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）； 3、《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）； 4、《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8-2007）； 5、《铁路客运专线竣工验收暂行办法》（铁建设[2007]183）； 6、《客运专线无砟轨道铁路施工技术指南》（TZ216-2007）； 7、《工程测量规范》（GB0026-93）； 8、沪昆铁路客运专线工程设计文件； 9、《全球定位系统GPS铁路测量规程》（TB1054-97）； 2.作业准备 2.1内业技术准备 在施工前组织沉降观测人员认真学习沉降观测各项要求，。 2.2外业技术准备 修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足人员生活办公需要。拌合站、便道、场地满足施工需要。 3.技术要求 3.1沉降变形测量等级及精度要求 沉降变形测量等级及精度要求按下表执行：

3.2沉降变形监测网主要技术要求及建网方式 3.2.1、垂直位移监测网主要技术要 垂直位移监测网主要技术要求按下表执行： R-检测已测测段长度，单位km； 3.2.2垂直位移监测网建网方式 线下工程垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求（国家二等水准测量）施测，根据沉降变形测量精度要求高的特点，以及标志的作用和要求不同，垂直位移监测网布设方法分为三级： 1）基准点。要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，同大地测量点的比较，要求具有更高的稳定性，其平面控制点一般应设有强制归心装置。本管段的基准点为中铁第四勘察设计院提供的二等水准点，并根据二等水准测量要求对这些点进行复测全部满足要求。 2）工作基点。这些点在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点，同基准点一样，其平面控制点应设有强制归心装置。工作点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。本管段加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右，基本保证本管段线下工程垂直位移监测需要。 沪昆客专三标一分部工作基点一览表

隧道监控量测观测标埋设要求

隧道监控量测观测标埋设要求 根据10月14日隧道监控量测现场检查结果，各隧道监控量测观测标均未严格按照要求进行埋设，为加强本标段监控量测工作管理，保证监控量测作业满足规范要求，确保隧道工程施工安全，监控量测标志埋设要求进一步明确如下： 1.地表沉降观测标 1.1埋设时间 地表沉降观测标志应在隧道正洞开挖施工前埋设，并于正洞开挖前及时采集初始读数。 1.2断面布置 地表沉降断面应超前隧道开挖面至少30米，地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一里程。一般情况下，地表沉降测点间距按下表要求布置： 地表沉降测点横向间距为2～5m，隧道开挖范围内地表沉降点横向间距按2m要求布设，开挖范围外按照5m要求布设。在隧道路线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于H+B，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。 岩石地段地表沉降观测标志埋设入岩深度不小于0.5m，黄土地段地表沉降观测标志埋设深度不小于1.0m。采用钻孔的方式进行埋设并用混凝土进行加固，观测标直径不小于20mm。

图1.2.1 地表沉降横向测点布置示意图 注：上图中H为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。 2.洞内监控量测观测标 2.1埋设时间 洞内拱顶下沉及净空变化监控量测观测标应在隧道开挖后12小时内布设，并及时读取数据，最迟不得大于24小时。 2.2断面布置 顶拱下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上。拱顶下沉测点应布置在隧道轴线上，偏差不大于3cm，隧道拱顶下沉及净空变化测点断面按下表要求布置： 注：Ⅱ级围岩视具体情况确定间距。 根据《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）及隧道工程监控量测设计图纸要求，本标段隧道均采用三台阶法进行开挖，隧道监控量测顶拱下沉测点及周边收敛测点埋设形式如图2.2.1所示：

铁路隧道地表沉降监测及数据分析

铁路隧道地表沉降监测及数据分析 [摘要]：隧道监控量测在整个铁路隧道施工具有重要作用。文章以新歌乐山隧道地表沉降监测项目为例，阐述了测桩点的布设、现场监测方法、数据获取与处理，并对数据做出合理判断分析和有益探讨，对实际生产工作具有一定指导意义。 [关键词]：铁路隧道施工监控量测地表沉降数据分析 0引言 隧道监控量测贯穿于整个隧道施工过程中，是一项非常重要的工作。监测的目的主要包括：保证施工安全；预测施工引起的地表变形；验证支护结构设计，指导施工；总结工程经验，提高设计、施工技术水平。 隧道地表沉降是隧道工程应进行的日常监控量测的必测项目。本文以新歌乐山隧道地表沉降为例，阐述了监测项目现场操作具体过程、数据获取及处理方法。 1新歌乐山隧道工程概况 新歌乐山隧道属新建兰渝铁路引入重庆枢纽工程，位于既有渝怀线歌乐山隧道左侧约25～50m，设计时速120km/h。隧道进口里程K1106+280，出口里程K1108+547，全长2267m。隧道进出口为浅埋段，洞顶覆盖层仅4～8m，出口洞顶及周边有大量民房，且下穿公路，出口段约300m采用非爆破法开挖。不良地质有岩溶、煤窑采空区、富水软弱围岩，特殊岩土为盐溶角砾岩及石膏。施工难度极大，安全风险高，为极高风险隧道，如图1所示。 图1 新歌乐山隧道现场图图2新歌乐山隧道地表下沉测点布设示意图 2. 地表沉降 隧道洞口浅埋层覆盖薄，堆积松散、自身稳定性差。在施工过程中易受自重、雨水和施工爆破的影响，极易发生坍塌，沉降等大变形事故，威胁隧道的整体稳定。隧道开挖后，洞口浅埋段地层中的应力扰动区延伸至地表，围岩力学形态的变化在很大程度上反映于地表沉降，且地表沉降可以反映隧道开挖过程中围岩变形的全过程。因此，必须对地表沉降情况进行严格的监测和控制，保证施工安全。 3. 监控量测方案设计

隧道沉降观测方案

中交第一公路工程局有限公司 CHINA FIRST HIGHW A Y ENGINEERING CO.,L TD. 新建沪昆铁路客运专线长沙至昆明段（贵州）CKGZTJ-4 标二工区 隧道沉降变形观测方案 中交第一公路工程局有限公司沪昆客专贵州段工程指挥部二工区 二○一一年一月

目录 一、 ........................................................................................................................ 总则 3 二、 .............................................................................................. 主要依据的标准及规范 3 三、 ......................................................................... 沉降变形监测网建立及测量技术要求 3 四、一般规定 (4) 五、沉降观测的内容 (4) 六、沉降观测点的布置 (4) 七、观测精度 (5) 八、沉降观测频度 (5) 九、分析评估方法及判定标准 (6) 十、组织与管理 (7)

一、总则 1、为指导沪昆客运专线贵州段土建工程四标段二工区做好施工期间的沉降观测，通过对隧道工程的沉降观测资料进行分析，预测工后沉降，确定无碴轨道的铺设时间，评估路基工后沉降控制效果，确保无碴轨道结构的安全，制定本方案。 2、无碴轨道铺设条件评估的重点是线下工程的变形，评估综合考虑沿线路方向各种结构物间的变形关系进行实施。 3、基础工程的沉降观测数据必须采用先进、成熟、科学的检测手段取得，且必须真实可靠，全面反映工程实际状况。 4、本规定适用于施工期及正式验收通过前的沉降观测评估工作。 二、主要依据的标准及规范 1、《客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建[2006]158号）； 2、《高速铁路工程测量规范》及条文说明（TB10601-2009）； 3、《工程测量规范》（GB50026－2006） 4、《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006 5、《客运专线铁路变形观测评估技术手册》工管技2009-77号 6、沪昆客专隧道设计图纸 三、沉降变形监测网建立及测量技术要求 1、沉降监测网的建立、精度要求等应符合相关规范的要求； 2、沉降监测网应在施工高程控制网的基础上进行加密建立，按二等水准测量的精度和测量方法要求进行施测。 3、观测前，对所使用的仪器和设备，应进行检验校正，并保留检验记录。 4、在沉降观测基准网建立后，应对水准基点做好保护工作，发现丢桩或桩位有移动现象，应尽快恢复和补测桩点。另外，应定期对沉降观测基准网进行复测，提出复测成果，复测周期不大于3个月。 5、应使用精度不低于DSZ1的自动安平水准仪或DS1的气泡式水准 仪， 水准标尺应采用与之配套的带有两排分划的线条式铟瓦合金标尺，水准仪和水准标尺各项技术指标应符合《国家一、二等水准测量规范》有关规定，在沉降观测前和沉降观测过程中的规定时间段应对仪器和标尺进行标定。 6、沉降观测置镜点、观测路线、观测人员、观测设备一般应固定，

隧道监控量测观测标埋设要求(仅供参考)

一．地表沉降监测点 在与隧道中线垂直的横断面上布置监控量测测点,间距2～5m，在一个断面上布置7～11个点，靠近中线位置测点适当加密，量测范围为中线两侧不小于HO+B,明挖段量测范围为基坑开挖边线两侧不小于3倍开挖深度。其测点布置如下图所示。

地表沉降测点纵向间距 测点埋设：在地表开挖90cm 深基坑，浇筑混凝土基础，同时放入长300mm ，直径22mm 的圆头钢筋，外露5mm ，四周填实。在开挖影响范围以外设置水平基准点2～3个,水平基准点埋设方法见"基准点布置示意图"。 基准点布置示意图（单位cm ）

二．洞内监控量测 1.洞内观察 开挖后及初支后及时采用肉眼观察和地质罗盘仪对开挖面揭示的地质情况进行描述，包括围岩岩性、岩质、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落掉块现象、有无渗漏水等；初期支护状态包括喷层是否产生裂隙、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈进行观察分析。详细描述、记录、并予以评估，作为支护参数选择的参考及量测等级选择的依据。 2.洞内净空收敛监测点 净空收敛点量测断面间距根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性确定，参考下表确定。 必测项目监控量测断面间距表 净空收敛量测点距开挖面应小于1～2m，在每次开挖后尽早埋设读数，初始读数应在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h，而且在下一循环前必须完成初期支护变形的读数。

测线布置和数量与地质条件、开挖方法、位移速度等因素有关，本段隧道施工工法包括全断面法、台阶法、三台阶法、三台阶临时仰拱方法、六步CD法，其主要布置形式见图“拱顶下沉和净空收敛测线布置图” 3.拱顶下沉监测点 拱顶下沉量测断面间距、量测频率、初读数的测取等同收敛量测。每个断面布置1～3个测点，测点设在拱顶中心或其附近。量测时间应延续到拱顶下沉稳定后。主要布置形式见图“拱顶下沉和净空收敛测线布置图” 洞内监控量测点不得焊于钢拱架上，必须单独打孔直接安装于岩体中，预埋测点由钢筋加工而成，采用冲击电锤或风钻钻孔，埋入钢筋采用直径不小于16mm的螺纹钢，前端外露钢筋（外露部分不得小于6mm）与正方形钢板焊接（60*60），然后贴上反射膜片（50*50）。测点用快凝水泥或锚固剂与围岩锚固稳定，埋入围岩深度不小于20cm，若围岩破碎松软，应适当增加测点埋入深度不得小于50cm。

隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究

隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究 发表时间：2018-10-01T19:32:49.427Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：杨辉彪[导读] 摘要：在隧道施工容易引起地面沉降等问题，这就需要加强对地面沉降原因和控制方法的研究工作。 身份证号码：51130319861226xxxx 四川省南充市 637000 摘要：在隧道施工容易引起地面沉降等问题，这就需要加强对地面沉降原因和控制方法的研究工作。本文首先探究隧道地面沉降机理，分析沉降的主要原因，进而提相应的控制措施，旨在保障隧道施工安全性。 关键词：隧道施工；地面沉降；原因；控制措施隧道工程作为完善交通网络的重要一环，让人们的出行、商品运输更加方便、快捷。在实际施工过程中，往往会产生隧道地面沉降问题，会对周围结构和地下设施造成严重的破坏。虽然很多仪器都能够测试隧道的沉降量，也有很多文献阐述了隧道沉降机理，但是却没有考虑到隧道沉降会随着时间变化而变化。这就需要工作人员对隧道地面进行实时检测和观察，分析隧道地面沉降的是否均匀、动态，这样 才能够针对性找出控制方法，保证隧道工程保质保量的按期完工。 1地铁隧道施工引起的地面沉降机理当今隧道施工都是采用盾构施工法，在实际施工过程中的开挖面会释放应力、附加应力，从而导致地面出现弹塑变形等问题，也就是引发地面沉降问题。沉降通常是在开挖卸载时开挖周围土体向隧道内涌入从而造成地面下沉；支护结构空隙闭合导致地面下沉；管片衬砌结构自身变形造成地面下沉；隧道结构整体地面下沉。这些下沉问题可以统称为开挖地面下沉问题。盾构法在实际应用中主要包括开挖沉降、固结沉降、次固结沉降，其中次固结沉降是一个长期控制的过程，特别是在隧道运营期间，需要考虑沉降的动态变化。盾构施工会造成地层损失和隧道周围受到扰动或剪切力破坏出现土体再次固结，这也是导致隧道沉降的根本原因。 2导致隧道施工引发沉降的因素第一，在隧道施工过程中可能遇到软弱围岩、富水砂层等问题，如果对此类问题没有进行及时处理，拱顶塌方等问题就会导致地面沉降。通常情况下，隧道软弱围岩都是Ⅴ级、Ⅵ级，如果所应用的施工方法不够合理、支护不够及时、前期支护无法快速闭环，就会产生掉块、塌方、冒顶等问题。同时，在隧道开挖过程中遭遇了富水砂层没有提前进行加固处理，同样会造成沉降，沉降程度与含水量有直接关系。第二，扰动土固结问题。如果开挖面涌水或衬砌出现漏水问题时，会导致地下水位下降，因此导致土体下降（地基下降），造成这一问题主要是因为地基有效应力增加，从而导致固结沉降问题。第三，地面损失。在盾构施工中会出现地层损失，并且收到了剪切力影响出现固结沉降问题。地层损失会导致土体开挖到竣工阶段产生的体积差，因此周围土体在弥补地层损失中产生了地层位移问题。导致地层损失的主要因素为：①开挖土体移动。在盾构掘进过程中，由于土体水受到水平支护应力较小的情况（小于原始测量力），土体就会朝向盾构内侧移动，从而导致地层损失问题，导致地面下降；在盾构突进时，如果正面土体侧压力在原始侧向力之上，会让土体产生上、前移动，同样会造成土层损失，导致都够前上方的土体隆起。②盾构后退。盾构施工过程中往往会出现暂停推进的情况，如果此时盾构千斤顶出现漏油回缩就会导致后退问题，导致土层面坍落、松动问题，出现地面损失问题。③土体进入到盾尾空隙。在施工中如果盾尾后隧道外部空隙中压浆不够及时，会导致压浆压力或压浆量不足等问题，这时的盾尾周边土体会打破原始三维平衡状态，土体朝向盾尾空隙当中移动，造成地层损失问题。④推进方向改变。盾构施工当中会产生曲线推进、抬头等情况，理论上开挖面是圆形，但实际上缺失椭圆，从而引发地层损失。 3隧道施工引起的地面沉降控制方法 3.1加强开挖面控制工作 在隧道开挖过程中如果遇到软弱围岩情况，需要保证施工的稳定性，进尺要短、控制爆破力度、快速封闭、定时测量，特别是针对Ⅴ级、Ⅵ级围岩，需要采用双侧壁导坑法、CD施工法、CRD施工法进行，加强循环进尺的控制工作，严格控制每一个开挖循环、支护循环，避免因提高施工效率而贸然挖进。在应用土压平衡掘进过程中，需要保证开挖面呈现出流塑状态，加强开挖面的控制工作，采用输送机并调整复数装置平整，保持碴仓土一定的压力，这样即可抵抗开挖面的土压和水压。如果出现水体，可以应用螺旋输送机和碴仓土进行止水，配合同步注浆系统和二次注浆操作进行控制。这样即可保障盾构开挖面的稳定性，避免地下水流出问题，从而实现地面沉降控制的目的。在应用土压平衡掘进过程中，碴土需要保持良好的流塑形态、稠度适中、摩擦角要低、渗透性要低，如果无法满足这些要求，可以对混合仓、螺旋输送机、开挖面中加入外加剂，实现软塑化处理，提高挖图器械性能，保证流动性。对于一些黏土地面（渗透小、易流动、摩擦力小），可以采用刀盘切下或螺旋输送机搅拌后提高流塑性。同时，针对砂性土止水性差的问题，如果开挖掘进水压较高，会产生地面涌水问题，这就需要注入一定量的添加剂，提高止水性，保证开挖面水压和土压，维持表面的稳定性。在实际应用中，将膨润土和泡沫注入到输送机口中，必要情况可以向盾壳上注入，这样可以填补盾壳空隙，从而起到控制沉降的目的。 3.2控制注浆量 注浆加固能够有效应对砂层、富水砂层问题，从而填补土体缝隙，减少沉降量问题。在隧道施工中，注浆防沉控制已经成为应用最为广泛的技术，如果不填充浆液，会导致沉降体积等于地面损失。理论上注浆率（填充率）达到100%即可控制地面沉降，但由于实际影响因素较多，通常注浆率要高于100%，甚至达到了200%以上（效果不够明显，因此不需要盲目注浆导致材料浪费）。在淤泥类黏土注浆中，每立方米采用2.3-2.7L浆液即可，浆液稠度控制在10左右；如果是粉质砂土层，每立方米注入0.1L浆液即可；针对不同深埋地区浆液量需要所有增加。浆液压入时间需要和管片脱开同步进行，否则只能控制上部沉降，无法控制下部土层沉降问题。在实际操作过程中，可以根据每环注浆量计算出手按次数；根据掘进速度计算出手按间隔时间，这样即可保证掘进工作和注浆工作同时结束。 3.3地层失水控制 由于地下水流动会产生砂土位移问题，导致砂土间隙缩小、水位下降，从而提高了土体内部应力，出现固结问题，表面沉降。由于砂土渗透性强，仅凭借土仓和络酸输送机压缩不能起到良好的效果，这就需要结合实际情况进行施工。在掘进过程中需要关注开挖面出水情况，如果碴土稀、水量大问题时，需要关闭螺栓输送机舱门，加入泡沫或膨润土外加剂，从而补充空隙，提高土层的止水性。在注浆过程中，需要保证管片壁注入量充足，对周围土体加固，从而起到止水目的，避免管片背后漏水。在通过富含地下水的地层时，需要让盾构机快速通过，并且在刀盘前方注入泥浆，在管片背后注入玻璃双浆液，这样可以封堵地下水，避免因为水量过多产生沉降问题。 4结束语

地面采空区沉降观测设计方案

地面采空区沉降观测设计方案 一、设计情况说明 根据煤矿有关规定，煤矿采煤工作面对应的地面区域必须进行沉降观测，根据沉降观测数据确定地表的沉降程度。 我矿对地面采空区进行了沉降观测点位的布置，在地面北部、中部、南部各设置了一个控制点，作为沉降观测点使用。 二、沉降观测的相关知识 在沉降观测之前，由于采空区距离矿区控制点较远，为方便进行观测以及布点，特在矿区控制点的基础上，在采空区布设沉降观测点。 三、观测时间、方法和仪器 由于地表可能受到影响，因此在进行沉降观测前必须对沉降基准点进行监测，在无影响的情况下，方可进行沉降点观测。每二个月观测一次。 为保证沉降观测数据的精度，进行测量时仪器和测量方法必须一致，施测时必须做到“三固定”，即：固定仪器、固定观测人员、固定的基点和转点，以此减少观测误差，提高精度。日出或日落30分钟前后影响最大，避开此时间段进行测量，雨天严

禁作业。 由于地面的起伏变化较大，故决定采用经纬全站仪代替水准仪进行地面沉降观测。 四、测区特点 由于我矿区地面高低起伏变化较大，作业时会遇见大风、降雨等天气，因此测量工作较为困难。 五、测量标准 在采空区地表中间布设一条控制基线，同时作为沉降观测点使用，共计3个点。其中2个点向采空区两侧布设1个点，1个点在采空区中部，在进行沉降观测时，对其3个点进行观测。 由于采空区地表高低起伏变化较大，基本上为大型山坡，不利于水准测量，因此采用全站仪代替水准仪进行沉降观测。 利用全站仪进行三角高程测量。采空区地表沉降基准点和沉降观测点使用全站仪进行测放，保证沉降基准点的牢固性，同时对所有点进行坐标测量，找出相对位置，在以后的观测中，若发现点位位移，必须立即进行重新布设和测量。 六、数据对比分析 根据每次测得的沉降观测点的高程，分析采空区地面的沉降规律和沉降速度，根据这些规律采取措施，降低地面的沉降速度。

隧道基础沉降观测研究

隧道基础沉降观测研究 摘要：隧道的纵向沉降及其不均匀性，将会引起隧道结构的附加内力、变形，对接头防水构成威胁。隧道的长期沉降监测数据可以反映纵向沉降在长期运营中的发展情况，沉降分析结果是隧道安全性和运营时间评估的基础资料，有利于发现隧道内部结构变形或外部地层变化可能存在的隐患，从而及时采取有效工程防治措施，避免灾难性事故的发生。 关键词：隧道工程；基础沉降；沉降观测 abstract: the tunnel longitudinal settlement and its irregularity, will cause the tunnel structure of the additional internal force and deformation of joint waterproof pose a threat. tunnel long-term settlement monitoring data can reflect the vertical settlement in long-term operation of the development situation, settlement analysis result is tunnel safety and operation time to evaluate the basic information, which is beneficial to find inside the tunnel structure deformation or external formation change possible hidden danger in time, so as to take effective prevention and control of engineering measures, avoid catastrophic accidents. keywords: tunnel engineering; foundation settlement; settlement observation.

隧道沉降观测方案

. 京沪高速铁路 施工方案报审表（TA1） 工程项目名称：京沪高速铁路施工合同段：JHTJ-3标段七工区编号：

注：本表一式5份，承包单位2份，监理、咨询、建设单位各1份；如不需要咨询或建设单位签署意见，则去掉该栏目。 . . 观测方案龙山隧道沉降变形一、工程概况 1 隧道概况 1．，出 口里程口里程DK570+880间。进本隧道位于曲阜至徐州区的下坡，3.5‰12‰的上坡和全长390m。隧道内的坡度为，DK571+270出，竖曲线 DK571+193.75段设置R=25000m的DK570+880隧道进口至约山口村侧距张位穿张山口小学，线位右出口段口段位于曲线上，线。50m，隧道洞身最大埋深52m 概况及水文地质1、2工程地质质1 工程地1、2、岩，花岗主要是斜岩。Ⅱ级长围岩有Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级围龙山隧 道风掳体，微夹石英岩脉，局部有角闪石捕中粗粒结构，中细粒结构，风结构，弱花岗岩，中粗粒块状砌体结构。Ⅲ级主要是斜长化，呈大石土，灰白色，松散，块主要是表层位化，呈碎石状松散结构。Ⅳ级夹构，粒结长花岗岩，中细花潮湿，块石成分为斜长岗岩，下部位斜结构。风化，呈大块状砌体体，微石英岩脉，有角闪岩捕掳表地质

. . 、1、22 水文地质普通混凝土不，对隧道洞身有少量基岩裂隙水，由大气降水补给蚀性。具侵术标准观测方案依据的规范、技二．沉降设建（术指南》铁路无砟轨道铺设条件评估技《客运专线铁号）[2006]158[2006]189设铁建暂测量行规定》专线《客运无碴轨道铁路工程号 GB/ T12897-2006 范》量规《国家一、二等水准测 JGJ/T8-2007）量规程》（《建筑沉降变形测99 —规量范》TB 10101《新建铁路工程测[2005]160建设铁收暂行标准》质《客运专线铁路隧道工程量验号TZ214-2005 指南》路隧道工程施工技《客运专线铁术施方案》评估实及形下工程沉降路《京沪高

地表沉降观测办法

西石门铁矿 地表塌陷、断裂变形的观察办法（试行） 根据国家地质灾害防治条例的相关条例和局、矿的有关规定，以及结合我矿长期的观测经验。对我矿开采范围内各大采区因采矿出现的采空塌陷区和裂隙变形情况与马河沉降变形情况和尾矿库的监测情况。我矿地测科特制定了相关检测方法及观测结果整理的办法，以顺利有效地把灾害检测工作做好。能够准确地把观测结果上报有关部门以便采取积极有效措施，以防发生重大的灾害事件。 一、观测要求： 1、仪器：全占仪，精度±2″，钢尺。 2、观测时间：以长期固定检测与定期巡查和汛期强化检测相结合的方式进行。长期固定检测一般为每月两次，雨后加测，雨季加密为每周一次；定期巡查一般为每月进行一次。 3、观测点的设置：沉降观测点要布置在能反映沉降特征且方便观测的位置，一般采用条带型和十字型观测网，布置观测点使用钢钉和混凝土埋桩的方法。 4、沉降观测的五定：点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时环境条件要基本一致；观测方法、路线要固定。 5、沉降观测成果的整理：作好原始记录，检查原始记录是否正确，精度是否合格，计算出变化值。然后填入沉降观测表中，绘制出沉降与时间的曲线图。

6、沉降结果的上报：要定期将观测结果上报有关部门，如出现较大的变化时应及时上报，以便及时采取措施，防止出现重大灾害事件。 二、观测位置： 1、北采区：在北大坑南布置一条近东西向的观测线，10余个观测点；间距10-20；观测点采用混凝土现场浇注设桩。每年一季度末对塌陷区的面积、深度和断裂变形的范围进行观测。变形观测线一般情况下每三个月观测一次，每月巡查一次，在雨季或地表巡查发现变化变化较大时可随时加密观测次数。 2、中采区：在塌陷坑东侧布置布置一条近东西向的观测线，10余个观测点，观测方法与北采区相同。 3、南采区：南区塌陷坑已基本用废石充填完毕，没法设置观测点，但在一些地段也存在着裂隙变形和小面积的塌陷。变形观测线一般情况下每三个月观测一次，每月巡查一次，在雨季或地表巡查发现变化变化较大时可随时加密观测次数。 4、马河沉降区：在马河的沉降变形部位，位于马河河床内及马河北岸，对我矿安全生产构成极大地危险，为指导安全渡讯和治理维护的需要，在该部位布置三条主观测线及三条辅助观测线及散点；观测点的间距为10-20米；观测点采用在混凝土面上击注钢钉和埋设混凝土桩等方法。观测时间：汛期（7～8月）每10天观测一次，汛期后的两个月（9～10）每20天一次观测一次。其他月份每30天观测一次。在马河的两岸设置径流水位标志，为有关部门提供观测的数据。 5、尾矿库的观测：沿坝体轴线方向上布置一纵一横观测线，一纵：从底部堆石坝至沙棘林带的下沿，设5个观察点。一横：在411米坝面公

隧道变形监测方案-新

隧道变形监测方案 1、目的 为明确隧道内变形观测的作业内容，规范技术细节及作业程序，总结隧道结构变形规律，为隧道结构维修养护提供依据，指导津滨轻轨隧道变形观测工作进行，从而保证行车安全，特制订本预案。 2、适用范围 2.1适用于津滨轻轨隧道变形观测的相关工作； 2.2线桥室从事变形观测的相关工作人员须依据本方案开展各项变形观测工作。 3、职责分工 隧道变形工作由线桥室主任及安技主管进行监督指导，桥梁维修主管负责变形观测工作的全面管理与协调，桥梁检测工程师协同隧道工程师、桥梁维修工程师负责隧道变形观测的相关技术工作，并由桥隧检测工区负责具体实施。 4、参考依据 《建筑变形测量规程》 《地下铁道、轨道交通工程测量规范》 《地下铁道工程施工及验收规范》 5、变形观测工作内容 5.1隧道沉降观测 监测隧道结构的沉降，主要是监测隧道结构的底板沉降，实质上是对道床的监测，主要包括区间隧道的沉降监测以及隧道与地下车站交接处的沉降差异监测。运营测量采用的坐标系统、高程系统、图式等与原施工测量相同。 5.1.1监测基准网 监测基准网是隧道沉降监测的参考系，由水准基点和工作基点构成，网形布设成附合水准路线或沿上、下行线隧道布设成结点水准路线形式，采用国家二等水准测量的观测标准进行。水准基点采用隧道线路两端远离测区的国家II等水准点，在沿线车站内和联络通道处布设工作基点，每个车站布设4个工作基点，联络通道处布设2个工作基点，水准基点与车站内、联络通道处工作基点共同构成监测基准网，如图1所示。基准网的高程值由国家水准点引入，每季度校核一

次，分析工作基点的稳定性；然后，再通过车站内两侧的工作基点，采用附合水准路线对每段隧道结构进行沉降观测。 图1 监测基准网示意图 5.1.2沉降监测点 津滨轻轨地下结构由明挖段和盾构组成，明挖段沉降监测点按施工浇筑段每段设4个点，分别布设在左右两侧墙上。具体布置见图2。 图2 明挖段沉降监测点布置示意图 为方便以后长期的位移监测工作，隧道内沉降监测点布设在隧道中线的道床上，隧道直线段每隔30m设一个测点，曲线处根据曲线半径大小设置测点间距，半径为400m曲线处每隔12m设一个测点，半径为800m曲线处每隔18m设一个测点，半径为2000m曲线处每隔30m设一个测点。具体布置见图3。

浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降规律分析

摘要：为了研究大连地铁２０２标段促进路站－春光街站暗挖区间人工素填土地段单双线隧道施工地表沉降规律，通过现场实测和数据分析整理的方法，在地铁隧道开挖期间建立了地表沉降监控量测测站，运用精密水准仪进行３个月的监测，监测结果表明浅埋暗挖隧道在开挖期间地表沉降最大位置处于隧道中心线的正上方，沉降量约为２５．６６～３１．８２ｍｍ．提出了距跨比β的概念，距跨比β的有效工程取值范围－４＜β＜４，地表沉降与距跨比β密切相关，其中－２＜β＜２地表沉降剧烈阶段，约占整体变形的６７．５～７７．６％，沉降速率约达０．８４～０．９３ｍｍ／ｄ．建议应加强监测频率，增加现场巡视．现场测试结果与文克尔地表沉降计算模型相吻合，监测成果对大连地铁及类似的浅埋暗挖隧道建设有借鉴作用． 关键词：地铁隧道；人工素填土；地表沉降；文克尔沉降模型 ０引言 随着社会经济的迅速发展和城市化步伐的加快，我国的地铁建设进入高速发展时期．在地铁隧道施工过程中不可避免地扰动隧道周围的地层，产生地表沉降，严重时将影响到周边建筑物和地下管线的安全［１－３］．国内外学者展开了许多地铁隧道施工引起地表沉降变形方面的研究［４－５］，对指导工程建设具有重要的理论与实际意义．由于大连地铁２０２标段促春区间是在人工素填土层中的地铁隧道施工，地层含水量大，地层软弱，底下管线密布，因此，对人工素填土地层中隧道施工引起的地表沉降规律进行总结研究，有着非常重要的理论和现实意义． １工程背景 大连地铁２０２标段促进路站至春光街站区间设计范围为里程ＤＫ１１＋３６５．９４５～ＤＫ１２＋０１３．３５０，区间地貌为剥蚀低丘陵、冲洪积沟谷，地形起伏较大，整体上看中央高，两侧低，地面高程７．６９～２２．７８ｍ．沿线穿越街道、工厂、居民住宅区，建筑物密集，管线、管道众多．本文以暗挖区间为主要研究对象，右线先于左线开挖．左、右线隧道长分别为７３２．１２７ｍ和７３４．２７３ｍ．隧道主体横断面为单拱圆形断面，断面尺寸为６．３×６．５ｍ．隧道范围内上覆第四系人工堆积层（人工堆积素填土、杂填土层），第四系全新统冲洪积层（卵石层），第四系上更新统坡洪积层（粉质粘土），下伏震旦系五行山群长岭子组强（全风化岩、强风化岩、中风化岩）．隧道断面范围上方自上而下分别为：素填土（０．５０～１１．００ｍ）和杂填土层（１．４０～８．５０ｍ），卵石层（０．７０～１３．３０ｍ），粉质粘土（１．１０～１１．００ｍ），全风化岩（２．２０～２９．６０ｍ）．采用新奥法台阶法施工，上、中、下三个台阶依次进行施工，每次进尺１ｍ．暗挖结构超前支护采用超前小导管注浆对地层进行预注浆加固．施工后，及时进行隧道初期支护，支护方式采用立钢拱架和挂钢筋网喷混凝土方法，初期支护贯通后即采用二次衬砌． ２地表沉降监测方案 在隧道地表上方每隔３０ｍ布置一个观测断面，每个断面布置１２个点，沿着隧道轴线垂直方向地表均匀布置，间距为１．５ｍ，采用莱卡ＤＮＡ０３电子水准仪按照二级水准要求进行地表沉降观测，自从２０１１年１１月１日到２０１２月１月３１日，共计９０天的观测，为了便于分析，选取ＤＢ０３、ＤＢ０４、ＤＢ０５个断面数据进行分析． ３监测结果分析 ３．１右线隧道开挖沿着隧道方向地表沉降分析 为了便于分析总结规律，以监测断面为基准，当掌子面通过监测断面后，掌子面与监测断面的距离为正值；当掌子面未通过监测断面时，掌子面与监测断面的距离为负值．设掌子面与监测断面间的距离为Ｌ，隧道拱径为Ｄ，即为拱跨，定义Ｌ／Ｄ比值为距跨比β，即 β＝Ｌ／Ｄ（１）

隧道监测方案

宁波穿山至好思房公路7合同段施工监测实施方案 编制： 审核： 批准： 中铁隧道集团有限公司 宁波穿山至好思房公路第7合同段 二○一○年一月

目录 1编制依据 (2) 2七合同段工程概况 (2) 3隧道概况 (2) 4监测控制网的布设、数量 (3) 5监测项目精度和频率 (3) 5.1隧道监测项目 (3) 5.2 测点布置 (4) 5.2.1隧道地表沉降监测 (5) 5.2.2隧道水平收敛监测 (6) 5.2.3隧道拱顶沉降监测 (8) 5.2.4锚杆拉拔力监测 (9) 5.2.5隧道围岩压力监测 (10) 5.2.6隧道钢筋应力监测 (11) 6主要监测项目监测频率及监控标准 (12) 7变形管理等级 (17) 8监测反馈及信息化施工管理 (18) 8.1监测数据分析 (18) 8.2监测信息反馈程序 (20) 8.3监控量测组织机构 (20) 8.4监控量测技术要求和质量保证措施 (21) 8.5成果上报对象和时限 (22) 8.6紧急情况下的监测应急预案 (23) 9.监测点的保护措施 (24)

1编制依据 宁波穿山至好思房七段监测方案编制依据如下： （1）“宁波市公路路隧道土建工程第七合同段”项目施工图设计； （2）《公路隧道设计规范》（JTG D70--2004）； （3）中华人民共和国国家标准《公路隧道工程测量规范》（GB50026-2007）； （4）中华人民共和过国家标准《公路隧道工程施工及验收规范》（JTJ042-94）； （5）《锚杆喷射混凝土与支护技术规范》（GB50086-2001）； （6）《爆破安全规程》（GB6722-2003） （6）《工程测量规范》(GB50026-2007)； （7）《公路隧道新奥法指南》； （8）《建筑变形测量规范》JGJ8-2007； （（9《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ/73-08； （10）《宁波市公路隧道7段详细勘察阶段岩土工程勘察报告》； （11）现场踏勘数据及本单位多年来在岩土工程安全监控量测方面的经验、水平、。现有量侧设备 2七合同段工程概况 宁波穿山至好思房公路工程第7合同段起讫桩号K29+100～K31+680（以 左线计），路段全长 2.58km。本合同段起于北仑区大碶镇钱家村北侧与第6 合同段终点顺接，设置隧道穿过望娘岗、黄梅山至本标段终点宁波枫林绿色 能源有限公司垃圾填埋场东北侧。目前根据施工图纸的情况对望娘岗区间隧 道进行简单监测介绍。 3隧道概况 3.1北仑区大碶镇钱家村北侧起讫里程K29+100～K31+680，路段全长2.58km 其中望娘岗隧道ZK29+420～ZK31+050段长左右洞平均1615m，黄梅山隧道ZK31+245～ZK31+670 段长左右洞平均389m。