摘要：淺埋暗挖法施工時(shí)環(huán)境監(jiān)測和原型監(jiān)測方案布置直接影響著工程安全，通過對暗挖結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的監(jiān)控，掌握圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài)，確保了施工安全。
　　關(guān)鍵詞：監(jiān)測 測點(diǎn) 控制
　　1 工程概述
　　南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程古運(yùn)河樞紐古運(yùn)河樞紐穿石太高速公路暗挖段，起點(diǎn)樁號為(237+442.6)″,終點(diǎn)樁號為(237+522.6)″，本工程為三孔一聯(lián)鋼筋混凝土拱涵，長80m，結(jié)構(gòu)凈空為6.6×8.2m(寬×高),主要工作內(nèi)容是土方洞挖25813.2m3,初期支護(hù)混凝土3300m3,襯砌模注混凝土C30W6F150(二級配)9202.4 m3 ,鋼筋制安1031.9t(不包括初期支護(hù)鋼筋用量)。
　　2監(jiān)測目的
　　通過對暗挖結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的監(jiān)控，掌握圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài)，在對量測數(shù)據(jù)的分析處理和必要的計(jì)算和判斷后，于設(shè)計(jì)和施工，確保施工安全以及石太高速公路的正常使用。
　　3監(jiān)測方案設(shè)計(jì)
　　3.1監(jiān)測方案設(shè)計(jì)原則
　　3.1.1本工程監(jiān)測方案以安全檢測為目的，根據(jù)施工步序、地段和參數(shù)等確定監(jiān)測項(xiàng)目、監(jiān)測儀器及精度、測點(diǎn)布置等項(xiàng)目，監(jiān)測頻率及變形速率為主要的報(bào)警值，針對監(jiān)測對象安全穩(wěn)定的主要指標(biāo)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。
　　3.1.2本工程項(xiàng)目監(jiān)測點(diǎn)的布置應(yīng)能夠全面地反映監(jiān)測對象的工作狀態(tài)。
　　3.1.3采用先進(jìn)的儀器、設(shè)備和監(jiān)測技術(shù)，如計(jì)算機(jī)技術(shù)等。
　　3.1.4各監(jiān)測項(xiàng)目能相互校驗(yàn)，以利數(shù)值計(jì)算，故障分析和狀態(tài)研究。
　　3.2測點(diǎn)布設(shè)原則
　　3.2.1觀測點(diǎn)類型和數(shù)量的確定結(jié)合工程性質(zhì)、地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)要求、施工特點(diǎn)等因素綜合考慮。
　　3.2.2為驗(yàn)證設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)而設(shè)的測點(diǎn)布置在設(shè)計(jì)中特征位置和特征斷面上，為結(jié)合施工而設(shè)的測點(diǎn)布置在相同工況下的最先施工部位，其目的是及時(shí)反饋信息、指導(dǎo)施工。
　　3.2.3表面變形測點(diǎn)的位置既要考慮反映監(jiān)測對象的變形特征，又要便于應(yīng)用儀器進(jìn)行觀察，還要有利于測點(diǎn)的保護(hù)。
　　3.2.4埋測點(diǎn)不能影響和妨礙結(jié)構(gòu)的正常受力，不削弱結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。
　　3.2.5在實(shí)施多項(xiàng)內(nèi)容測試時(shí)，各類測點(diǎn)的布置在時(shí)間和空間上應(yīng)有機(jī)結(jié)合，力求使一個(gè)監(jiān)測部位能同時(shí)反映不同的物理變化量，找出內(nèi)在的聯(lián)系和變化規(guī)律。
　　3.2.6根據(jù)監(jiān)測方案在施工前布置好各監(jiān)測點(diǎn)，以便監(jiān)測工作開始時(shí)，監(jiān)測元件進(jìn)入穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
　　3.2.7測點(diǎn)在施工過程中遭到破壞時(shí)，應(yīng)盡快在原來位置或盡量靠近原來位置補(bǔ)設(shè)測點(diǎn)，保證該點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性。
　　3.3監(jiān)測內(nèi)容
　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求對洞身初期支護(hù)、二襯結(jié)構(gòu)及其受施工影響的周圍環(huán)境。監(jiān)測的項(xiàng)目以位移監(jiān)測為主，同時(shí)輔以應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測，各種監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)相互印證，確保監(jiān)測結(jié)果的可靠。
　　3.3.1建筑物的原型監(jiān)測
　　對于本工程明挖施做的引水建筑物要根據(jù)施工圖紙的要求進(jìn)行監(jiān)測，指導(dǎo)施工，確保結(jié)構(gòu)和施工的安全。原型監(jiān)測工作內(nèi)容包括觀測儀器設(shè)備的采購、運(yùn)輸、驗(yàn)收和保管，儀器安裝前的率定、安裝埋設(shè)和維護(hù)，施工期間觀測資料的整編、觀測儀器設(shè)備和觀測資料的移交。
　　(1)測儀器設(shè)備的安裝和埋設(shè)
　?、賴?yán)格按照施工圖紙和制造廠使用說明書的要求，進(jìn)行儀器設(shè)備的安裝和埋設(shè)。
　　②儀器埋設(shè)中使用經(jīng)過批準(zhǔn)的編碼系統(tǒng)，對各種儀器設(shè)備、電纜、觀測剖面、控制坐標(biāo)等進(jìn)行統(tǒng)一編號，每支儀器均建立檔案卡。
　?、凼┕ぶ胁簧髟斐捎^測儀器設(shè)備的損壞，作好詳細(xì)記錄。
　　(2)施工期觀測及觀測資料的整編
　?、偈┕て谟^測
　　a.儀器設(shè)備安裝完成后及時(shí)記錄初始數(shù)據(jù)，并按監(jiān)理批準(zhǔn)的觀察規(guī)程進(jìn)行施工期觀測。
　　b.在施工觀測期間，按期向監(jiān)理提交觀測資料。
　　c.施工期間，除了按照施工圖紙和監(jiān)理的要求進(jìn)行觀測外，同時(shí)派專人對工程建筑進(jìn)行巡視檢查，并作好記錄。若發(fā)現(xiàn)工程建筑物出現(xiàn)異常情況時(shí)，增加觀測儀器的測讀次數(shù)，并及時(shí)報(bào)監(jiān)理。
　?、谟^測資料的整編
　　a.按照發(fā)包人和監(jiān)理機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的格式將各項(xiàng)儀器的有關(guān)參數(shù)、儀器安裝埋設(shè)后的初始讀數(shù)和全部儀器設(shè)備檔案卡等整編成冊。
　　b.在施工期間及時(shí)整理分析全部觀測資料，繪制測值變化過程線，并將觀測成果分析報(bào)告報(bào)送監(jiān)理。
　　c.根據(jù)監(jiān)理要求和工程安全檢查的需要，按SDJ336-89的規(guī)定，及時(shí)向監(jiān)理報(bào)送工程建筑物監(jiān)測報(bào)告。
　　3.4監(jiān)測項(xiàng)目的實(shí)施
　　3.4.1地表及高速公路路面沉降
　?、疟O(jiān)測儀器
　　NA2002全自動(dòng)電子水準(zhǔn)儀，玻璃鋼瓦尺等。
　　⑵監(jiān)測實(shí)施方法
　?、倩c(diǎn)埋設(shè)：基點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在沉降影響范圍以外的穩(wěn)定區(qū)域，并且應(yīng)埋設(shè)在視野開闊、通視條件較好的地方;基點(diǎn)數(shù)量根據(jù)需要埋設(shè)，基點(diǎn)要牢固可靠。為了保證測量數(shù)據(jù)的可靠性，對基點(diǎn)要定期復(fù)測。
　?、诔两抵涤?jì)算：施工前，由基點(diǎn)通過水準(zhǔn)測量測出沉降觀測點(diǎn)的初始高程H0，在施工過程中測出的高程為Hn，則高差△H=Hn-H0即為沉降值。
　?、菙?shù)據(jù)分析與處理
　　地表及路面沉降量測隨施工進(jìn)度進(jìn)行，根據(jù)開挖部位、步驟及時(shí)監(jiān)測，并將各沉降測點(diǎn)沉降值繪制成沉降變化曲線圖、沉降變化速度、加速度曲線圖。
　　3.4.2拱頂沉降監(jiān)測
　　⑴儀器設(shè)備
　　NA2002全自動(dòng)電子水準(zhǔn)儀及鋼尺等。
　?、票O(jiān)測實(shí)施方法
　?、倩c(diǎn)埋設(shè)：基點(diǎn)埋設(shè)在受施工擾動(dòng)范圍以外的結(jié)構(gòu)物上。
　　②測量方法：觀測方法采用精密水準(zhǔn)測量方法?；c(diǎn)和附近水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測取得初始高程。首次觀測應(yīng)在初支混凝土噴射完成后及時(shí)進(jìn)行，觀測時(shí)，對測點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)兩次觀測，兩次高程之差應(yīng)小于1.0mm，取平均值作為初始值。
　?、鄢两抵涤?jì)算：由基點(diǎn)通過水準(zhǔn)測量測出拱頂沉降點(diǎn)的初始高程H0，施工過程中測出的高程為H0，則高差△H=Hn-H0，即為沉降值。
　　⑶監(jiān)測頻率：開挖面距離量測面L〈10米時(shí)，1次/天;開挖面距離量測面10〈L〈20米時(shí)，1次/2天;開挖面距離量測面L〉20米時(shí)，1次/周。
　　⑷數(shù)據(jù)分析與處理
　　拱頂沉降監(jiān)測隨施工進(jìn)度進(jìn)行。根據(jù)開挖部位、步驟及時(shí)監(jiān)測，并將各沉降測點(diǎn)沉降值繪制成沉降變化曲線圖、沉降變化速度曲線圖。
　　3.4.3凈空水平收斂監(jiān)測
　　⑴監(jiān)測儀器
　　收斂儀等。
　　⑵監(jiān)測實(shí)施方法
　　①監(jiān)測頻率：開挖面距離量測面L〈10米時(shí)，1次/天;開挖面距離量測面10〈L〈20米時(shí)，1次/2天;開挖面距離量測面L〉20米時(shí)，1次/周。
　?、诒O(jiān)測要求：凈空水平收斂在初支混凝土噴射完成后及時(shí)進(jìn)行，4小時(shí)內(nèi)取得初始值，最晚不得超過12小時(shí)。
　　⑶數(shù)據(jù)分析與處理
　　根據(jù)變形值繪制變形-時(shí)間曲線圖和變形-隨開挖距離的曲線變化圖。
　　3.4.4底板隆起監(jiān)測
　　⑴監(jiān)測儀器
　　NA2002全自動(dòng)電子水準(zhǔn)儀，銦鋼尺。
　?、票O(jiān)測實(shí)施方法
　?、倩c(diǎn)埋設(shè)：基點(diǎn)埋設(shè)在受施工擾動(dòng)范圍以外的結(jié)構(gòu)物上。
　?、跍y量方法：觀測方法采用精密水準(zhǔn)測量方法?；c(diǎn)和附近水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測取得初始高程。首次觀測應(yīng)在初支混凝土噴射完成后及時(shí)進(jìn)行，觀測時(shí)，對測點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)兩次觀測，兩次高程之差應(yīng)小于1.0mm，取平均值作為初始值。
　?、潜O(jiān)測頻率：開挖面距離量測面L〈10米時(shí)，1次/天;開挖面距離量測面10〈L〈20米時(shí)，1次/2天;開挖面距離量測面L〉20米時(shí)，1次/周。
　?、葦?shù)據(jù)分析與處理
　　根據(jù)變形值繪制變形-時(shí)間曲線圖和變形-隨開挖距離的曲線變化圖。
　　3.4.5鋼筋應(yīng)力監(jiān)測
　　(1)儀器設(shè)備
　　鋼筋計(jì)及鋼弦式頻率儀。
　　(2)監(jiān)測實(shí)施方法
　　①測點(diǎn)布設(shè)：
　?、跍y試頻率：在埋設(shè)初期1次/天;10天后1次/2天;1個(gè)月后1次/周。
　?、菙?shù)據(jù)分析與處理
　　量測所得結(jié)構(gòu)鋼筋軸力的數(shù)值繪成軸力、應(yīng)力變化曲線。
　　注意事項(xiàng)：安裝時(shí)應(yīng)注意盡可能使鋼筋計(jì)處于不受力狀態(tài)，特別不應(yīng)處于受彎狀態(tài)，將鋼筋計(jì)的導(dǎo)線逐段捆在臨近鋼筋上，引到外露的測試匣中，噴砼或二襯混凝土施作后，檢查鋼筋計(jì)的電阻值和絕緣情況，做好引出線和測試匣的保護(hù)措施。
　　3.5施工監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)
　　在信息化施工中，建立Ⅲ級管理標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測后應(yīng)及時(shí)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，判斷其穩(wěn)定性，并及時(shí)反饋到施工中去指導(dǎo)施工。
　?、蠹壒芾順?biāo)準(zhǔn)表

管理等級	管 理 位 移	施 工 狀 態(tài)
Ⅲ	U0〈Un/3	可正常施工
Ⅱ	Un/3≤U0≤U n2/3	應(yīng)注意，并加強(qiáng)監(jiān)測
Ⅰ	U0〉Un2/3	應(yīng)采取加強(qiáng)支護(hù)等措施

　　表中：U0—實(shí)測位移值，Un—允許位移值，Un的取值，也就是監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國內(nèi)暗挖施工經(jīng)驗(yàn)、有關(guān)規(guī)范及招標(biāo)文件和設(shè)計(jì)要求，提出控制標(biāo)準(zhǔn)見下表。
　　監(jiān)控量測控制標(biāo)準(zhǔn)表

序號	監(jiān) 測 項(xiàng) 目	控 制 標(biāo) 準(zhǔn)	依 據(jù)
1	地 表 沉 降	30mm	招標(biāo)文件、設(shè)計(jì)要求及相應(yīng)的規(guī)范、理論計(jì)算
2	拱 頂 下 沉	設(shè)計(jì)值
3	底 部 隆 起	設(shè)計(jì)值
4	暗挖結(jié)構(gòu)水平收斂	30mm

　　根據(jù)上述的監(jiān)測管理基準(zhǔn)，可選擇監(jiān)測頻率：一般在Ⅲ級管理階段監(jiān)測頻率適當(dāng)放大一些;在Ⅱ級管理階段則注意加密監(jiān)測次數(shù);在Ⅰ級管理階段則密切關(guān)注，加強(qiáng)監(jiān)測，監(jiān)測頻率可達(dá)到1—2次/天或更多。
　　3.6監(jiān)測資料的收集整理和信息反饋
　　3.6.1監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析與預(yù)測
　　(1)量測成果整理
　　每次量測后，將原始數(shù)據(jù)及時(shí)整理成正式記錄，對每一個(gè)量測斷面內(nèi)每一種量測項(xiàng)目，均應(yīng)進(jìn)行以下資料整理：
　　1)原始記錄表及實(shí)際測點(diǎn)布置圖。
　　2)位移(應(yīng)力)值隨時(shí)間及隨開挖面距離的變化圖。
　　3)位移速度、位移(應(yīng)力)加速度隨時(shí)間以及隨開挖面變化圖。
　　(2)數(shù)據(jù)處理
　　在取得量測數(shù)據(jù)后，要及時(shí)進(jìn)行整理，繪制位移或應(yīng)力的時(shí)態(tài)變化曲線圖，即時(shí)態(tài)散點(diǎn)圖。
　　在取得足夠的數(shù)據(jù)后，根據(jù)散點(diǎn)圖的數(shù)據(jù)分布狀況，選擇合適的函數(shù)，對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行回歸分析，以預(yù)測該測點(diǎn)可能出現(xiàn)的最大位移值或應(yīng)力值，預(yù)測結(jié)構(gòu)和建筑物的安全狀況。
　　我們常采用的回歸函數(shù)有：
　　U=Alg(1+t)+B
　　U=t/(A+Bt)
　　U=Ae—B/t
　　U=A(e—Bt—e—Bt0)
　　U=Alg[(B+t)/(B+t0)]
　　本工程擬采用：U=Alg(1+t)+B
　　式中： U—變形值(或應(yīng)力值)
　　A、B—回歸系數(shù)
　　t、t0—測點(diǎn)的觀測時(shí)間(day)
　　為確保監(jiān)測結(jié)果的質(zhì)量，加快信息反饋速度，全部監(jiān)測數(shù)據(jù)均由計(jì)算機(jī)管理，每次監(jiān)測必須有監(jiān)測結(jié)果，及時(shí)上報(bào)監(jiān)測日報(bào)表。
　　(3)監(jiān)測資料的收集整理
　　1)根據(jù)提供的量測網(wǎng)點(diǎn)、量測數(shù)據(jù)資料、報(bào)警值要求，編制監(jiān)控量測計(jì)劃及測點(diǎn)布置平面圖，經(jīng)批準(zhǔn)后實(shí)施。
　　2)編制量測意見報(bào)告，包括施測方法、操作規(guī)程、觀測儀器、設(shè)備配備、計(jì)算方法、量測人員設(shè)置等。
　　4結(jié)語
　　古運(yùn)河樞紐淺埋暗挖法施工項(xiàng)目通過以上監(jiān)測方案的實(shí)施，使工程的各個(gè)關(guān)鍵部位均處于受控狀態(tài)。
　　參考文獻(xiàn)C[1]GB50299-1999,地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].