摘要：淺埋暗挖法施工時環境監測和原型監測方案布置直接影響著工程安全，通過對暗挖結構和周圍環境的監控，掌握圍巖和支護的動態，確保了施工安全。
　　關鍵詞：監測 測點 控制
　　1 工程概述
　　南水北調中線京石段應急供水工程古運河樞紐古運河樞紐穿石太高速公路暗挖段，起點樁號為(237+442.6)″,終點樁號為(237+522.6)″，本工程為三孔一聯鋼筋混凝土拱涵，長80m，結構凈空為6.6×8.2m(寬×高),主要工作內容是土方洞挖25813.2m3,初期支護混凝土3300m3,襯砌模注混凝土C30W6F150(二級配)9202.4 m3 ,鋼筋制安1031.9t(不包括初期支護鋼筋用量)。
　　2監測目的
　　通過對暗挖結構和周圍環境的監控，掌握圍巖和支護的動態，在對量測數據的分析處理和必要的計算和判斷后，于設計和施工，確保施工安全以及石太高速公路的正常使用。
　　3監測方案設計
　　3.1監測方案設計原則
　　3.1.1本工程監測方案以安全檢測為目的，根據施工步序、地段和參數等確定監測項目、監測儀器及精度、測點布置等項目，監測頻率及變形速率為主要的報警值，針對監測對象安全穩定的主要指標進行方案設計。
　　3.1.2本工程項目監測點的布置應能夠全面地反映監測對象的工作狀態。
　　3.1.3采用先進的儀器、設備和監測技術，如計算機技術等。
　　3.1.4各監測項目能相互校驗，以利數值計算，故障分析和狀態研究。
　　3.2測點布設原則
　　3.2.1觀測點類型和數量的確定結合工程性質、地質條件、設計要求、施工特點等因素綜合考慮。
　　3.2.2為驗證設計數據而設的測點布置在設計中特征位置和特征斷面上，為結合施工而設的測點布置在相同工況下的最先施工部位，其目的是及時反饋信息、指導施工。
　　3.2.3表面變形測點的位置既要考慮反映監測對象的變形特征，又要便于應用儀器進行觀察，還要有利于測點的保護。
　　3.2.4埋測點不能影響和妨礙結構的正常受力，不削弱結構的剛度和強度。
　　3.2.5在實施多項內容測試時，各類測點的布置在時間和空間上應有機結合，力求使一個監測部位能同時反映不同的物理變化量，找出內在的聯系和變化規律。
　　3.2.6根據監測方案在施工前布置好各監測點，以便監測工作開始時，監測元件進入穩定的工作狀態。
　　3.2.7測點在施工過程中遭到破壞時，應盡快在原來位置或盡量靠近原來位置補設測點，保證該點觀測數據的連續性。
　　3.3監測內容
　　根據設計要求對洞身初期支護、二襯結構及其受施工影響的周圍環境。監測的項目以位移監測為主，同時輔以應力、應變監測，各種監測數據應相互印證，確保監測結果的可靠。
　　3.3.1建筑物的原型監測
　　對于本工程明挖施做的引水建筑物要根據施工圖紙的要求進行監測，指導施工，確保結構和施工的安全。原型監測工作內容包括觀測儀器設備的采購、運輸、驗收和保管，儀器安裝前的率定、安裝埋設和維護，施工期間觀測資料的整編、觀測儀器設備和觀測資料的移交。
　　(1)測儀器設備的安裝和埋設
　　①嚴格按照施工圖紙和制造廠使用說明書的要求，進行儀器設備的安裝和埋設。
　　②儀器埋設中使用經過批準的編碼系統，對各種儀器設備、電纜、觀測剖面、控制坐標等進行統一編號，每支儀器均建立檔案卡。
　　③施工中不慎造成觀測儀器設備的損壞，作好詳細記錄。
　　(2)施工期觀測及觀測資料的整編
　　①施工期觀測
　　a.儀器設備安裝完成后及時記錄初始數據，并按監理批準的觀察規程進行施工期觀測。
　　b.在施工觀測期間，按期向監理提交觀測資料。
　　c.施工期間，除了按照施工圖紙和監理的要求進行觀測外，同時派專人對工程建筑進行巡視檢查，并作好記錄。若發現工程建筑物出現異常情況時，增加觀測儀器的測讀次數，并及時報監理。
　　②觀測資料的整編
　　a.按照發包人和監理機構批準的格式將各項儀器的有關參數、儀器安裝埋設后的初始讀數和全部儀器設備檔案卡等整編成冊。
　　b.在施工期間及時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告報送監理。
　　c.根據監理要求和工程安全檢查的需要，按SDJ336-89的規定，及時向監理報送工程建筑物監測報告。
　　3.4監測項目的實施
　　3.4.1地表及高速公路路面沉降
　　⑴監測儀器
　　NA2002全自動電子水準儀，玻璃鋼瓦尺等。
　　⑵監測實施方法
　　①基點埋設：基點應埋設在沉降影響范圍以外的穩定區域，并且應埋設在視野開闊、通視條件較好的地方;基點數量根據需要埋設，基點要牢固可靠。為了保證測量數據的可靠性，對基點要定期復測。
　　②沉降值計算：施工前，由基點通過水準測量測出沉降觀測點的初始高程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。
　　⑶數據分析與處理
　　地表及路面沉降量測隨施工進度進行，根據開挖部位、步驟及時監測，并將各沉降測點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拱頂沉降監測
　　⑴儀器設備
　　NA2002全自動電子水準儀及鋼尺等。
　　⑵監測實施方法
　　①基點埋設：基點埋設在受施工擾動范圍以外的結構物上。
　　②測量方法：觀測方法采用精密水準測量方法。基點和附近水準點聯測取得初始高程。首次觀測應在初支混凝土噴射完成后及時進行，觀測時，對測點進行連續兩次觀測，兩次高程之差應小于1.0mm，取平均值作為初始值。
　　③沉降值計算：由基點通過水準測量測出拱頂沉降點的初始高程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監測頻率：開挖面距離量測面L〈10米時，1次/天;開挖面距離量測面10〈L〈20米時，1次/2天;開挖面距離量測面L〉20米時，1次/周。
　　⑷數據分析與處理
　　拱頂沉降監測隨施工進度進行。根據開挖部位、步驟及時監測，并將各沉降測點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凈空水平收斂監測
　　⑴監測儀器
　　收斂儀等。
　　⑵監測實施方法
　　①監測頻率：開挖面距離量測面L〈10米時，1次/天;開挖面距離量測面10〈L〈20米時，1次/2天;開挖面距離量測面L〉20米時，1次/周。
　　②監測要求：凈空水平收斂在初支混凝土噴射完成后及時進行，4小時內取得初始值，最晚不得超過12小時。
　　⑶數據分析與處理
　　根據變形值繪制變形-時間曲線圖和變形-隨開挖距離的曲線變化圖。
　　3.4.4底板隆起監測
　　⑴監測儀器
　　NA2002全自動電子水準儀，銦鋼尺。
　　⑵監測實施方法
　　①基點埋設：基點埋設在受施工擾動范圍以外的結構物上。
　　②測量方法：觀測方法采用精密水準測量方法。基點和附近水準點聯測取得初始高程。首次觀測應在初支混凝土噴射完成后及時進行，觀測時，對測點進行連續兩次觀測，兩次高程之差應小于1.0mm，取平均值作為初始值。
　　⑶監測頻率：開挖面距離量測面L〈10米時，1次/天;開挖面距離量測面10〈L〈20米時，1次/2天;開挖面距離量測面L〉20米時，1次/周。
　　⑷數據分析與處理
　　根據變形值繪制變形-時間曲線圖和變形-隨開挖距離的曲線變化圖。
　　3.4.5鋼筋應力監測
　　(1)儀器設備
　　鋼筋計及鋼弦式頻率儀。
　　(2)監測實施方法
　　①測點布設：
　　②測試頻率：在埋設初期1次/天;10天后1次/2天;1個月后1次/周。
　　⑶數據分析與處理
　　量測所得結構鋼筋軸力的數值繪成軸力、應力變化曲線。
　　注意事項：安裝時應注意盡可能使鋼筋計處于不受力狀態，特別不應處于受彎狀態，將鋼筋計的導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，檢查鋼筋計的電阻值和絕緣情況，做好引出線和測試匣的保護措施。
　　3.5施工監測控制標準
　　在信息化施工中，建立Ⅲ級管理標準，監測后應及時對各種監測數據進行整理分析，判斷其穩定性，并及時反饋到施工中去指導施工。
　　Ⅲ級管理標準表

管理等級	管 理 位 移	施 工 狀 態
Ⅲ	U0〈Un/3	可正常施工
Ⅱ	Un/3≤U0≤U n2/3	應注意，并加強監測
Ⅰ	U0〉Un2/3	應采取加強支護等措施

　　表中：U0—實測位移值，Un—允許位移值，Un的取值，也就是監測控制標準。根據國內暗挖施工經驗、有關規范及招標文件和設計要求，提出控制標準見下表。
　　監控量測控制標準表

序號	監 測 項 目	控 制 標 準	依 據
1	地 表 沉 降	30mm	招標文件、設計要求及相應的規范、理論計算
2	拱 頂 下 沉	設計值
3	底 部 隆 起	設計值
4	暗挖結構水平收斂	30mm

　　根據上述的監測管理基準，可選擇監測頻率：一般在Ⅲ級管理階段監測頻率適當放大一些;在Ⅱ級管理階段則注意加密監測次數;在Ⅰ級管理階段則密切關注，加強監測，監測頻率可達到1—2次/天或更多。
　　3.6監測資料的收集整理和信息反饋
　　3.6.1監控量測數據的分析與預測
　　(1)量測成果整理
　　每次量測后，將原始數據及時整理成正式記錄，對每一個量測斷面內每一種量測項目，均應進行以下資料整理：
　　1)原始記錄表及實際測點布置圖。
　　2)位移(應力)值隨時間及隨開挖面距離的變化圖。
　　3)位移速度、位移(應力)加速度隨時間以及隨開挖面變化圖。
　　(2)數據處理
　　在取得量測數據后，要及時進行整理，繪制位移或應力的時態變化曲線圖，即時態散點圖。
　　在取得足夠的數據后，根據散點圖的數據分布狀況，選擇合適的函數，對監測結果進行回歸分析，以預測該測點可能出現的最大位移值或應力值，預測結構和建筑物的安全狀況。
　　我們常采用的回歸函數有：
　　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(或應力值)
　　A、B—回歸系數
　　t、t0—測點的觀測時間(day)
　　為確保監測結果的質量，加快信息反饋速度，全部監測數據均由計算機管理，每次監測必須有監測結果，及時上報監測日報表。
　　(3)監測資料的收集整理
　　1)根據提供的量測網點、量測數據資料、報警值要求，編制監控量測計劃及測點布置平面圖，經批準后實施。
　　2)編制量測意見報告，包括施測方法、操作規程、觀測儀器、設備配備、計算方法、量測人員設置等。
　　4結語
　　古運河樞紐淺埋暗挖法施工項目通過以上監測方案的實施，使工程的各個關鍵部位均處于受控狀態。
　　參考文獻C[1]GB50299-1999,地下鐵道工程施工及驗收規范[S].