隧道施工变形监测
1)工程概况
××地铁一期工程南北线（玄武门站至许府巷站）区间圆形隧道（左、右线）与××公路隧道在新模范马路与中央路的丁字路口立体交叉，××公路隧道从地铁区间隧道的上方穿越，并先于地铁盾构隧道施工。××公路隧道在城墙西段采用明挖顺作法施工，围护结构采用SMW工法，主体结构在与地铁隧道相交段为钢筋混凝土箱体结构。主体结构底板为850mm厚钢筋混凝土，垫层为200mm厚素混凝土，并沿××公路隧道纵向设抗拔桩。
地铁第一台盾构机第一次从许府巷站南端头左线出发向玄武湖站方向掘进，并于同年1 0月中旬反向从地铁右线再次穿过××公路隧道。在立体交叉段，地铁盾构与××公路隧道的净间距约为1～2m。由北向南，地铁隧道左线与××公路隧道净间距为1.053～1. 760m，右线与××公路隧道净间距仅为1.004～1. 711m。在××公路隧道和地铁盾构隧道交叉段，两者之间的最小净距仅为1.004m，最大净距也不过1.760m。当该段××公路隧道建好后，地铁盾构从××公路隧道下面穿过，将会扰动周围土体，××公路隧道底板的地基反力会有变化，从而影响××公路隧道主体结构受力，可能会产生不利的后果。根据××公路隧道建设指挥部要求，需在地铁盾构穿过××公路隧道时，实时监测地铁盾构施工对××公路隧道的影响，从而指导施工，做到信息化施工。
2)监测项目
(1)地表沉降监测；
(2)××公路隧道底板沉降。
3)监测方法
(1)地表沉降监测
①监测目的。
掌握盾构推进时地表沉降规律，盾构推进对地表和地面周围环境的影响程度和影响范围，以指导施工和确保施工安全。
②测点布设。
距××公路隧道结构边线30m范围（重点监控地段）、金川河地段沿盾构隧道轴线纵向每隔10m布设一个地表测点，其余地段每隔20m布设一个监测点（有房屋地段在空地处布设）。
同时，在盾构隧道两侧（约17m）范围内布设地表横向沉陷槽测点，沿××公路隧道中线和金川河边各布设一组。测点埋设主要为工作基点与测点的埋设。工作基点埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并在视野开阔的地方，以利于观测，至少埋设2个工作基点，以便于工作基点互相检核，并且工作基点应与附近水准点联测取得原始高程。
(2)××公路隧道底板监测
①监测目的。
通过实时监测，掌握盾构推进××公路隧道底板的沉降和隆起情况，以指导施工和保证施工安全。监测要求为：当地铁盾构掘进距××公路隧道结构线50m范围内时，实时监测××公路隧道底板下地基反力和土体位移、底板面位移及底板应力变化情况。控制的标准为：隆起值为10mm，允许沉降值为30mm 。以控制标准的70%作为预警值。
②监测点布设。
工作基点布设：工作基点是沉降和隆起测试的基础，本次测试共埋设3个工作基点，距离地铁盾构左线中线50m以外。其中，BM0为隧道施工的水准点，与BM1、BM2一起构成首级控制网并提供原始高程。工作基点和观测点的埋设均采用在隧道底板钻孔，然后埋入直径16～18mm、长100～200mm的膨胀螺栓或半圆头钢筋制成。
本次沉降和隆起观测的观测点重点布设在××公路隧道底板上。在隧道的南、北线上分别布设三个断面，断面号从北到南分别为NⅠ、NⅡ、NⅢ和SⅠ、SⅡ、SⅢ，每个断面上从西到东的观测点分别用1～13表示。各个断面上的点布设在以地铁盾构为中心的两侧。观测点布设总数为1 3*6=7 8个点。
4)问题
(1)简述变形监测工作的特点。
(2)简述变形监测网的网点布设要求。
(3)变形观测数据可分为哪几种？简述变形观测数据处理工作内容。
正确答案及解析
正确答案
解析
隧道施工变形监测
(1)简述变形监测工作的特点。
①周期性观测；
②精度要求高，对不同的任务，变形监测所要求的精度不同；
③综合应用各种观测方法；
④数据处理要求严密；
⑤需要多学科知识的配合。
(2)简述变形监测网的网点布设要求。
变形监测网的网点分为基准点、工作基点和变形观测点。其布设应符合下列要求。
①基准点，应选在变形影响区域之外稳固可靠的位置。每个工程至少应有3个基准点。大型的工程项目，其水平位移基准点应采用带有强制归心装置的观测墩，垂直位移基准点宜采用双金属标或钢管标。
②工作基点，应选在比较稳定且方便使用的位置。设立在大型工程施工区域内的水平位移监测工作基点宜采用带有强制归心装置的观测墩，垂直位移监测工作基点可采用钢管标。对通视条件较好的小型工程，可不设立工作基点，在基准点上直接测定变形观测点。
③变形观测点，应设立在能反映监测体变形特征的位置或监测断面上，监测断面一般分为：关键断面、重要断面和一般断面。需要时，还应埋设一定数量的应力、应变传感器。
(3)变形观测数据可分为哪几种？简述变形观测数据处理工作内容。变形观测的数据可分为以下两种：
①监测网的周期观测数据，每期建筑变形观测结束后，依据测量误差理论和统计检验原理对观测数据进行平差计算和处理，计算各种变形量，进行参考点稳定性检验和周期间的叠合分析，从而得到目标点的位移。
②监测点上某一种特定的形成时间序列的监测数据。如应力、应变、温度、气压、水位、渗流、渗压、扬压力等，对它们进行回归分析、相关分析、时序分析和统计检验，确定变形过程和趋势。
变形观测数据处理工作包括观测资料整理、平差计算、计算测点坐标和变形量、变形几何分析、分析变形的显著性、规律和成因、变形建模与预报等。
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