半盖挖顺作法城市隧道施工监测方法及监测系统技术方案

半盖挖顺作法隧道施工监测方法及其监测系统，属于工程监测领域，包括半盖挖顺作法的隧道施工方法、人工监测方法和自动化监测方法，半盖挖顺作法的隧道施工方法是在深基坑施工时对一半路面施工，挖至一定深度后，将顶部封闭，其余工程在封闭的顶盖下进行；另一半敞开部分则露天明挖施工，挖至标高后从最下面一层结构开始由下而上施工主体结构和防水，直至回填土并恢复管线路到基础表面止；人工监测方法为在固定位置埋设测试件和观测点，用仪器进行人工测量获取相关数据，自动化监测方法是通过数据自动采集技术、网络无线通讯技术及数据库应用技术,实现对隧道支护体系变形和受力的施工监测，使用本发明专利技术能够随时动态反馈监测数据指导动态施工方案。

Construction monitoring method and monitoring system of urban tunnel with half cover excavation method

Semi cover excavation method of tunnel construction monitoring method and monitoring system thereof, and belongs to the field of engineering monitoring field, including the semi cover excavation tunnel construction method, method of manual monitoring method and automatic monitoring method, semi cover excavation construction method of tunnel approach is in deep foundation pit construction of half road construction, dug to a certain depth, will top closure, the rest of the project carried out in a closed cover; the other half open part of open cut construction, dug to the elevation from the bottom layer of the main structure and the construction structure began from the water, until the backfill and restore lines to the surface of the base; the artificial monitoring method for the fixed position in the embedded test and observation points access to relevant data, artificial measurement instrument, automatic monitoring method is automatic acquisition technology, wireless network communication technology and database through data The application technology can realize the construction monitoring for the deformation and stress of the tunnel supporting system. The invention can dynamically feedback the monitoring data at any time, and guide the dynamic construction plan.

【技术实现步骤摘要】
半盖挖顺作法城市隧道施工监测方法及监测系统
本专利技术属于工程监测的
，特别是涉及一种城市公路隧道开挖施工过程中实时进行监测的系统和方法。
技术介绍
随着交通工程的快速发展和城市地下空间的开发利用，加速了地铁和城市公路隧道的建设进程，由于城市地下隧道的地质环境复杂、地下管道错综复杂，有些地下线路的信息缺乏，城市地下隧道工程的设计和施工很难一次顺利完成，要经历不断的方案修改，增加了设计和施工的成本和投入。城市隧道施工方法主要包括明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等。盖挖顺作法系于现有道路上按所需宽度，由地表面完成挡土结构后，以定型的制标准覆盖结构(包括纵、横梁和路面板)置于挡土结构上维持交通，往下反复进行开挖并加设围檩与横撑，直至设计标高。依序由下而上建造隧道主体结构（一些新项目包括城市管廊），回填土并恢复管线路，最后视需要拆除挡土结构的外露部分及恢复道路。施工过程较长，期间，为确保城市区域内隧道施工过程的安全，必须采用监测仪器对隧道支护结构等各项控制指标进行监测，其中变形监测是监测工作中的关键，施工监测的方式主要包括传统人工监测和自动化监测两种方式：传统的人工监测方式受环境因素干扰大，同时还存在着各测点不同步、大变形不可测、实时性较差、资料整理与分析周期较长、不能及时发现工程隐在的缺陷，但监测成本相对较低；自动化监测是通过数据自动采集技术、网络无线通讯技术及数据库应用技术,实现了对隧道支护体系变形和受力的施工监测，可实行全天候、实时监测，数据及时、准确可靠，但造价很高。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述
技术介绍
存在的缺陷或不足，本专利技术提供一种半盖挖顺作法隧道施工监测方法及其监测系统，其目的在于解决地下管线错综复杂的城市地下公路隧道的施工数据实时监测，随时动态反馈监测数据指导动态施工方案。技术方案：一种半盖挖顺作法隧道施工的监测方法，其特征在于：该监测方法包括半盖挖顺作法的隧道施工方法、人工监测方法和自动化监测方法；所述的半盖挖顺作法的隧道施工方法是在深基坑施工的时候先对一半路面进行施工，对浇筑完隧道基坑护壁桩以后在地表把包括纵、横梁和栈桥板组成的覆盖结构施工完，用以暂时代替路面维持交通，向下反复进行开挖和加设横撑至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工；另一半敞开部分进行露天明挖施工，一直挖到基底设计标高，之后从最下面一层结构开始依序由下而上施工主体结构和防水，直至回填土并恢复管线路或埋设新的管线路直到基础表面止；所述的人工监测方法为在固定位置埋设测试元件和观测点，利用全站仪、水准仪、应力仪、钢筋计、测倾仪、压力计或水位计进行人工测量获取相关数据，获取其隧道支护体系变形和受力情况；所述的自动化监测方法是在重要部位、关键节点、人工不便于监测的部位通过数据自动采集技术、网络无线通讯技术及数据库应用技术,实现对隧道支护体系变形和受力的施工监测；通过人工监测方法和自动化监测方法获得的数据进行相互补充和相互验证，数据是否达到预警值；如果没有达到，则继续监测和施工；如果达到预警值，则进行重点监测、数据分析、现场查看或停工。所述的人工监测方法是在冠梁水平位移监测处采用全站仪进行监测，在冠梁竖直沉降监测处采用水准仪监测，在钢支撑横向轴力监测处采用轴力计监测，在围护桩钢筋力监测处采用钢筋计监测，在桩体水平位移监测处采用测倾仪监测，在周围建筑变形监测处采用水准仪监测，在基坑边地表沉降监测处采用水准仪监测，在坑壁土体压力监测处采用压力计监测，在基坑降水井水位监测处采用水位计监测。所述的自动化监测方法是在冠梁水平位移监测处采用位移计并配有自动化采集模块，在冠梁竖直沉降监测处采用静力水准仪并配有自动化采集模块，在钢支撑横向轴力监测处采用轴力计并配有自动化采集模块，在围护桩钢筋力监测处采用钢筋计并配有自动化采集模块，在桩体水平位移监测处采用固定测倾仪并配有自动化采集模块，在周围建筑变形监测处采用倾角仪并配有自动化采集模块，在基坑边地表沉降监测处采用静力水准仪并配有自动化采集模块，在坑壁土体压力监测处采用压力计并配有自动化采集模块，在基坑降水井水位监测处采用水位计并配有自动化采集模块。一种如上所述的半盖挖顺作法隧道施工的监测系统，其特征在于：该系统中的自动化监测系统和人工监测系统通过LAN局域网与中心交换机连接，中心交换机和网络云端存储设备通过LAN局域网连接，中心交换机和WAN广域网通过LAN局域网连接，WAN广域网连接远程客户端或手机客户端，中心交换机和大屏幕通过服务器、LAN局域网连接；对人员难以到达的监测点位采用自动化监测系统，该自动化检测系统是由冠梁水平位移监测系统、冠梁竖直沉降监测系统、钢支撑横向轴力监测系统、围护桩钢筋力监测系统、桩体水平位移监测系统、周围建筑变形监测系统、基坑边地表沉降监测系统、坑壁土体压力监测系统、基坑降水井水位监测系统、数据传输基站、数据接收基站、自动化显示平台、数据处理软件、数据显示软件组成；对情况复杂、现场干扰因素多的点位采用人工监测系统进行监测，该人工监测系统由冠梁水平位移监测系统、冠梁竖直沉降监测系统、钢支撑横向轴力监测系统、围护桩钢筋力监测系统、桩体水平位移监测系统、周围建筑变形监测系统、基坑边地表沉降监测系统、坑壁土体压力监测系统、基坑降水井水位监测系统组成。所述的半盖挖顺作法隧道施工的监测系统，其特征在于：所述冠梁水平位移监测系统的冠梁设有冠梁水平位移监测点，钢支撑横向轴力监测系统的横向钢结构水平支撑设有钢支撑轴力监测点，围护桩钢筋力监测系统的围护桩设有钢筋计，周围建筑变形监测系统的临近建筑物设有建筑物变形监测点，基坑边地表沉降监测系统的临近地面设有地面沉降观测点。优点及效果：(1)对情况复杂、现场干扰因素多的点位的施工监测采用人工监测方法，对人员难以到达的监测点位，施工监测采用自动化监测方法，解决了一些监测点位数据监测难的问题，有效地保证了监测数据完整；(2)采用自动化监测，通过自动化模块对监测数据进行数据采集，无线传输和处理，降低人为操作等误差的累计，大大提高监测数据的精度；(3)无线远程采集和传输技术，避免了隧道内监测的安全问题，使监测工作安全性更高；(4)自动化监测可实时动态采集可将相应实时数据直接上传至监控中心，实现全天候、实时监测，数据及时、准确可靠，有助于施工过程中迅速做出分析、判断，能够及时发现问题并采取相应控制措施，确保实现设计目标并保证施工过程安全；(5)配以人工监测方法，既降低了施工监测成本，又实现对情况复杂、现场干扰因素多、自动化难以实现的点位进行监测。本专利技术系统科学、便捷实时，方法安全实用、快捷有效，避免了隧道施工监测中的安全以及监测工作受恶劣环境影响的问题，避免了由于关键点位监测频率不足所引起的突发性事故，也避免了人员安全问题，最大限度的降低了监测成本，避免突发性事故的发生。附图说明图1为本专利技术监测方法的运行模式图；图2为本专利技术系统的连接关系示意图；图3本专利技术基坑支护结构及监测点布置的平面图；图4本专利技术基坑支护结构及监测点布置的立体图；所述标注为：1、冠梁监测点；2、格构柱顶监测点；3、地面沉降观测点；4、钢支撑轴力监测点；5、钢筋计；6、建筑物变形监测点；7、测斜管；8、基坑降水井；9、围护桩；10、冠梁；11、栈桥板；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半盖挖顺作法隧道施工的监测方法，其特征在于：该监测方法包括半盖挖顺作法的隧道施工方法、人工监测方法和自动化监测方法；所述的半盖挖顺作法的隧道施工方法是在深基坑施工的时候先对一半路面进行施工，对浇筑完隧道基坑护壁桩以后在地表把包括纵、横梁和栈桥板组成的覆盖结构施工完，用以暂时代替路面维持交通，向下反复进行开挖和加设横撑至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工；另一半敞开部分进行露天明挖施工，一直挖到基底设计标高，之后从最下面一层结构开始依序由下而上施工主体结构和防水，直至回填土并恢复管线路或埋设新的管线路直到基础表面止；所述的人工监测方法为在固定位置埋设测试元件和观测点，利用全站仪、水准仪、应力仪、钢筋计、测倾仪、压力计或水位计进行人工测量获取相关数据，获取其隧道支护体系变形和受力情况；所述的自动化监测方法是在重要部位、关键节点、人工不便于监测的部位通过数据自动采集技术、网络无线通讯技术及数据库应用技术,实现对隧道支护体系变形和受力的施工监测；通过人工监测方法和自动化监测方法获得的数据进行相互补充和相互验证，数据是否达到预警值；如果没有达到，则继续监测和施工；如果达到预警值，则进行重点监测、数据分析、现场查看或停工。...

【技术特征摘要】
1.一种半盖挖顺作法隧道施工的监测方法，其特征在于：该监测方法包括半盖挖顺作法的隧道施工方法、人工监测方法和自动化监测方法；所述的半盖挖顺作法的隧道施工方法是在深基坑施工的时候先对一半路面进行施工，对浇筑完隧道基坑护壁桩以后在地表把包括纵、横梁和栈桥板组成的覆盖结构施工完，用以暂时代替路面维持交通，向下反复进行开挖和加设横撑至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工；另一半敞开部分进行露天明挖施工，一直挖到基底设计标高，之后从最下面一层结构开始依序由下而上施工主体结构和防水，直至回填土并恢复管线路或埋设新的管线路直到基础表面止；所述的人工监测方法为在固定位置埋设测试元件和观测点，利用全站仪、水准仪、应力仪、钢筋计、测倾仪、压力计或水位计进行人工测量获取相关数据，获取其隧道支护体系变形和受力情况；所述的自动化监测方法是在重要部位、关键节点、人工不便于监测的部位通过数据自动采集技术、网络无线通讯技术及数据库应用技术,实现对隧道支护体系变形和受力的施工监测；通过人工监测方法和自动化监测方法获得的数据进行相互补充和相互验证，数据是否达到预警值；如果没有达到，则继续监测和施工；如果达到预警值，则进行重点监测、数据分析、现场查看或停工。2.根据权利要求1所述的一种半盖挖顺作法隧道施工的监测方法，其特征在于：所述的人工监测方法是在冠梁水平位移监测处采用全站仪进行监测，在冠梁竖直沉降监测处采用水准仪监测，在钢支撑横向轴力监测处采用轴力计监测，在围护桩钢筋力监测处采用钢筋计监测，在桩体水平位移监测处采用测倾仪监测，在周围建筑变形监测处采用水准仪监测，在基坑边地表沉降监测处采用水准仪监测，在坑壁土体压力监测处采用压力计监测，在基坑降水井水位监测处采用水位计监测。3.根据权利要求1所述的一种半盖挖顺作法隧道施工的监测方法，其特征在于：所述的自动化监测方法是在冠梁水平位移监测处采用位移计并配有自动化采集模块，在冠梁竖直沉降监测处采用静力水准仪并配有自...

【专利技术属性】
技术研发人员：金生吉，白泉，于贺，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21