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地下管廊施工邻近地铁监测方案

地下综合管廊施工邻近城市轨道交通线路期间的自动化监测方案,涵盖管廊明挖、暗挖及顶管施工对地铁隧道的影响监测,适用于管廊结构与地铁隧道水平净距小于2倍管廊宽度的第三方监测项目。

复核 2026-07-09入门公开可引用RailWise 技术团队
场景方案

地下管廊施工邻近地铁监测方案

Section titled “地下管廊施工邻近地铁监测方案”

预计阅读时间: 18 分钟
目标: 建立地下综合管廊施工邻近地铁线路期间的完整监测技术方案,实现管廊施工与地铁结构安全的协同控制


本方案适用于以下工程场景:

  • 管廊明挖施工邻近地铁隧道:管廊基坑边缘与隧道外轮廓水平净距小于 2 倍管廊宽度
  • 管廊暗挖施工邻近地铁隧道:管廊暗挖掌子面与隧道外轮廓水平净距小于 3 倍洞径
  • 顶管施工邻近地铁隧道:顶管外轮廓与隧道外轮廓水平净距小于 2 倍顶管洞径
  • 管廊结构穿越地铁保护区:管廊结构位于地铁控制保护区内
  • 管廊施工降水影响地铁:管廊施工降水导致地铁隧道周围地下水位变化

地下综合管廊施工对邻近地铁结构的影响机理主要包括:

  1. 明挖卸载效应:管廊基坑开挖引起坑外土体向坑内移动,带动隧道结构位移
  2. 支护变形:管廊基坑支护结构变形引起周边土体位移,传递至隧道结构
  3. 暗挖扰动:管廊暗挖施工引起周围土体应力重分布,导致隧道结构变形
  4. 顶管顶进扰动:顶管顶进引起周围土体挤压或松动,导致隧道结构变形
  5. 降水影响:管廊施工降水引起地下水位下降,土体有效应力增加,导致隧道周围土体固结沉降
  6. 施工振动:管廊施工机械振动引起土体扰动

以下工况应列为最高风险等级:

  • 管廊基坑深度大(> 10m)且邻近地铁隧道
  • 管廊暗挖断面大(> 6m)且邻近地铁隧道
  • 顶管顶进距离长且邻近地铁隧道
  • 管廊与地铁隧道交叉或近距离并行
  • 地铁隧道位于软弱土层、砂层或液化土层
  • 地铁线路为运营线路,对变形控制要求极高
  • GB 50911-2013《城市轨道交通工程监测技术规范》
  • CJJ/T 202-2013《城市轨道交通结构安全保护技术规范》
  • GB 50497-2019《建筑基坑工程监测技术标准》
  • JGJ 8-2016《建筑变形测量规范》
  • GB 50026-2020《工程测量标准》
  • GB 50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》
  • CJJ/T 275-2018《市政工程施工安全检查标准》

监测对象
├── 地铁结构本体
│ ├── 隧道结构
│ │ ├── 隧道沉降
│ │ ├── 隧道水平位移
│ │ ├── 隧道收敛
│ │ ├── 隧道裂缝
│ │ └── 管片错台
│ ├── 车站结构(如邻近车站)
│ │ ├── 车站沉降
│ │ ├── 车站水平位移
│ │ └── 车站裂缝
│ └── 轨道结构
│ ├── 轨道几何形位
│ └── 道床沉降
├── 管廊施工结构
│ ├── 明挖基坑支护
│ │ ├── 支护结构水平位移
│ │ ├── 支护结构沉降
│ │ ├── 支撑轴力
│ │ └── 锚杆拉力
│ ├── 暗挖隧道
│ │ ├── 拱顶沉降
│ │ ├── 水平收敛
│ │ └── 掌子面稳定性
│ └── 顶管施工
│ ├── 顶管轴线偏差
│ ├── 顶进力监测
│ └── 土压力监测
├── 管廊周边环境
│ ├── 地表沉降
│ ├── 地下管线
│ ├── 邻近建筑物
│ ├── 道路及路面
│ └── 地下水位
└── 管廊本体
├── 基坑坑底隆起
├── 暗挖隧道变形
└── 顶管接收井变形
监测项目 监测仪器 精度要求 监测频率
隧道结构沉降 全站仪自动化监测/电子水准仪 ±0.5mm 施工期:1次/4h;稳定期:1次/天
隧道结构水平位移 全站仪自动化监测 ±1.0mm 施工期:1次/4h;稳定期:1次/天
隧道收敛 收敛计/全站仪 ±0.5mm 1次/天
隧道裂缝 裂缝计/测宽仪 ±0.1mm 1次/天
支护结构水平位移 测斜仪/全站仪 ±1.0mm 1次/天
支撑轴力 钢筋计/轴力计 ≤ 1%F.S 1次/天
暗挖拱顶沉降 全站仪/水准仪 ±1.0mm 1次/天
暗挖水平收敛 收敛计 ±0.5mm 1次/天
顶管轴线偏差 全站仪/导向系统 ±10mm 每环测量
顶进力 压力传感器 ≤ 1%F.S 实时
地表沉降 水准仪/全站仪 ±1.0mm 1次/天
地下水位 水位计 ±10mm 1次/天
管线沉降 水准仪 ±1.0mm 1次/天
建筑物沉降 水准仪 ±0.5mm 1次/天

管廊施工邻近地铁线路属于 一级或二级监测,判定依据:

影响因素 明挖管廊 暗挖管廊 顶管管廊
地铁结构安全等级 10分 10分 10分
施工影响程度 10分 8分 7分
地质条件 7-10分 7-10分 7-10分
周边环境敏感度 10分 10分 10分
施工工法风险 7分 8分 7分
综合评分 44-50分 43-48分 41-46分

综合评分 ≥ 35 分:一级监测
综合评分 25-34 分:二级监测


  1. 隧道全覆盖:管廊施工影响范围内的地铁隧道区段应全覆盖监测
  2. 断面加密:管廊中心线对应隧道断面及两侧加密布设
  3. 纵向延伸:监测范围向管廊两侧延伸,延伸长度不小于 2 倍管廊宽度或深度
  4. 施工关联:管廊施工测点与隧道测点对应布设,便于关联分析
  5. 降水影响:降水影响范围内的隧道区段应加密监测
管廊平面
┌─────────────────────────────────────┐
│ │
│ ┌───────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ 管廊区域 │ │
│ │ │ │
│ └───────────────────────────┘ │
│ ↑ 管廊中心线 │
│ │
└─────────────────────────────────────┘
隧道纵向测点布置(沿隧道轴线)
←──── 延伸段 ────│──── 影响段 ────│──── 延伸段 ────→
●──●──●──●──●──●──●──●──●──●──●──●──●──●──●──●
↑ ↑ ↑
延伸段起点 管廊中心线对应 延伸段终点
(2倍管廊宽度) (加密至5-10m) (2倍管廊宽度)
一般段间距:10-15m
影响段间距:5-10m

每个监测断面布设以下测点:

● 拱顶沉降点
/ \
/ \
● ● 拱腰水平位移点(纵向、横向)
/ \
/ \
●────────────● 收敛监测点(水平收敛)
│ │
│ ●● │ 道床沉降点
│ │
└────────────┘
  • 拱顶沉降点:1个
  • 拱腰水平位移点:2个(分别监测纵向和横向位移)
  • 道床沉降点:1-2个
  • 收敛监测点:2对(水平收敛、竖向收敛)
  • 裂缝监测点:根据裂缝情况布设
  • 支护结构测斜:沿基坑周边每 20-30m 布置 1 个测斜孔
  • 支撑轴力:每道支撑每层不少于 3 个截面,每个截面不少于 3 个测点
  • 基坑周边地表沉降:距基坑边 2m 开始,向外每 2-5m 一个点
  • 拱顶沉降点:每 5-10m 一个断面,每个断面 1 个
  • 水平收敛点:与拱顶沉降点同断面,每断面 2 对
  • 掌子面稳定性:每环观测掌子面变形情况
  • 顶管轴线监测:每环测量顶管中心坐标
  • 顶进力监测:顶管机头安装压力传感器,实时监测
  • 土压力监测:顶管周围土压力监测(必要时)

以典型管廊(长度 200m,宽度 8m,明挖深度 8m,邻近地铁隧道)为例:

监测对象 测点类型 数量 备注
隧道结构 沉降/位移/收敛 80-120点 影响段间距 5-10m
支护结构 测斜孔 8-12个
支护结构 支撑轴力 20-30点
暗挖隧道 拱顶沉降/收敛 根据暗挖长度
顶管施工 轴线/顶进力 根据顶管长度
地表 沉降点 60-100点
地下水位 水位孔 6-10个
管线 沉降点 根据管线数量
建筑物 沉降/倾斜 根据建筑物数量
合计 约 200-350 点

序号 设备名称 规格型号 单位 数量 备注
1 测量机器人 Leica TS16/TS60 2 隧道变形自动化监测
2 高精度棱镜 360°微型反射棱镜 120 隧道测点
3 自动化监测软件 RAILWISE-TSM 1 含预警模块
4 测斜仪 滑动式测斜仪 2 支护结构测斜
5 钢筋计/轴力计 振弦式 30 支撑轴力
6 收敛计 数显收敛计 4 隧道/暗挖收敛
7 水位计 投入式水位计 10 地下水位
8 裂缝计 振弦式裂缝计 15 裂缝监测
9 4G通信模块 工业级路由器 2 含流量卡
10 太阳能供电 300W+200Ah 2 含控制器
11 仪器防护罩 不锈钢定制 2 含防雷、温控
序号 设备名称 规格型号 单位 数量 备注
1 电子水准仪 Trimble DiNi 0.3 2 沉降复核
2 全站仪 Topcon GM-52 1 位移复核
3 收敛计 JSS30A 2 收敛复核
4 裂缝测宽仪 ZBL-F130 1 裂缝复核
5 频率读数仪 振弦式读数仪 2 钢筋计/水位计读数
# 管廊邻近地铁监测专项配置
monitoring:
project_type: "utility_tunnel_adjacent_metro"
alert_level: "high"
measurement:
normal_interval: 14400 # 正常监测间隔:4小时
construction_interval: 3600 # 施工期:1小时
stable_interval: 86400 # 稳定期:1天
alert_thresholds:
tunnel_settlement:
attention: 5.0
warning: 10.0
danger: 20.0
tunnel_horizontal:
attention: 5.0
warning: 10.0
danger: 15.0
tunnel_convergence:
attention: 5.0
warning: 10.0
danger: 20.0
support_displacement:
attention: 15.0
warning: 30.0
danger: 50.0
ground_settlement:
attention: 15.0
warning: 30.0
danger: 50.0
water_level_drop:
attention: 1000.0
warning: 2000.0
danger: 3000.0
escalation:
level_1: ["监测负责人", "项目经理"]
level_2: ["业主代表", "地铁运营单位", "施工单位"]
level_3: ["主管部门", "应急指挥中心"]

管廊施工分为以下阶段,各阶段监测频率不同:

阶段1:施工前(基准期)
├── 监测频率:1次/3天
├── 目的:建立基准值,确认系统正常
└── 持续时间:≥ 7天
阶段2:支护结构施工期(明挖)
├── 监测频率:1次/天
├── 目的:监测支护施工对隧道的影响
└── 重点:地下连续墙成槽、钻孔灌注桩成孔
阶段3:管廊开挖/暗挖/顶进期
├── 监测频率:1次/4小时
├── 目的:实时掌握施工引起的变形
└── 重点:每层开挖后、每环暗挖后、每节顶进后
阶段4:管廊结构施工期
├── 监测频率:1次/天
├── 目的:监测结构施工对隧道的影响
└── 重点:管廊底板、侧墙、顶板施工
阶段5:回填期
├── 监测频率:1次/天
├── 目的:监测回填土压力变化影响
└── 重点:回填至隧道埋深附近时
阶段6:恢复观测期
├── 监测频率:1次/7天 → 1次/15天
├── 目的:长期观察变形恢复
└── 持续时间:≥ 3个月
  • 主测站:布置在管廊施工影响范围外、通视条件良好的位置,覆盖隧道监测区段
  • 辅助测站:如单个测站无法覆盖全部测点,增设辅助测站
  • 基准点:至少 3 个,位于管廊施工影响范围外稳定区域
# RAILWISE-TSM 管廊邻近地铁监测自动化流程
class UtilityTunnelMonitoring:
def __init__(self):
self.stations = []
self.tunnel_prisms = []
self.construction_stage = None
def get_monitoring_interval(self):
"""根据施工阶段动态调整监测频率"""
stage = self.get_construction_stage()
intervals = {
'pre_construction': 259200,
'support_construction': 86400,
'excavation': 14400,
'structure_construction': 86400,
'backfill': 86400,
'recovery': 604800
}
return intervals.get(stage, 86400)
def check_tunnel_deformation(self):
"""检查隧道变形与管廊施工的关联"""
tunnel_data = self.get_tunnel_data()
construction_data = self.get_construction_data()
for prism in self.tunnel_prisms:
settlement = prism.settlement
construction_progress = construction_data.progress_at(prism.position)
# 分析变形与施工进度的关系
if construction_progress == 'excavation':
theoretical = self.calculate_excavation_impact(
depth=construction_data.depth,
distance=prism.distance_to_pit_edge
)
elif construction_progress == 'tunneling':
theoretical = self.calculate_tunneling_impact(
diameter=construction_data.diameter,
distance=prism.distance_to_tunnel
)
ratio = settlement / theoretical if theoretical > 0 else 0
if ratio > 1.5:
self.trigger_alert(
level='WARNING',
message=f'隧道测点 {prism.id} 变形大于理论值 50%',
actions=['加密监测', '专家分析', '检查支护']
)
def check_construction_correlation(self):
"""检查施工参数与隧道变形的关联性"""
construction_data = self.get_construction_data()
tunnel_data = self.get_tunnel_data()
# 明挖基坑:支护位移与隧道位移应呈正相关
if construction_data.method == 'open_cut':
for support_point in construction_data.support_points:
nearest_tunnel = self.find_nearest_tunnel_point(support_point)
if support_point.displacement > 10 and nearest_tunnel.displacement < 2:
self.trigger_alert(
level='ATTENTION',
message=f'支护点 {support_point.id} 位移大但邻近隧道位移小',
actions=['人工复核', '检查仪器']
)
# 暗挖隧道:拱顶沉降与隧道沉降应呈正相关
elif construction_data.method == 'mining':
for tunnel_point in construction_data.tunnel_points:
nearest_metro = self.find_nearest_tunnel_point(tunnel_point)
if tunnel_point.settlement > 10 and nearest_metro.settlement < 2:
self.trigger_alert(
level='ATTENTION',
message=f'暗挖隧道 {tunnel_point.id} 沉降大但邻近地铁隧道沉降小',
actions=['人工复核', '检查仪器']
)
检查项 检查方法 合格标准 异常处理
单次测量精度 多次测量比较 中误差 ≤ ±0.5mm 增加测回数
基准点稳定性 基准点间相互检核 变化 ≤ 0.5mm 启用备用基准
数据连续性 时间序列检查 无缺失或跳变 排查通信/设备
逻辑一致性 相邻测点对比 趋势一致 人工复核
施工关联性 与施工参数对比 变形与施工阶段关联合理 专家分析
复核时机 复核内容 复核方法
每日 基准点稳定性 电子水准仪独立测量
每周 全部隧道测点 全站仪独立测量
每层开挖后 隧道影响段测点 人工复测
达到预警值时 预警点数据 人工复测确认
施工完成后 全部测点 全面复测

6.1.1 隧道结构变形控制值(典型值)

Section titled “6.1.1 隧道结构变形控制值(典型值)”
监测项目 关注值 预警值 报警值 备注
隧道结构沉降 5mm 10mm 20mm 累计值
隧道结构水平位移 5mm 10mm 15mm 累计值
隧道收敛 5mm 10mm 20mm 累计值
隧道差异沉降 3mm 5mm 10mm 相邻断面间
隧道变形速率 1mm/天 2mm/天 3mm/天
轨道几何形位变化 按运营标准 按运营标准 按运营标准

6.1.2 管廊施工及周边环境控制值(典型值)

Section titled “6.1.2 管廊施工及周边环境控制值(典型值)”
监测项目 关注值 预警值 报警值 备注
支护结构水平位移 15mm 30mm 50mm 累计值
支撑轴力 80%设计值 100%设计值 120%设计值
暗挖拱顶沉降 10mm 20mm 30mm 累计值
暗挖水平收敛 10mm 20mm 30mm 累计值
顶管轴线偏差 30mm 50mm 100mm 累计值
地表沉降 15mm 30mm 50mm 累计值
地下水位下降 1m 2m 3m 累计值
管线沉降 10mm 20mm 30mm 累计值
建筑物沉降 5mm 10mm 20mm 累计值
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 监测数据达到预警阈值 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 自动预警(5分钟内) │
│ • 系统声光报警 │
│ • 短信/微信推送监测负责人、项目经理 │
│ • 平台界面红色高亮 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 监测单位响应(15分钟内) │
│ • 数据复核确认(人工复测) │
│ • 初步原因分析(与施工工况关联) │
│ • 电话通知业主、地铁运营单位、施工单位、监理 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 应急会商(30分钟内) │
│ 参与方:监测单位、施工单位、地铁运营单位、业主、监理、设计单位 │
│ • 监测数据汇报 │
│ • 施工工况汇报 │
│ • 风险评估与处置决策 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
┌───────────────┼───────────────┐
▼ ▼ ▼
┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐
│ 关注级 │ │ 预警级 │ │ 报警级 │
│ (蓝色) │ │ (黄色) │ │ (红色) │
├─────────┤ ├─────────┤ ├─────────┤
│•加密监测 │ │•实时监测 │ │•实时监测 │
│•加强观察 │ │•调整施工 │ │•暂停施工 │
│•持续跟踪 │ │•参数 │ │•应急加固 │
│ │ │•加强支护 │ │•专家论证 │
│ │ │•准备应急 │ │•限速运行 │
└─────────┘ └─────────┘ └─────────┘
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 效果评估与恢复 │
│ • 变形趋势是否减缓/稳定 │
│ • 是否恢复至正常范围 │
│ • 决定是否恢复正常施工/监测 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

当隧道变形达到预警值时,建议采取以下施工措施:

预警等级 施工措施建议 预期效果
关注(蓝色) 控制开挖速度,减少每层开挖厚度 降低卸载速率
及时安装支撑,缩短无支撑暴露时间 减少支护变形
控制降水深度,必要时回灌 控制水位下降
预警(黄色) 暂停开挖/暗挖/顶进 停止变形发展
调整降水方案,增加回灌 控制水位下降
对隧道周围土体注浆加固 提高土体强度
增加支撑预加轴力 增强支护刚度
报警(红色) 立即停止施工 停止扰动源
对隧道周围实施跟踪注浆 控制变形发展
必要时对隧道结构进行加固 保护结构安全
轨道检查/限速/停运 确保运营安全

日报特殊要求

章节 内容要求
施工工况 施工进度、开挖深度、支护安装、降水情况
隧道变形 当日最大沉降、最大水平位移、最大收敛、变形速率
管廊施工变形 支护最大水平位移、暗挖拱顶沉降、顶管轴线偏差
周边环境 地表最大沉降、水位变化、管线/建筑物变形
预警情况 预警点统计、预警等级、处置措施
趋势分析 变形时程曲线、与施工进度关联分析
建议 施工参数调整建议、监测频率调整建议

周报/月报特殊要求

章节 内容要求
施工进度 本周/月施工完成情况、累计进度
变形汇总 本周/月最大变形、变形速率变化趋势
预警统计 本周/月预警事件、处置闭环情况
关联分析 变形与施工参数、降水、支护的关联分析
风险评估 当前风险等级、发展趋势预测
建议 后续施工建议、监测调整建议

以下情况应提交专题报告:

  • 管廊施工至隧道埋深附近时
  • 变形达到预警值时
  • 管廊结构施工完成后
  • 管廊回填完成后
  • 监测结束,提交总结报告

案例名称 管廊参数 监测结果 文档链接
某市综合管廊邻近地铁监测 明挖深8m,距隧道6m 最大沉降8mm 详见项目案例库
某市管廊顶管穿越地铁监测 顶管直径3m,距隧道4m 最大水平位移5mm 详见项目案例库

以下为管廊施工邻近地铁的典型监测数据特征(示例数据):

参数 典型值范围 备注
隧道最大沉降 5-15mm 与管廊深度、距离相关
隧道最大水平位移 3-10mm 向管廊方向
隧道最大收敛 5-12mm
支护最大水平位移 20-50mm
暗挖拱顶最大沉降 15-30mm
地表最大沉降 15-40mm 沉降槽宽度约 2 倍管廊深度
水位最大下降 1-3m 与降水深度相关
变形稳定时间 1-3 个月 结构施工完成后

  • 地铁结构竣工资料收集
  • 管廊设计文件收集(支护设计、降水设计、施工组织设计)
  • 地质勘察报告收集
  • 管廊与地铁空间关系精确计算
  • 监测等级确定
  • 控制值经地铁运营单位确认
  • 预警流程经各方确认
  • 与施工单位建立数据共享机制
  • 基准点埋设并完成稳定性检验
  • 隧道棱镜安装牢固、方向正确
  • 测斜孔施工完成并验收
  • 钢筋计/轴力计安装完成
  • 水位监测孔施工完成
  • 全站仪设站完成并定向检核
  • 初始值采集完成
  • 预警功能测试正常
  • 监测频率已调整至加密
  • 人员值班安排到位
  • 预警响应流程已演练
  • 与施工进度同步机制建立
  • 应急加固材料准备就绪

Q1: 管廊明挖与暗挖对地铁的影响有何不同?

Section titled “Q1: 管廊明挖与暗挖对地铁的影响有何不同?”

答: 管廊明挖与暗挖对地铁的影响机理不同:

  1. 明挖:主要影响是基坑卸载引起的坑外土体位移,影响范围较大,但变形速率相对较慢
  2. 暗挖:主要影响是掌子面开挖引起的土体应力释放,影响范围较小,但变形速率较快,且存在突发风险
  3. 监测重点:明挖重点监测支护变形和基坑周边;暗挖重点监测掌子面稳定性和隧道拱顶沉降

Q2: 顶管施工如何监测对地铁的影响?

Section titled “Q2: 顶管施工如何监测对地铁的影响?”

答: 顶管施工监测重点:

  1. 顶管轴线偏差:每环测量顶管中心坐标,确保顶管按设计轴线推进
  2. 顶进力监测:实时监测顶进力,异常增大可能表明遇到障碍物或土体挤压
  3. 土压力监测:顶管周围土压力监测,评估对周围土体的扰动
  4. 隧道变形监测:顶管推进过程中,加密监测隧道变形
  5. 监测频率:顶进期间 1次/小时,停止顶进期间 1次/4小时

Q3: 管廊施工降水对地铁的影响如何控制?

Section titled “Q3: 管廊施工降水对地铁的影响如何控制?”

答: 管廊施工降水对地铁的影响控制措施:

  1. 降水方案优化:采用井点降水或深井降水,控制降水影响范围
  2. 回灌措施:在地铁隧道与降水井之间设置回灌井,维持地下水位
  3. 水位监测:在隧道两侧布置水位监测孔,实时监测水位变化
  4. 降水速率控制:控制降水速率,避免水位快速下降
  5. 监测预警:水位下降达到预警值时,立即采取回灌措施
标准/文献 名称 适用范围
GB 50911-2013 城市轨道交通工程监测技术规范 监测技术
GB 50838-2015 城市综合管廊工程技术规范 管廊设计
CJJ/T 202-2013 城市轨道交通结构安全保护技术规范 保护区管理
GB 50497-2019 建筑基坑工程监测技术标准 基坑监测
JGJ 8-2016 建筑变形测量规范 变形测量

版本 日期 更新内容 作者
1.0.0 2025-06-05 初始发布 RailWise 技术文档团队



本文档最后更新于 2025-06-05 | 版本 v1.0.0 | 宁波睿威工程技术有限公司 版权所有

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