直接回答
甚麼是地庫岩土工程監測?
地庫岩土工程監測,是在地庫挖掘及施工期間,對地層位移、擋土牆行為、地下水、結構反應、鄰近資產及施工引致振動進行有計劃的量測及工程覆核。
挖掘會改變地層的應力狀態,以及臨時或永久擋土系統的受力。抽排地下水可能令場地界線以外的地下水位或孔隙水壓改變。鄰近樓宇、公用設施、道路及鐵路基建,可能透過沉降、傾斜、接縫位移或振動產生反應。監測為這些反應提供現場證據,並隨擋土牆施工、抽排地下水、挖掘、安裝支撐、到達基底標高、地庫結構施工及荷載轉移等工序持續進行。
監測不能取代設計、獨立審核、工程監督或已批准的施工方法說明。其作用是以現場實際行為檢驗設計假設、識別趨勢、確認各施工階段的表現是否仍符合項目控制框架,並支援及時工程決策。只有在理解儀器狀況、參考基準穩定性、基線、施工階段及相關量測後,一個讀數才真正具有工程價值。
由 Geoorigin Engineering Limited(GEOORIGIN ENGINEERING LIMITED)在香港營運的聯合土力(GEOOE), 把地庫監測視為一套互相連接的流程。地層沉降、擋土牆撓曲、地下水位下降、支撐反應及鄰近樓宇位移,會放在同一條工程時間線內覆核,而不是以互不相關的圖表分開處理。監測範圍應與風險相稱:並非每個項目都需要每種儀器,但每一項被選用的量測都應回答一個明確的工程問題。
本頁聚焦地庫挖掘監測及儀器選擇決策。更廣泛的挖掘方法另見 香港深層挖掘監測。
香港背景
香港地庫工程
高密度發展、敏感鄰近資產、多變地層及受限制的進場條件,令地庫工程的施工次序與最終挖掘深度同樣重要。
距離非常接近的資產
既有樓宇、地基、公用設施、道路、擋土結構及鐵路基建,都可能位於挖掘影響範圍附近。在工程改變現場狀況之前,應先處理基線狀況、進場安排及持份者匯報途徑。
多變地層
填土、海相沉積物、沖積層、風化岩及較完整岩體,都可能出現在同一項目範圍內。擋土牆反應、地下水流路及沉降機制,必須按場地特定地質模型作工程判讀。
地下水及天氣
抽排地下水、滲流、降雨及不同地層之間的水力連通,均可能影響挖掘穩定及鄰近沉降。單一水位觀測未必能代表另一含水層或反應區段內的孔隙水壓。
分階段挖掘及側向承托(ELS)工程
擋土牆施工、分層挖掘、安裝支撐或地錨、預加荷載、樓板施工及拆除支撐,都會改變結構系統。因此,監測數據應按施工階段及位置覆核,而不只是按日曆日期查看。
香港的 《土力工程處刊物第1/2023號》 《深層挖掘設計及施工》把監測儀器及監測視為驗證設計假設、評估挖掘及側向承托(ELS)系統表現,以及覆核對敏感受體影響的一部分。屋宇署現行索引列出 APP-57 於2026年7月修訂, APP-137 於2024年11月發出,而 APP-22 則為有關地基及地庫挖掘工程地下水抽排的已簽發指引。
這些文件並沒有為所有地庫項目訂立一套通用監測佈置或觸發值。因此,聯合土力(GEOOE)會把適用審批要求、已批准圖則、負責設計人員、施工方法、資產業主要求及實際觀測行為,視為項目特定的設計輸入。
工程問題
地庫施工期間應監測甚麼?
此矩陣先由工程關注開始,再選擇相應量測、位置及用途。實際要求必須遵從已批准的項目設計及監測計劃。
| 監測參數 | 工程關注 | 常用儀器 | 常用位置 | 監測用途 |
|---|---|---|---|---|
| 地層側向位移 | 向挖掘區變形;對地基及公用設施的影響 | 人手或固定式測斜儀 | 擋土牆外側地層;如設計要求亦可設於牆體測斜管 | 識別位移剖面及變形深度 |
| 地表沉降或隆起 | 地層流失、卸載或地下水相關位移 | 精密水準標記;測量稜鏡 | 地表及資產工程介面 | 追蹤垂直反應及空間趨勢 |
| 擋土牆撓曲 | ELS 使用性能及土—結構互動 | 測斜儀;測量目標 | 擋土牆及選定牆板位置 | 把擋土牆行為與設計預測比較 |
| 擋土牆傾斜或三維位移 | 整體剛體轉動或局部位移 | 傾斜儀;自動全站儀及稜鏡 | 牆頂或可進場的結構點位 | 提供高頻率或三維核對 |
| 橫撐或支撐反應 | 荷載分布及支撐系統表現 | 荷載元;應變計 | 選定支撐構件及接駁位置 | 評估不同挖掘階段的結構反應 |
| 地錨行為 | 採用地錨時的荷載傳遞及位移 | 荷載元;工程測量;已批准測試紀錄 | 選定地錨頭及受承托牆體 | 把地錨荷載與擋土牆反應一併覆核 |
| 地下水位 | 水位下降、回灌及水力變化 | 企管;自動水位感應器 | 挖掘區內外相關地層 | 把抽排地下水與地層及資產反應連接起來 |
| 孔隙水壓 | 指定土層或含水層內的壓力變化 | 振弦式孔隙水壓計 | 按水文地質模型界定的目標反應區 | 核對水力假設及壓力趨勢 |
| 樓宇沉降 | 差異位移及地基反應 | 水準標記;稜鏡 | 外牆、柱或已協定的結構點位 | 把鄰近資產位移與挖掘階段比較 |
| 樓宇傾斜 | 轉動或差異位移 | 傾斜監測點;電子水平儀;傾斜儀 | 選定結構線位或外牆 | 區分轉動與均勻沉降 |
| 裂縫位移 | 既有裂縫或已識別局部缺損的變化 | 裂縫計或人手裂縫尺 | 狀況勘察中記錄的指定裂縫 | 把局部張開或閉合與更廣泛位移一併追蹤 |
| 公用設施位移 | 接縫變形或設施位移 | 水準點、稜鏡或接縫計 | 可進場的公用設施井室及關鍵區段 | 保護服務連續性並識別差異位移 |
| 施工振動 | 打樁、破碎或重型機械引起的動態影響 | 經校準的振動監測儀 | 敏感受體或指定量測位置 | 記錄事件幅度及頻率背景 |
| 施工階段變形 | 與挖掘、安裝支撐或荷載轉移相關的變化 | 組合式監測儀器網絡及施工活動紀錄 | 挖掘區、支撐系統、地層及鄰近資產 | 把觀測到的行為與現場實際變化連接起來 |
監測儀器矩陣
地庫項目常用監測儀器
沒有任何儀器適用於所有情況。量程、精度、反應時間、安裝、進場條件、參考基準穩定性及可維護性,會共同決定某種方法是否適合。
| 儀器 | 量度內容 | 最適合情況 | 優點 | 局限 | 模式 |
|---|---|---|---|---|---|
| 人手測斜儀 | 沿測斜管的側向位移剖面 | 需要週期性了解地下或牆體隨深度的位移 | 提供詳細剖面;便於人手重複核對 | 屬間歇量測;操作人員及測斜管狀況會影響數據質素 | 人手 |
| 固定式測斜儀 | 固定感應器位置的傾斜變化 | 需要較高頻率的變形趨勢 | 可自動化;支援快速趨勢覆核 | 感應器間距固定;量程、漂移、供電及通訊均需考慮 | 自動化 |
| 形變陣列或分布式變形監測系統 | 連續或分布式幾何變化,視系統而定 | 當較高空間或時間覆蓋具有工程價值時 | 高密度變形資訊 | 判讀、安裝及系統特定精度需要專業覆核 | 自動化 |
| 自動全站儀及稜鏡 | 三維點位位移 | 需要頻密監測可視地表或結構點位 | 可遙距、多點及具空間性 | 需要穩定控制及清晰視線;大氣及遮擋會影響讀數 | 自動化 |
| 精密水準測量及標記 | 標高變化 | 當可靠垂直參考十分重要時 | 可作可靠的絕對沉降核對 | 需要進場、穩定基準點及嚴謹測量程序 | 人手 |
| 傾斜儀或電子水平儀 | 角度變化 | 當工程問題是轉動或差異反應時 | 靈敏且適合自動化 | 屬局部結果;安裝及溫度可能影響讀數 | 人手/自動化 |
| 裂縫計 | 局部裂縫張開或閉合 | 需要重複觀察指定裂縫時 | 直接量度局部變化 | 不能代表整棟樓宇的位移 | 人手/自動化 |
| 振弦式孔隙水壓計 | 孔隙水壓或指定反應區的水力水頭 | 當特定土層或壓力區段具有工程意義時 | 適合遙距記錄;訊號穩健 | 安裝飽和、封孔及反應區選擇會直接影響判讀 | 人手/自動化 |
| 企管 | 地下水位或水力水頭 | 適合以簡單方法獨立觀察地下水 | 直觀並適合作人手核對 | 反應可能較慢;亦未必能分辨多個地層中的壓力 | 人手 |
| 自動水位感應器 | 高頻水位或壓力,視感應器而定 | 當地下水位下降可能快速變化或進場受限時 | 提高監測頻率並支援遙距趨勢觀察 | 基準、通氣、污損、漂移及通訊均需要 QA | 自動化 |
| 荷載元 | 指定荷載路徑中的作用力 | 需要直接量度指定橫撐、支撐或地錨荷載時 | 直接觀察安裝位置的作用力 | 偏心、就位、容量及校準均十分關鍵 | 人手/自動化 |
| 應變計 | 局部應變 | 需要了解結構構件反應時 | 體積小,適合分布於多個位置 | 荷載需透過結構假設推算;只代表局部位置 | 人手/自動化 |
| 結構監測點 | 指定結構點位的測量位移 | 當牆體、樓板、柱或鄰近資產位移可視時 | 容易與結構幾何建立關係 | 點位移並不直接等於應力或支撐荷載 | 人手/自動化 |
| 振動監測儀或地震儀 | 振動時程,通常包括粒子速度及頻率 | 需要評估指定施工活動的動態影響時 | 可記錄事件並作時間關聯 | 必須核對感應器耦合、位置及非項目事件 | 自動化 |
| 伸縮計 | 指定深度或錨固點之間的相對位移 | 當地下垂直或軸向變形分布具有工程意義時 | 可識別位移在哪一深度發展 | 鑽孔佈置及錨固安裝會直接影響判讀 | 人手/自動化 |
資訊增益
同一工程參數,不同監測儀器
多種儀器可以共同支援同一項評估,但並不是簡單替代關係。聯合土力(GEOOE)會按物理量、空間覆蓋、監測頻率及決策時效,選擇互補證據。
側向位移:人手測斜儀、IPI 還是稜鏡?
人手測斜儀沿測斜管提供間歇性的地下變形剖面;固定式測斜儀則在固定位置或陣列中提高監測頻率;全站儀稜鏡量度可視地表或結構點位的三維位移。稜鏡不能取代地下變形剖面,而測斜儀亦不能代表每一項鄰近資產。
沉降:精密水準、自動全站儀還是沉降感應器?
精密水準測量提供可靠的垂直參考,但需要測量人員進場;自動全站儀可自動監測可視三維點位,但依賴視線及穩定控制;安裝式沉降感應器可提供高頻局部反應,但需要清晰參考基準及可靠安裝模型。空間覆蓋、基準穩定性及進場條件,與名義精度同樣重要。
地下水:企管、振弦式孔隙水壓計還是自動感應器?
企管觀察水力水頭,可作有價值的人手獨立核對;振弦式孔隙水壓計量度指定反應區的壓力;自動水位感應器提高監測頻率,但不能補救位置選擇或封孔不當。地層分布、水力連通、反應時間及基準,決定曲線實際代表甚麼。
樓宇反應:水準標記、稜鏡、傾斜儀還是裂縫計?
沉降標記量度標高變化;稜鏡量度指定點位的三維位移;傾斜儀量度轉動;裂縫計量度局部裂縫張開或閉合。裂縫寬度、傾斜、沉降及三維位移屬不同物理量。把這些量測與樓宇幾何及狀況紀錄一併判讀,資訊價值會更高。
結構荷載:荷載元還是應變計?
荷載元量度其安裝荷載路徑上的作用力;應變計量度局部應變,再透過幾何及材料假設推算應力或構件作用力。兩者都需要校準、安裝控制及溫度考慮。若荷載偏心或結構行為複雜,兩者關係並非簡單一對一。
為甚麼要採用多於一種方法?
獨立方法可以揭示參考基準移動、視線受阻、測斜管損壞或局部感應器異常。冗餘應有意識地設計:第二種方法應透過不同量測途徑檢驗同一工程關注。若沒有驗證策略,安裝大量相同感應器只會增加數據量,而不一定增加可信度。
地層反應
地庫挖掘周邊的地層位移
地庫挖掘可引起向挖掘區的側向位移、地表沉降、較深層變形,以及因卸載或支撐反應造成的局部隆起。變形模式會受擋土牆剛度、支撐間距、施工方法、挖掘次序、地下水變化、土層或岩層分布及鄰近地基影響。
地表觀測描述地面或資產的後果,而地下監測儀器則有助識別變形機制。擋土牆或樓宇上的測量稜鏡不能顯示位移在地下哪一深度發展;反過來,單一測斜儀剖面只代表穿過地層的一條線,不能描述挖掘區周邊所有樓宇、公用設施或轉角位置。
多參數方法可在風險主導的位置,結合精密水準測量、地表或結構稜鏡、人手或固定式測斜儀及伸縮計。這不代表每個地庫項目都需要每一種設備。監測設計應把觀測放在預測位移、脆弱資產、牆體幾何變化或施工階段轉換能令資訊真正有用的位置。
從聯合土力(GEOOE)的工程角度,空間模式與最大讀數同樣重要。在判定工程機制之前,應比較鄰近儀器、深度剖面、牆板、支撐層級及施工紀錄。在可行情況下,參考基準點及自動全站儀控制點亦應設於預期影響範圍外,並接受獨立核對。
地下水
地下水及抽排監測
地下水觀測應圍繞水文地質模型、抽排方法及敏感受體設計,而不能把地下水只視為一條通用水位曲線。
水位下降
觀察挖掘區內外的變化。按相關情況覆核量測深度、反應區、抽水率、回灌、雨量,以及潮汐或邊界影響。
孔隙水壓
在孔隙水壓會影響穩定性、滲流或沉降的土層或含水層內使用孔隙水壓計。跨越其他地層的企管未必會反映相同反應。
連動變形
把地下水變化與擋土牆位移、沉降、滲流、湧水及挖掘活動比較。時間關係及水力連通,有助檢驗不同變化是否互相關聯。
香港屋宇署 APP-22 指出抽排地下水建議書應涵蓋對鄰近樓宇、街道及土地的監測,包括地下水狀況的變化,以及相關限值、讀數間隔及紀錄保存;文件亦把建議書與土地勘察、地下水及地質條件連接起來。
聯合土力(GEOOE)一般會把地下水與變形視為互相關聯的數據集。某一孔隙水壓計水位下降,並不能證明沉降一定由抽排地下水造成;同樣,地表沉降穩定亦不能證明所有水力區段均已穩定。工程判讀應同時考慮感應器反應、施工紀錄,以及鄰近地層和結構的量測。
擋土系統
擋土牆及挖掘支撐系統監測
地下連續牆、連排鑽孔樁牆、板樁、soldier-pile 系統、橫撐、支撐及地錨,其反應各不相同。監測儀器必須配合實際 ELS 配置及施工次序。
嵌入式擋土牆
測斜儀可顯示隨深度變化的側向撓曲;測量點或傾斜量測則可核對可進場的牆頂及指定結構點。轉角位置的反應可能與長直牆段中部不同。
橫撐及支撐
在指定構件安裝荷載元或應變計,可追蹤支撐系統反應。預加荷載、溫度、接駁行為、挖掘標高及荷載重新分配,都會影響工程判讀。
地錨
在獲批准且適用的情況下,應把地錨頭荷載觀測、測試紀錄及牆體位移一併考慮。局部荷載讀數不能代表整套擋土牆系統。
地下水
擋土牆表現不能與水力條件分開判讀。孔隙水壓計及企管有助評估壓力、水位下降,以及與滲流或鄰近沉降的可能關係。
鄰近沉降
牆外地層及資產監測,用於檢驗擋土牆施工、挖掘、地下水控制或支撐變化是否正在影響敏感受體。
分階段覆核
在每一層挖掘、安裝或拆除支撐、澆築樓板及荷載轉移前後比較觀測結果。監測頻率應跟隨風險及實際觀測行為。
如需了解 ELS 專項能力,請參閱 挖掘及側向承托(ELS)監測。本頁刻意不把觸發值一般化;相關數值應由負責項目的設計及已批准控制框架制定。
鄰近資產
地庫挖掘鄰近樓宇監測
鄰近樓宇監測應在挖掘前開始。施工前狀況勘察記錄既有裂縫、飾面、伸縮縫及可見缺損;其後基線讀數顯示水準點、稜鏡、傾斜儀或裂縫尺的正常重複性,並可在施工改變現場前記錄環境變化。
結構形式及地基系統決定哪些量測最重要。均勻沉降的後果可能與差異沉降或轉動完全不同。裂縫計只記錄局部裂縫寬度變化,不能證明整棟樓宇都在移動;外牆稜鏡只反映所選點位,而內部柱、樁承構件或獨立外牆可能有不同反應。
較舊樓宇、砌體結構、文物建築及其他敏感結構,可能需要更密集觀測、更長基線期、更審慎的進場規劃,或增加獨立量測方法。負責工程師及資產持份者應界定敏感位置及反應程序。監測硬件不應妨礙使用者,亦不應製造新的安全風險。
聯合土力(GEOOE)建議,把鄰近資產監測與挖掘階段及地下水行為一併判讀,而不是當作孤立的報告工作。擋土牆撓曲、沉降、傾斜、裂縫位移及抽排地下水紀錄,可能提供互相支持或互相矛盾的證據,需要工程覆核。相關 結構監測 頁面涵蓋更廣泛的資產監測背景。
施工影響
施工振動及敏感資產
樁牆施工、破碎、鑽孔、挖掘及重型機械都可能產生振動。監測問題是指定受體位置的動態反應,而不是沉降或永久結構位移。
量度事件
經校準的振動監測儀會在指定位置記錄振動時程。感應器耦合、方向、取樣、觸發設定及受體位置都會影響結果。需要配合施工活動紀錄,才能區分項目事件、交通、樓宇運作或其他非項目來源。
不要混淆不同物理量
振動幅度描述動態運動;沉降標記、稜鏡及傾斜儀則量度位移或轉動。低振動讀數不能證明沒有沉降,而沉降趨勢亦不是振動量測。如果同一資產受到不同機制影響,兩類量測都可能需要。
屋宇署現行索引列出 APP-137, 《樁基礎及挖掘與側向承托工程引起的地面傳播振動及地層沉降》為2024年11月簽發版本。文件涉及相關樁施工及類似 ELS 工程的評估、監測建議及反應安排。
項目準則應由負責工程團隊按實際結構、施工活動及適用要求制定。聯合土力(GEOOE)不會把同一個通用振動限值套用到所有香港地庫項目。
監測策略
人手還是自動化監測?
沒有任何一種監測模式必然較優。真正有用的問題,是所選方法能否在風險及施工階段所要求的頻率、連續性及反應時間內,提供可靠資訊。
| 方法 | 優點 | 局限 | 常見適用情況 |
|---|---|---|---|
| 人手監測 | 靈活、可在現場直接檢查,對穩定或較低頻率觀測具效率。 | 屬離散讀數;進場、天氣、測量控制及人員排程會影響連續性。 | 基線測量、較低風險資產、確認讀數,以及自動化附加價值有限的量測。 |
| 自動化監測 | 提供高頻時間序列、快速變化偵測,以及在通訊正常時的遙距存取。 | 需要供電、遙測、數據驗證、維護及反應工作流程;高頻數據亦可能放大雜訊。 | 關鍵施工階段、敏感受體、進場困難,以及需要密切時間關聯的參數。 |
| 混合式監測 | 把持續可視性與獨立核對及工程觀察結合。 | 當不同方法結果不一致時,需要清楚界定責任及協調方式。 | 適合很多城市地庫項目,尤其當不同區域及施工階段的風險與進場條件不一。 |
選擇因素: 位移後果、預期變化速率、施工次序、進場條件、所需讀取頻率、現場通訊、維護資源及預算。自動化支援工程判斷,而不是取代工程判斷。
施工次序
按地庫施工階段進行監測
監測計劃應跟隨臨時工程及挖掘次序。讀取頻率、責任人及反應行動仍須按項目制定。
施工前基線
在工程影響現場前,先建立既有標高、裂縫、傾斜、地下水及儀器穩定性資料。
前期工程
追蹤公用設施、拆卸、打樁工作平台及早期抽排地下水準備工作所造成的影響。
擋土牆施工
在地下連續牆、樁牆或板樁施工期間,觀察振動、沉降、地下水及鄰近資產。
抽水試驗
把抽水與地下水反應、回灌成效及挖掘區外沉降互相比較。
初期挖掘
在挖掘進一步加深前,確認早期擋土牆及地層反應是否符合設計假設。
支撐或地錨循環
把每一層挖掘及安裝支撐的步驟,與牆體位移、支撐荷載及鄰近資產反應互相連接。
基底標高
在最深且通常最敏感的階段,留意基底、地下水及擋土系統的行為。
底板及永久結構
當永久樓板及牆體開始限制挖掘區變形時,追蹤荷載重新分配及系統反應。
拆除支撐
在拆撐、解除地錨或移除臨時工程期間,觀察位移及荷載轉移。
施工後觀察
在已協定時段內,確認變形趨勢穩定、地下水殘餘反應,以及鄰近資產狀況。
由數據走向行動
由監測數據走向工程決策
讀取
取得排定的觀測資料,同時保留儀器健康狀態、時間及施工背景。
驗證
檢查基線、控制點、重複性、遙測,以及讀數變化究竟屬真實物理反應還是錯誤。
趨勢分析
覆核變化速率、方向、空間模式,以及地下水、地層、擋土牆與結構資料之間的關聯。
工程判讀
把觀測結果與設計模型、施工次序、附近活動及預期行為比較。
反應
記錄覆核結果,並執行項目已協定的通訊、巡檢或應變行動。
有用的儀表板不只是顯示數值,而是保留由量測、驗證、工程判讀到反應的可追溯性。觸發及行動水平必須按實際工程、資產及觀測方法設計;聯合土力(GEOOE)不會把通用公開門檻當作個別項目的準則。
預防失效
地庫項目常見監測錯誤
未有穩定基線便開始施工
無法有信心地把施工引起的變化與原有自然變化區分開來。
只監測擋土牆
地下水、地層流失及鄰近資產反應,可能與擋土牆位移以不同方式發展。
未界定決策便先選儀器
數據量不斷增加,但工程問題仍未被回答。
空間覆蓋不足
只在方便位置設少量監測點,可能遺漏轉角、工程介面、公用設施或敏感受體。
只用單一方法而沒有冗餘
控制基準移動、感應器漂移或局部損壞,可能被誤判為現場真實行為。
忽略施工事件
如果抽水、挖掘、安裝支撐及加載紀錄沒有在時間上對齊,讀數便會失去工程意義。
把自動化當作不會出錯
供電、通訊、凝結水、視線及電纜損壞仍然需要管理。
對單一讀數反應過度
未經驗證的雜訊可能導致不必要干擾;趨勢、相互印證及現場證據同樣重要。
升級處理太遲
即使讀數完全正確,如果責任人、聯絡途徑及反應時間不清晰,數據價值仍然有限。
設定通用觸發值
從其他項目照搬的限值,未必符合本項目的設計假設或資產容許程度。
儀器保護不足
機械、混凝土施工、水及日常進場活動,可能破壞在關鍵階段最需要的監測數據來源。
數據管治薄弱
未受控制的版本修改、單位或命名規則,會削弱審計追蹤及資料比較能力。
沒有維護或重新校準計劃
長期安裝會老化,而參考系統本身亦可能發生位移。
太早停止監測
拆除支撐、永久荷載轉移及地下水恢復,可能在挖掘完成後仍然持續。
獨立證據
大型地庫及深層挖掘項目的經驗
歸屬說明: 以下均為具獨立公開資料的國際項目,並非聯合土力(GEOOE)項目。項目事實按所連結來源摘要;所有聯合土力(GEOOE)的工程判讀均另行標示。
香港
尖沙咀站大堂擴建工程
主要啟示: 把實測變形與分階段預測作比較。
項目證據及來源
項目類型: 香港城市車站挖掘工程。
經核實的監測: 土木工程拓展署/土力工程處案例記錄了施工期間實測的地層變形,並與三維模型預測比較。
聯合土力(GEOOE)工程判讀: 當監測讀數與實際挖掘次序連接後,模型與量測結果的比較最具價值。
資料來源: 土力工程處, 《深層挖掘設計及施工》,《土力工程處刊物第1/2023號》(2023年)案例。 開啟 PDF。
英國
Crossrail Paddington Station Box
主要啟示: 把實時觀測與每個挖掘階段建立關聯。
項目證據及來源
項目類型: 倫敦深層車站箱體挖掘工程。
經核實的監測: 項目使用由全站儀及稜鏡陣列組成的實時網絡監測鄰近隧道,並把觀測結果與車站箱體分階段挖掘及預測反應作比較。
聯合土力(GEOOE)工程判讀: 當施工事件及預測反應共用同一條時間線,自動化數據才真正可以支援工程決策。
資料來源: Crossrail Learning Legacy, 《Digging for monitoring gold… Paddington Station Box Excavation》 (2015年)。 開啟資料來源。
美國
Boston Central Artery/Federal Reserve Plaza
主要啟示: 把結構及岩土觀測與觸發水平結合。
項目證據及來源
項目類型: 美國波士頓既有大型建築群旁的大型城市地下工程。
經核實的監測: 公開紀錄顯示,監測系統包括應變計、傾斜儀、加速度計、測斜儀,以及與觸發水平自動比較的功能。
聯合土力(GEOOE)工程判讀: 多參數監測有助區分地層位移與受保護結構本身的反應。
資料來源: Transportation Research Board, 《Structural and Geotechnical Monitoring at Federal Reserve Plaza》 (1998年)。 開啟紀錄。
中國
上海 Hongyang 地下變電站
主要啟示: 同時監測擋土系統及鄰近設施。
項目證據及來源
項目類型: 上海採用逆作法施工的三層地庫深層挖掘工程。
經核實的監測: 經同行評審案例記錄了挖掘期間,針對擋土結構及鄰近設施的大量監測儀器配置。
聯合土力(GEOOE)工程判讀: 逆作法施工需要把臨時支撐及逐步形成的永久結構約束一併判讀。
資料來源: Procedia Engineering, 《Monitoring Analysis of Deep Excavation… Hongyang Underground Substation》 (2016年)。 開啟論文。
日本
京葉線東京地下站
主要啟示: 利用已界定的量測與控制循環保護營運中的地下資產。
項目證據及來源
項目類型: 東京地下車站挖掘工程,與營運中的橫須賀線盾構隧道互相影響。
經核實的監測: 公開案例介紹了一套量測及控制系統,用於監察既有盾構隧道在外露及臨時支承期間的行為,並在出現非預期變化時支援反應。
聯合土力(GEOOE)工程判讀: 監測營運中資產需要清晰界定反應責任,而不是只安裝感應器。
資料來源: Japan Concrete Institute/J-STAGE,項目論文(1990年)。 開啟論文。
新加坡
Nicoll Highway 合約 C824
主要啟示: 數據管治及及時反應對安全十分關鍵。
項目證據及來源
項目類型: 新加坡明挖回填捷運工程。
經核實的監測: 官方調查報告指出,設計、施工、監測儀器、監測及數據管理多個環節均存在失誤,包括多次超出覆核水平,以及擋土牆撓曲、測斜儀、應變計及沉降數據所顯示的異常跡象。
聯合土力(GEOOE)工程判讀: 即使監測讀數在技術上正確,如果驗證、升級處理及行動彼此脫節,也不能有效降低風險。
資料來源: 調查委員會, 《Nicoll Highway Collapse 最終調查結果》 (2005年)。 開啟 PDF。
南韓
首爾 Yeouido 營運中地鐵旁挖掘工程
主要啟示: 在驗證預測工程機制的同時,觀察隧道及路軌反應。
項目證據及來源
項目類型: 首爾營運中地鐵附近的城市深層挖掘工程。
經核實的監測: 自動隧道收斂計及路床沉降感應器的實測結果,與數值分析結果作比較。
聯合土力(GEOOE)工程判讀: 受保護資產的量測應與地層及擋土系統反應一併評估,而不是當作互相獨立的警報。
資料來源: 由 PubMed Central 收錄的同行評審論文(2021年)。 開啟論文。
荷蘭
阿姆斯特丹 North/South Metro Line 車站
主要啟示: 以空間方式整合地表、地下及樓宇數據。
項目證據及來源
項目類型: 位於阿姆斯特丹歷史建築群中的深層車站箱體工程。
經核實的監測: 已發表監測方案結合自動全站儀及稜鏡、水準測量、固定式測斜儀、伸縮計、應變計及孔隙水壓計,並把數據整合至地理信息系統。
聯合土力(GEOOE)工程判讀: 空間整合視圖有助團隊把挖掘行為與多個敏感受體建立關係。
資料來源: ISSMGE, 《Monitoring for Construction of the North/South Metro Line in Amsterdam》 (IS Amsterdam 2005;2006年出版)。 開啟 PDF。
本地工程背景
與香港地庫監測相關的指引
實際要求須按項目及審批情況制定。以下現行公開文件已於2026年8月21日覆核,並應與項目的已批准設計、同意條件、監督計劃及合約程序一併閱讀。
土木工程拓展署/土力工程處《刊物第1/2023號》
《深層挖掘設計及施工》 解釋為何監測儀器及監測可用於驗證設計假設、評估挖掘及側向承托系統表現,以及偵測對鄰近設施的影響。文件亦說明項目特定規劃、責任、讀數頻率、觸發控制及反應行動。
屋宇署 APP-22
《地基及地庫挖掘工程的地下水抽排》 涉及地下水控制,以及抽排地下水可能在挖掘區外引起的風險。
屋宇署 APP-57
《挖掘及側向承托計劃的要求》 與挖掘及側向承托工程的呈交及控制框架直接相關。覆核時,屋宇署索引所列版本為2026年7月。
屋宇署 APP-137
《樁基礎及挖掘與側向承托工程引起的地面傳播振動及地層沉降》 提供敏感受體周邊影響評估及控制的相關背景。
本頁提供工程概覽,不屬審批意見,亦不能取代註冊結構工程師、岩土工程專家、臨時工程設計人員或審批主管機構的專業工作。
整合式 Geo-Intelligence
聯合土力(GEOOE)如何處理地庫監測
由 Geoorigin Engineering Limited(GEOORIGIN ENGINEERING LIMITED)在香港營運的聯合土力(GEOOE),把地庫監測視為一套互相連接的工程資訊系統。監測架構由項目團隊可能需要作出的決策開始,再把每項決策對應到相關參數、儀器、位置、讀取方法、驗證檢查及通訊途徑。
多參數設計
當工程機制互相影響時,地層位移、擋土牆變形、支撐荷載、地下水、鄰近結構及振動會一併考慮。
數據架構
清晰命名、單位、基線、時間戳記、施工事件及質素標記,有助在人手及自動化系統之間進行覆核及審計追蹤。
Geo-Intelligence 工作流程
儀表板及趨勢視圖可協助合資格覆核人員,把觀測結果與設計假設及實際施工次序連接起來。
負責任的自動化
規則或 AI 輔助篩查可以協助優先識別異常模式,但在採取行動前,仍需要工程驗證及人員監督。
監測範圍應按項目風險、場地限制,以及設計、施工及監測團隊的責任度身制定。沒有任何監測儀器系統可以保證不會發生位移,而監測亦不會轉移或取代設計人員、承建商或法定專業人士的責任。
實用問題
地庫監測常見問題
地庫監測常用哪些儀器?
常見系統可包括:用於擋土牆或地層變形的測斜儀;用於三維位移及沉降的測量稜鏡及精密水準測量;用於地下水的孔隙水壓計或企管;用於支撐作用力的荷載元及應變計;用於鄰近樓宇的傾斜儀、裂縫計及結構監測點;以及用於對振動敏感工程的振動監測儀。合適組合取決於預測工程機制、施工次序、進場條件及位移後果。
測斜儀與測量稜鏡有甚麼分別?
測斜儀沿測斜管或感應器鏈量度隨深度變化的側向位移,因此可顯示地下變形剖面;由全站儀觀測的稜鏡則量度可視地表點位的三維位移。兩者回答互相關聯但不同的工程問題,通常可互補使用:測斜儀顯示位移如何在地下或牆體內發展,稜鏡則記錄可進場點位的實際反應。
為甚麼地庫挖掘期間地下水監測十分重要?
抽水及截水牆可改變挖掘區內外的水力水頭。相關變化可能影響穩定性、滲流、地層流失,以及鄰近地層或地基的沉降。合適佈置可在擋土系統兩側均設觀測點,並把抽水紀錄及回灌活動放在同一時間線上。工程判讀必須考慮地質、反應滯後及儀器標高,而不能只看單一水位。
每個地庫項目都需要自動化監測嗎?
不需要。當變化可能快速發展、進場受限制、受體敏感,或工程決策需要高頻數據時,自動化很有價值。人手讀數則適合穩定條件、較低頻率參數及獨立核對。很多項目會受益於混合式系統。選擇應跟隨風險、施工階段、所需反應時間、通訊可靠性及維護能力,而不是一概偏好某項技術。
鄰近樓宇如何監測?
監測可把狀況勘察與精密水準測量、測量稜鏡、傾斜儀、裂縫尺,以及在有充分工程理據時使用的振動或結構感應器結合。參考控制必須穩定,而監測佈置應反映地基形式、幾何條件及預測地層位移模式。觀測結果應與挖掘、地下水及擋土牆數據一併判讀,讓相關性建基於工程機制,而不只是時間上同時發生。
觸發及行動水平應如何制定?
應由負責項目的專業人士,根據設計預測、使用性能及極限狀態考慮、資產容許程度、基線變化、儀器精度及觀測反應計劃制定。每一級都需要指定覆核人員、通訊時限及預先界定的行動。不能照搬與本項目無關的通用數值。趨勢或變化速率準則,可能與絕對量測值同樣重要。
同一套監測佈置可以重複套用到每個地庫項目嗎?
不可以。單靠挖掘深度不能界定風險。地質、地下水、擋土牆及支撐系統、順作或逆作施工次序、地基工程介面、公用設施、鄰近鐵路、樓宇敏感程度、進場條件及施工方法,都會影響監測佈置。可重用的規格及數據標準有助提高一致性,但位置、量程、監測頻率、冗餘及反應程序仍應按場地制定。
為甚麼需要基線監測?
基線用於建立施工前狀況、自然變化及量測重複性,亦可在挖掘開始前識別不穩定測量控制點、季節性地下水變化,或既有裂縫及傾斜。為了解正常變化,通常需要多於一次觀測。沒有可靠基線,後續變化便較難歸因,而警報亦可能只是反映不確定的基準,而不是施工影響。
資料來源
參考資料
- 香港土木工程拓展署土力工程處。 《深層挖掘設計及施工》,《土力工程處刊物第1/2023號》。
- 香港屋宇署。 《認可人士、註冊結構工程師及註冊岩土工程師作業備考》。
- 香港屋宇署。 APP-22:《地基及地庫挖掘工程的地下水抽排》。
- 香港屋宇署。 APP-57:《挖掘及側向承托計劃的要求》。
- 香港屋宇署。 APP-137:《樁基礎及挖掘與側向承托工程引起的地面傳播振動及地層沉降……》。
- Crossrail Learning Legacy。 Paddington Station Box 挖掘監測論文,2015年。
- Transportation Research Board。 《Structural and Geotechnical Monitoring at Federal Reserve Plaza》,1998年。
- Procedia Engineering。 Hongyang 地下變電站深層挖掘監測案例,2016年。
- Japan Concrete Institute/J-STAGE。 京葉線東京地下站項目論文,1990年。
- 新加坡調查委員會。 Nicoll Highway 倒塌事故最終調查結果,2005年。
- 由 PubMed Central 收錄的同行評審論文。 Yeouido 營運中地鐵旁挖掘工程的自動化監測,2021年。
- ISSMGE。 阿姆斯特丹 North/South Metro Line 施工監測,IS Amsterdam 2005/2006年出版。
香港監管資料已於2026年8月21日再次覆核。外部項目名稱及研究結果的歸屬仍屬其各自的業主、作者及出版機構。