地铁浅埋暗挖隧道区间及车站监控量测方案

监控量测方案1监控量测方案1.1施工监测概述以往的理论研究和施工实践均表明，在地下工程施工过程中，地层应力状态的改变将直接导致结构产生位移和变形，同时也会对地表及周边环境造成一定的影响。当这种位移和影响超出一定范围，必然对结构产生破坏，并影响到上方地表和临近建筑的安全使用。本标段工程包括一座明暗结合车站和两段暗挖区间。工程所处地理位置复杂，地下管线众多，给施工监测工作制造了很大的困难。如何保证施工不影响这些构筑物的正常使用，如何做到“未雨绸缪”，施工中的监控量测都将发挥极其重要的作用。监控量测作为工程施工中的重要一环，必须得到重视，且作为一道工序纳入到施工组织设计中去。其主要目的为：1）了解暗挖隧道支护结构和周围地层的变形情况，为施工日常管理提供信息，保证施工安全。车站支护结构和周围土体的变形及应力状态和其稳定情况密切相关，车站支护结构和周围土体各种破坏形式产生之前通常有大的位移、变形、受力异常等，监测数据和成果是现场施工管理和技术人员判断工程是否安全的重要依据。因此，在施工过程中，通常依据观测结果来验证施工方案的正确性，调整施工参数，必要时采取辅助工程措施，以此达到信息化施工目的。2）修改工程设计监测除表明工程的“安全状况”外，通过研究监测成果，判断结构的安全稳定性。有助于对工程设计进行修改，并通过监测数据与理论上的工程特性指标进行比较，以便了解设计的合理程度。3）保证施工影响范围内建筑物、地下管线的正常使用，为合理确定保护措施提供依据。4）验证支护结构设计，为支护结构设计和施工方案的修订提供反馈信息。我国当前地下工程支护结构设计基本处于半经验半理论状态，土压力多采用经典的理论公式，与现场情况有一定差异。且地下结构周围土层软弱，复杂多变，结构设计的荷载常不确定。而且，荷载与支护结构变形、施工工艺也有直接关系。因此，在施工中迫切需要知道现场实际的应力和变形情况，与设计值进行比较，必要时对设计方案和施工过程进行修改。施工监测是支护结构设计的重要组成部分。5）积累资料，以提高地下工程的设计和施工水平。支护结构的围岩压力分布受支护方式、支护结构刚度、施工过程和被支护围岩种类的影响，常很复杂，现行设计分析理论尚未达到成熟的阶段，积累完整准确的地下工程开挖与支护监测结果，对于总结工程经验，完善设计分析理论是很有价值的。监控量测方案21.2施工监测设计1.2.1监控量测设计依据工程土建施工监测方案依据如下标准进行编制：1)本工程土建施工招标文件及设计说明；2)中华人民共和国国家标准《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308-1999；3)中华人民共和国国家标准《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999；4)《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97；5)《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97；6)《工程测量规范》GB50026-93；7)《城市测量规范》CJJ13-87；8)《城市地下水动态观测规程》CJJ/T76-98；9)《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；10)《岩土工程安全监测手册》。1.2.2监控量测方案设计原则在地下工程中进行量测，绝不是单纯地为了获取信息，而是把它作为施工管理的一个积极有效的手段，因此量测信息首先应能确切地预报破坏和变形等未来的动态，对设计参数和施工流程加以监控，以便及时掌握围岩动态而采取适当的措施（如预估最终位移值、根据监控基准调整、修改开挖和支护的顺序和时机等）。其次还应能满足作为设计变更的重要信息和各项要求，如提供设计、施工所需的重要参数（初始位移速度、作用荷载等）。施工监测是一项系统工程，监测工作的成败与选用监测方法的选取及测点的布置直接相关。根据以往监测工作的经验，归纳以下5条原则。1）可靠性原则：可靠性原则是监测系统设计中所考虑的最重要的原则。为了确保其可靠性，必须做到：（1）系统需要采用可靠的仪器；（2）应在监测期间保护好测点。2）多层次监测原则：多层次监测原则的具体含义有四点：（1）在监测对象上以位移为主，兼顾其它监测项目；（2）在监测方法上以仪器监测为主，并辅以巡检的方法；（3）在监测仪器选择上以机测仪器为主，辅以电测仪器；（4）考虑分别在地表、及临近建筑物与地下管线上布点以形成具有一定测点覆盖率的监测网。3）重点监测关键区的原则：在具有不同地质条件和水文地质条件、周围建筑物及地下管线段，其稳定的标准是不同的。稳定性差的地段应重点进行监测，以保证建筑物及地下管线的安全。4）方便实用原则：为减少监测与施工之间的干扰，监测系统的安装和测量应尽量做到方监控量测方案3便实用。5）经济合理原则：系统设计时考虑实用的仪器，不必过分追求仪器的先进性，以降低监测费用。1.2.3施工监测内容本工程包括一座明暗结合结构车站和两段暗挖区间，工程场地周围地理位置复杂，场区范围内管线众多，为有效保护周围建筑物和地下管线，以及结构自身的安全，本工程变形量测控制按一级安全等级考虑，施工期间必须加强监控量测，根据设计说明要求和工程的实际情况确定监测内容，监测内容按照车站结构和暗挖区间隧道划分。1）车站结构监控量测本工程车站结构的监测工作按照明挖结构施工和暗挖施工两部分进行叙述。根据设计要求和本车站的实际情况，确定明挖部分的监控量测项目主要包括：地层及支护情况观察；地表沉降；地面建筑、地下管线及构筑物变化；围护结构桩体水平位移；围护结构钢支撑轴力；钢筋内力（见表1-1所示）。依据监测项目确定所使用的量测设备，测量设备必须经过计量检测部门的检定，具有检定合格证。经过现场勘查和工程结构受力情况分析以及以往类似工程施工的监控量测经验，并且结合工程设计要求，确定监测点位和监测范围。监测频率的确定按照工程施工的进度情况和监测变形速度情况确定。一般在工程部位施工期间和测量监测发现变形速度较快时，量测的频率较大，在平时状况下，监测频率按照设计要求确定。车站明挖监控量测表表1-1序号量测项目方法及工具断面距离量测频率备注变形速度（mm/d）量测频率1地层及支护情况观察现场观察及地质描述每次开挖后立即进行,每15～20m一个断面2地表沉降精密水准仪铟钢水准尺每次开挖后立即进行,每10m一个断面开挖面距离量测断面前后2B时1～2次/d；开挖面距离量测断面前后5B时，1次/2d；开挖面距离量测断面前后5B时，1次1周（B为开挖跨度；d为天数）3地面建筑、地下管线及构筑物变化精密水准仪铟钢水准尺每5m布设一个沉降观测点4桩体水平位移测斜管每20m设一个量测断面1次/2天5钢支撑轴力轴力计每20m设一个量测断面1次/2天6钢筋内力应力计、频率仪每20m设一个量测断面1次/2天监控量测方案4车站暗挖部分的测量监测项目主要包括：地层及支护情况观察；拱顶下沉；净空收敛；底部隆起；地表沉降；钢筋内力监测（见表1－2所示）。车站暗挖部分的监测内容和明开部分有一些项目是重复的，尤其是在地面监测的项目，是因为明开和暗挖的施工工艺、施工顺序是不一样的，造成在监测过程中监测的重点、布点方法有所不同，在施工监测过程中应该区别对待。暗挖工程的监测工作受施工限制具有更大的测量难度，暗挖施工中对监测数据的依赖程度也更大。在监测工程中，根据施工特点布设监测点位，合理确定测量方法和测量路线，严格执行测量规程，确保监测数据的准确、可靠。车站暗挖监控量测表表1-2序号量测项目方法及工具断面距离量测频率备注变形速度（mm/d）量测频率1地层及支护情况观察现场观察及地质描述每次开挖后立即进行2拱顶下沉精密水准仪铟钢水准尺每10m一个断面，每断面1个测点≥52次/d开挖或拆撑后立即进行3净空收敛收敛仪每10m一个断面，每断面6个测点1～51次/1d0.5～11次/2d4底部隆起精密水准仪铟钢水准尺每10m一个断面，1～51次/1d0.5～11次/2d5地表沉降精密水准仪铟钢水准尺每10m一个断面，每断面5个测点开挖面距离量测断面前后2B时1～2次/d；开挖面距离量测断面前后5B时，1次/2d；开挖面距离量测断面前后5B时，1次1周6钢筋内力应力计、频率仪代表性地段1次/2天注：B为开挖跨度；d为天数。2）区间竖井及暗挖隧道监控量测区间暗挖隧道包括：科－知区间和知－学区间。科－知区间线路全长909.9米，知－学区间线路全长914.531米，两个区间均在中部设立施工竖井，隧道采用短台阶法施工，隧道为单孔单线马蹄形隧道。区间竖井的监测项目主要有：竖井内外观察；竖井结构收敛（净空收敛）、临近建筑物、地下管线变化和地表下沉（见表1－3所示）。区间暗挖隧道的主要监测项目有：洞内外观察；洞周收敛（净空收敛）；拱顶下沉；地表下沉；临近建筑物、地下管线及构筑物的变形；侧向土压力；衬砌、钢架应力和底部隆起等内容，见表1－4所示。监测布点方法和监测频率的确定同车站暗挖结构的监测。区间隧道施工竖井的监测项目参考车站明挖结构监测，监测布点数量少于车站明挖结构。监控量测方案5区间竖井监控量测表表1-3序号项目名称测量方法测点布置测量频率1～15天16天～1月1～3月3月后1洞内外观察观察、记录开挖后及初期支护后进行每次开挖后进行2净空收敛收敛计纵向10m一断面，每断面4个测点1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月3地表下沉精密水准仪、铟钢尺每个施工竖井布设4个监测点开挖过程中，每天观测1次，变形基本稳定后，3天观测1次。4临近建筑物、地下管线变化精密水准仪、铟钢尺根据现场情况布设点位开挖面距离量测断面前后2B时1～2次/d开挖面距离量测断面前后5B时，1次/2d开挖面距离量测断面前后5B时，1次1周暗挖区间隧道监控量测表表1-4序号项目名称测量方法测点布置测量频率1～15天16天～1月1～3月3月后1洞内外观察观察、记录开挖后及初期支护后进行每次开挖后进行2净空收敛收敛计每10m一断面，每断面4测点1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月3拱顶下沉精密水准仪、铟钢尺每10m一断面，每断面1测点1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月4地表下沉精密水准仪、铟钢尺每10m一断面，每断面5-7测点开挖面距离量测断面前后2B时1～2次/d开挖面距离量测断面前后5B时，1次/2d开挖面距离量测断面前后5B时，1次1周5临近建筑物、地下管线变化精密水准仪、铟钢尺根据现场情况布设点位同上6侧向土压力压力盒代表性地段布设1次/1天1次/2天1～2次/周1～3次/月7衬砌、钢架应力应变计代表性地段布设1次/1天1次/2天1～2次/周1～3次/月注：B为开挖跨度；d为天数。1.2.4施工监测点布置1）施工监测点按照下列原则布置（1）观测点类型和数量的确定结合工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综监控量测方案6合考虑。（2）为验证设计数据而设的测点，布置在设计中最不利位置和断面上，为结合施工而设的测点布置在相同工况下的最先施工部位，其目的是及时反馈信息、指导施工。（3）表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于应用仪器进行观察，还要有利于测点的保护。（4）埋设测点不影响和妨碍结构的正常受力，不削弱结构的变形刚度和强度。（5）在实施多项内容测试时，各类测点的布置在时间和空间上有机结合，力求使一个监测部位能同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。（6）根据监测方案在施工前提前布置好各监测点，以便监测工作开始时，监测元件进入稳定的工作状态。（7）测点在施工过程中遭到破坏时，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，保证该点观测数据的连续性。2）地表沉降观测点大多需要布设在交通繁忙的知春路上，测点的设置采用地面钻孔60厘米，穿透路面层和二灰层，达到原状土，灌入细砂，然后安置80厘米φ20钢筋。周围建筑物的沉降观测点除采用勘察院的布点外，需要和建筑物的产权单位协商或直接由产权单位在建筑物（构筑物）结构上布设点位，点位应牢固、可靠并且耐用，一般采用钢筋头垂直镶入结构，用混凝土磨平。其他监测项目的布点根据设点项目和元件构造原理合理设置。1.2.5监测控制标准、警戒值1）监测控制标准监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计