施工监测方案.docx
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施工监测方案
施工监测方案
1、编制依据
1、地下铁道工程及验收规范（GB50299-1999）；
2、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308）;
3、张士站施工图；
4、沈新路站施工图；
5、《地铁设计规范》（GB50157-2003）;
6、张士站～沈新路站区间施工图；
7、国家,沈阳市及相关行业现行的有关规范、规程和标准；
2、工程概况
本工程为沈阳市地铁一号线一期工程第一合同段，其工程范围包括张士站及站后区间、张士站～沈新路站区间、沈新路站。
车站采用明挖法、区间全部采用暗挖法施工。
张～沈区间里程范围为DK0+224.50～DK1+438.90，区间左线长1205.18m（短链9.22m），右线长1214.40m.区间设两座竖井，1号竖井位于线路左侧、沈阳农机公司前。
2号竖井位于线路右侧、羊吉泵站南。
井口净空尺寸均为4.6m×6.0m，1号竖井位于线路里程DK0+524.76；2号竖井位于线路里程DK0+963.386。
区间隧道采用暗挖法施工，马蹄型断面，复合衬砌。
张士站为沈阳市地铁一号线一期工程起点，车站计算站台中心里程为DK0+145.5，车站全长180.5m，结构标准段总宽度18.5m，车站底板埋深约16.8m，顶板覆土厚度约3.5m。
车站共设4个出入口，2座风道，1个逃生通道，2号、3号出入口位于昆明湖街的一侧，1号、4号出入口均设于开发大路的两侧。
1号风亭位于昆明湖街的西北侧，2号风亭位于开发大路的南侧。
车站结构形式为双层双跨岛式站台钢筋混凝土矩形框架结构。
采用明挖法施工，基坑围护结构采用φ1000@1200钻孔灌注桩，基坑内由上而下设3层（局部4层）φ600mm、δ＝14mm和16mm的钢管支撑与型钢围檩。
沈新路站为位于太湖街与沈新路交口附近，沿太湖路呈南北布置，车站全长175m，结构标准段总宽度18.5m，车站底板埋深约16.8m，顶板覆土厚度约3.5m。
车站共设4个出入口，2座风道，1个逃生通道，车站结构形式为双层双跨岛式站台钢筋混凝土矩形框架结构。
车站结构形式为双层双跨岛式站台钢筋混凝土矩形框架结构。
采用明挖法施工，基坑围护结构采用φ1000@1200钻孔灌注桩，基坑内由上而下设3层（局部4层）φ600mm、δ＝14mm和16mm的钢管支撑与型钢围檩。
3、监测重点难点
针对本标段工程的特点，为确保区间暗挖隧道和车站明挖基坑顺利安全施工，切实做到监测指导施工，科学合理化施工。
并拟定针对性监控措施表，详见表3-1“监测难点、重点及对策表”
4、监控量测目的
（1）保证区间隧道和车站结构的稳定和施工安全。
（2）确保邻近建筑物、道路及地下管线等的正常使用和保护周边环境。
（3）根据监测结果，判断工程的安全状况，分析发展趋势，预测可能发生的危险征兆，，提出应采取的预防措施，遏止危险的趋势，确保施工及周边环境的安全。
（4）以施工监测的结果指导现场施工，进行信息化反馈优化施工方案，使其更切合实际，安全合理。
（5）将现场监测的结果与理论预测值相比较，修正设计参数，为优化设计提供依据。
5、监控量测组织管理
5.1组织管理
针对本工程的工程的特点建立专业监控量测组，监测组组长由专业技术人员担任，监测组有4人组成专业监测队伍，人员配备详见表５.1-1。
负责车站和区间的监测测点布置、元件埋设、量测数据的收集及初步整理工作。
监测难点、重点及对策表
表3-1
序号
施工难点及重点项目
针对性措施
1
张士站、沈新路站深基检测
1.根据施工设计文件，结合管线保护和交通疏解要求，制定切实可行的深基坑量测监控实施方案，报业主及监理审批后认真贯彻执行。
2.组织信息化施工，严格根据量测监控数据，分析判断现状及预测变化趋势，及时调整施工方案，确保张士站、沈新路站安全施工。
3.密切联系降水施工队伍，按照明确的施工降水目标和控制地面沉降的要求，跟踪降水施工全过程，确保降水效果和控制地面沉降的要求。
4.轴力计、测斜仪、钢筋计、土压力盒在安装和埋设时要按照说明和规范埋设。
5.项目领导负责组成管线保护监测小组，与产权单位和业主密切联系，核实管线走向、埋深、。
6.对施工影响范围内的重要管线进行量测监控，跟踪动态，制定保护预案，备好加固、保护的机械设备、材料。
2
区间A型、B型隧道断面监测
1．建立地面沉降和地下水位监测网点，实施严格的量测监控，掌握动态，分析变化趋势，为采取有效的保护措施提供科学依据。
2.严格按施工图进行施工。
为防止隧道下沉，开挖时初支上台阶增设临时仰拱，格栅拱脚增设锁角锚管，拱墙增设法向锚杆。
3．洞内备用抢险机械设备、抢险物质，发现情况及时处理，洞外及时加固和做好交通疏解。
4．按照“管超前、严注浆、强支护、紧封闭、勤量测、快循环”的十八字方针组织施工。
5.、钢筋计、土压力盒在安装和埋设时要按照说明和规范埋设。
主要人员配备表
表5.1-1
序号
姓名
职务
学历
工作年限
1
李昊勇
组长
专科
7
2
胡中峰
组员
中专
7
3
胡宝剑
组员
中专
8
4
杨清涛
组员
中专
9
5.2监测数据管理
5.2.1确定管理基准
施工中将监测管理基准划分为三个等级，将变形或应力允许值的三分之一作为基准值，当实测值在基准值以下时，说明隧道和围岩是稳定的，将允许值的三分之二作为警告值，当实测值在基准值和警告值之间时，需考虑采取加强措施，预防最终值超限。
监测数据管理基准表见5.2-1。
监测数据管理基准表
表5.2-1
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
U0＜Un/3
可正常施工
Ⅱ
Un/3≤U0≤2Un/3
应加强支护
Ⅰ
U0＞2Un/3
采取特殊措施
注：
U0为实测位移值，Un允许位移值
5.2.2量测数据整理
对监测项目按规定时间量测后，当天整理出结果，绘制时间一位移或应力一时间关系曲线图，并进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移或应力值，掌握位移及应力变化规律，评价施工、结构及可能影响的构筑物的安全度，采用的回归函数：
Y=Alogx+B
式中：
μ：
变形值（或应力值）
A、B：
回归系数
t、：
测点的观测时间（天）
监测数据的整理及回归分析均由计算机管理完成，以确保监测成果的质量，加快信息反馈速度，每次监测必须有监测成果整理报告，及时上报监测日报表，并按期向施工监理、设计单位提交监测报告，以对监测数据进行处理分析，与前周进行比较，如发现异常现象。
立即复测核实，明确无误后及时反馈施工管理部门和报送监理及设计单位，发出警戒报告，分析原因，并立即采取相应措施。
5.2.3信息反馈
项目经理部根据整理出的量测结果，及时调整施工步骤，采取相应技术措施，以确保隧道、地表构筑物的安全。
5.2.4累计变形值
监测点位布设和监测频率严格按照设计规范执行，对监测的数据进行处理，当地面沉降量大于3mm，隆起量大于10mm时，要采取处理措施。
5.2.5变形速率
监测的数据每天都稳定为一个值，没有上下变化，这时可视为稳定状态。
5.2.6变形加速度
监测的数据每天都在增大，且增大值为一个稳定值，没有上下变化，这样以加速度的形式变化，说明为不稳定状态。
这时要采取处理措施。
5.3管理措施
为保证量测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项措施：
①密切配合监理工程师工作，及时真实地向监理工程师报告情况及问题，并提供有关切实可靠的数据记录。
②制定切实可行的监测实施方案和相应测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工过程控制计划中。
③各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。
④量测项目人员要固定，量测仪器由专人使用、保养、检校、管理，量测设备、元器件等在使用前均应经过检校，合格后方可使用，量测资料的整理均设专人负责，保证数据资料的连续性和可靠性。
⑤量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行，均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。
⑥针对施工各关键问题及早开展相应的QC小组活动，及时分析各项信息，指导施工。
6、监控量测
6.1区间监控量测
张～沈区间监控量测包括1号竖井横通道、2号竖井横通道和区间正线的监控量测，区间隧道施工过程中应对结构顶下沉、净空收敛、地表沉降、建筑物沉降、地表上拱及地下管线位移进行观测。
6.1.1监控量测项目、方法与频率
①施工方法、步骤的确定与改变
②地质及围岩情况的改变
③施工降水
④外部荷载的异常变化
⑤开挖过程中的地层损失
⑥支护结构的受力变形及整体沉降
⑦因应力变化使土体产生新的弹塑性变形
监控量测项目、方法与频率见表6.1-1。
6.1.2监测点布置
①监测点布置
各监测点的布置随区间隧道的施工步序而开展，基本按如下顺序进行：
a.先期布设洞外地表沉降、邻近建筑物沉降及各种管线监测点。
监控量测项目、方法与频率表
表6.1-1
序号
监测项目
初测时间
监测频率
监测方法或仪器
1
开挖面地质观察
开挖面开挖后立即进行
1次/循环
目测
2
施工结构情况观察
衬砌浇注后立即进行
随时进行
目测
3
地面沉降
超前工作面一个月
开挖一周内，2次/天；
一周至两周，1次/天；
二周至四周，1次/2天；
四周之后，1次/7天
NA2水准仪，铟钢塔尺
4
邻近建筑物沉降
超前工作面一个月
同地表沉降
NA2水准仪，铟钢塔尺
5
地下管线位移
超前工作面一个月
同地表沉降
NA2水准仪，铟钢塔尺
6
结构顶下沉
距开挖面5-10m
开挖一周内，2次/天；
一周至两周，1次/天；
二周至四周，1次/2天；
四周之后，1次/7天
NA2水准仪，
铟钢塔尺
7
结构边墙收敛
距开挖面5-10m
同结构顶下沉
收敛仪
8
结构底隆起
距开挖面5-10m
同结构顶下沉
NA2水准仪，
铟钢塔尺
9
两层衬砌间压力
1-2次/天
压力盒
10
钢架应力
1-2次/天
钢筋应力计
11
地下水位
观测
打水位孔
测孔水位管
地下水位仪
2次/天
1次/天
注：
本表中的监控量测频率、点位间距可根据现场施工进度、监测数据的变化情况而适当调整，但必须满足规范要求。
b.隧道施工时，同步埋设洞内变形测点。
c.地表沉降、建筑物沉降及各种管线监测点的初始值在隧道开挖前进行。
d.洞内变形监测点的初始值在隧道开挖后立即进行。
测点布置好后应做好标记，设醒目标识，加强测点的保护工作，提高测点的完好率，确保监测点完好率在90％以上，力争达到100％。
测点如有损坏及时采取有效措施补设。
6.1.3降水监测
由于降水期较长，降水使场区地下水均衡关系发生较大变化，必然对周边环境产生影响。
为了较准确地掌握场区地下水动态变化，及时采取必要的处理措施，在降水工程实施的同时，应建立地下水动态监测，监测点的布设应掌握以下原则：
a、在抽水影响半径以内呈放射状布设观测孔；
b、影响抽水半径系统之间布设观测孔；
地下水动态监测提供的资料为：
地下水位周监测数据、地下水位月监测数据、区间的日排水量数据、排水含砂量数据。
6.1.4监控量测控制标准
允许位移值Un的取值，也就是监测控制标准。
根据招标文件、类似工程经验及有关规范规定，提出控制基准见表6.1-2。
详细的布点图见图6.1-1张～沈区间1号、2号施工竖井监控量测图,6.1-2张～沈区间1号、2号施工通道监控量测图,6.1-3张～沈区间主体结构监控量测图。
监测控制标准表
表6.1-2
序号
监测项目
控制标准
备注
1
地表沉降及建筑物沉降
30mm
2
地表上拱
10mm
地下管线位移
一般管线
30mm
上水、煤气
10mm
5
建筑物倾斜
2.0‰H
6
结构顶下沉
45mm
7
净空收敛
0.005B
B-开挖宽度
6.2、车站监控量测
6.2.1监控量测项目、方法与频率
张士站、沈新路站在施工过程中应对基坑围护结构顶部水平位移、
图6.1-1张～沈区间1号、2号施工竖井监控量测图,
6.1-2张～沈区间1号、2号施工通道监控量测图,
6.1-3张～沈区间主体结构监控量测图。
基坑围护结构垂直位移、地下水位、基坑周围地表沉降及裂缝、围护结构的裂缝、支撑及锚杆的应力和轴力、周围建筑物的沉降、倾斜、裂缝、周围管线的位移和裂缝进行观测。
严格控制基坑周围超载。
对工程施工可能引起环境或结构本身的影响等做出必要的分析、预测，做到心中有数。
采用明挖法施工车站主体结构引起的地表下沉主要包括：
①基坑开挖过程中存在的柱列式周边围护结构中柱与柱之间的地层损失；
②周边围护结构产生的水平位移；
③周边围护结构的下沉带动两侧土体的垂直沉降；
④基坑坑底隆起引起的墙外土体沉陷。
⑤长期降水、下水道漏水、地下水位大幅度变化、大量堆载和卸载、潜蚀、砂土液化等原因引起一定范围内的地面沉降。
对车站暗挖结构本身的实际应力变化情况与设计应力值的对比也应随时掌握，以确保结构本身的安全和施工安全。
引起结构本身应力变化的主要因素有：
①施工方法、步骤的确定与改变；
②地质及围岩情况的改变；
③地表沉陷及地下水活动的异常情况出现；
④外部荷载的异常变化。
按照可能产生变形及应力变化的因素分析、结合本工程情况，实施表6.2-1所列监测项目内容。
监测项目以位移监测为主，同时辅以应力、应变监测，监测数据应相互印证，确保监测结果的可靠性。
6.2.2监控量测控制标准
根据车站工程地质、水文地质、基坑深度以及基坑周边建筑物和管线等施工环境，基坑监控量测控制标准全部按一级执行。
允许位移值Un的取值，也就是监测控制标准。
根据有关规范规定、招标文件“技术规范”的要求以及类似工程经验，提出控制基准见表6.2-2。
监测项目、手段及监测频率见表
表6.2-1
序号
监测项目
监测频率
监测方法或仪器
1
建筑物沉降、倾斜及裂缝观测
基坑开挖期间，1次/天；正常情况下，1次/7天
WILD—T2精密经纬仪、对点觇板仪
2
地下管线沉降及水平位移
同建筑物沉降
WILD－N2水准仪、铟瓦尺
3
基坑四周地表沉降
同建筑物沉降
WILD－N2水准仪、铟瓦尺
4
围护结构顶沉降
基坑开挖期间，1次/天；正常情况下，1次/3天
AGA112测距仪
5
围护结构侧向位移
同围护结构顶沉降
Sinco测斜仪
6
支撑轴力
同围护结构顶沉降
轴力计
7
围护桩外侧土压力、孔隙水压力及钢筋应力
同围护结构顶沉降
XC-3自动测试频率仪
8
坑内外地下水位
同围护结构顶沉降
SWJ90系列钢尺水位计
监测控制标准表
表6.2-2
序号
监测项目
控制标准
1
地表沉降及建筑物沉降
≤0.15%H
2
围护结构水平位移
≤0.2%H，即≤26mm
地下管线位移
一般管线
≤40mm
上水、煤气
≤20mm
4
建筑物倾斜
≤3.0‰
6.2.3监测点布置
①监测点布置
各监测点的布置随基坑工程的施工步序而开展，基本按如下顺序进行：
a.先期布设地表沉降点、建筑物沉降点及各种管线监测点。
b.围护结构施工时，同步安装围护桩内的测斜管。
c.围护结构及坑内外加固施工完后，钻孔埋设坑内分层沉降管，坑外的水位管。
d.桩顶的圈梁浇捣时，同步埋设桩顶的位移测点，并做好测斜管的保护工作，进行初始值的测取工作。
e.基坑开挖前，应测出各测试项目的初始值。
详细的布点图见6.2-1张士站施工监控量测平面布置图；6.2-2张士站施工监控量测断面布置图；6.2-3张士站管线施工监控量测平面布置图。
6.2-4沈新路站施工监控量测图，6.2-5沈新路站管线施工量测图；
7、主要量测元件施工
7.1围护结构侧向位移监测
7.1.1测斜点的布设原则
a.测斜点在基坑平面上绕曲计算值最大位置，设置水平支撑结构的两道支撑之间；
b.设在重点监测对象最近的基坑围护段；
c.基坑挖深最大的围护段；
d.测斜管中有一对槽口应自上而下始终垂直于基坑边线；
e.测斜管接口应避开探头滑轮停留处，以保证测量准确。
7.1.2测斜管的埋设
对于围护结构的位移测量，采用灌注法进行埋设。
孔深应大于所测围护结构的深度，孔径比所用的测斜管径大5～10厘米。
孔位设在
6.2-1张士站施工监控量测平面布置图；
6.2-2张士站施工监控量测断面布置图；
6.2-3张士站管线施工监控量测平面布置图。
6.2-4沈新路站施工监控量测图，
6.2-5沈新路站管线施工量测图；
紧靠围护结构体后的墙体。
7.1.3测斜方法及步骤
a.基坑开挖前，测斜仪应按规定进行严格标定，以后根据使用情况，每隔3个月标定一次；
b.测斜管在基坑开挖前埋设完毕，在开挖前3-5日内重复测量2-3次，待判明测斜管已处于稳定状态后，将其作为初始值，开始正式监测工作；
c.每次测量时，将探头导轮对准与所测位移方向一致的槽口缓缓放至管底，待探头与管内温度基本一致、显示仪读数稳定后开始测量；
d.以管口作为计程标志，按探头电缆线上的刻度分划，匀速提升，每隔一定距离（500mm或1000mm）进行仪表读数并做记录；
e.待探头提升至管口处，旋转180度后，再按上述方法测量一次，以消除测斜仪自身的误差；
f.以同一测斜管中不同深度处所测得的变位值
，点在坐标上得到原始变位H-
曲线。
根据不同二次测量的变位差值，绘制H-
曲线。
7.2混凝土界面上压力监测
a.压力盒的埋设
在平面上压力盒紧贴在结构的内表面，在立面上根据土压力的分布情况。
b.土压力盒的选用
（1）土压力盒的量程应满足下式要求：
P＝Po＋PG（或PP）＋Ps
式中：
P—压力盒量程，Po—理论静止土压力，PG—打入引起的挤压力，Pp—支护结构位移引起的被动土压力增量，PS—施工工艺引起的附加应力增量。
（2）土压力盒选用外形尺寸114×28，JXY-2型钢弦式单膜压力盒。
7.3钢支撑轴力监测
根据支护结构所采用的材料不同，选用不同的监测元件。
对于钢筋混凝土支护杆件，采用钢筋计测量钢筋的应力或混凝土应变计测量混凝土的应变，然后计算支撑的轴力。
对于钢结构支撑杆件，采用轴力计直接测量支撑轴力。
a.监测元件的布设
对于钢筋混凝土支撑体系，轴力监测元件的埋设在轴力比较大的杆件上或支撑体系中起关键作用的杆件上。
在监测断面上，监测元件布置在断面的四个角或四个边上，以便于计算轴力的偏心距，求取可靠的平均值。
对于钢结构支撑体系，监测断面布置在支撑的两头，监测用轴力计与支撑杆件相连，如采用焊接时应采取降温措施，以避免钢筋传热引起轴力计技术参数的改变。
采用频率计或电阻应变计进行测读。
在正式测量前，应对轴力计逐一进行测量检查，并对同一断面的轴力计进行位置核定、编号。
钢筋计与支撑主筋相连并与钢筋笼同时焊接，焊接时采取降温措施，以避免钢筋传热引起钢筋计技术参数的改变。
在浇注混凝土前应对钢筋笼上的钢筋计逐一进行测量检查，并对同一断面的钢筋计进行位置核定、编号。
钢筋计（钢弦式）的测量应力计算：
式中：
为钢筋计；
为钢筋计常数；
为钢筋计的测量自振频率；
为钢筋计埋设后的初始自振频率。
7.4混凝土表面应变监测
混凝土表面应变监测采用大标距钢弦式表面应变计，测点布设在混凝土表面应力比较集中部位。
表面应变计安装时使用一个定位托架，用电弧焊将两端的安装钢块焊在待测混凝土结构表面。
表面应变计在安装前必须进行标定，在正式监测前进行3次平行初测并取其平均值作为监测初始值。
在每次观测的同时测记环境温度。
绘制应变量随时间变化曲线。
8、施工监测与环保要求
为保证本标段施工符合环保要求，施工阶段必须对车站及区间隧道施工影响范围内的环境实施监测，并且施工监测前埋设元件、布设测点也要符合环保要求。
为此，遵照如下原则保证按环保要求施工。
（1）地面的沉降观测点要埋实，保证观测点稳定。
沉降观测点若埋设在容易破坏的地方要架设保护设施，如可在观测点处设保护井。
（2）对于不便于在管线上设置观测点的管线，可以对其周围土体的变形来代替管线位移。
（3）对车站基坑施工场地周围2倍基坑深度范围的变形区内建筑物等都须进行观测。
（4）对区间隧道施工场地周围5倍隧道跨度范围内建筑物等都须进行观测。
（5）环境变形监测对象基本稳定的定量值为沉降量小于1mm/100d。
（6）谨防用已被污染的水源进行地下井水回灌，严防因工程施工造成地下水污染。
9、应急措施
1.在监测过程中发现异常现象，立即复测核实，增加监测频率。
2.及时反馈施工管理部门和报送监理及设计部门，发出警戒报告，分析原因，并立即采取相应措施。
3.切实作到监测指导施工，施工以监测理论数据指导。
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