桥梁监测方案.docx
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桥梁监测方案
桥梁监测方案
目录
1概述1
1.1工程概况1
1.2工程地质与水文地质概况1
1.3结构设计及施工工法3
2监测目的6
3第三方监测依据6
4监测布点7
4.1监测项目7
4.2监测布点7
4.3现场监测频率、周期及控制标准8
5现场监测9
5.1监测点埋设9
5.2施工前的初始数据采集11
5.3施工过程中的监测11
5.4监测控制标准及报警值12
5.5监测数据处理与分析12
6现场巡视12
6.1巡视主要内容14
6.2主要巡视方法14
6.3巡视预警标准15
6.4巡视信息的分析及处理15
7信息反馈15
8工作计划安排17
9现场监测人员组织及监测设备17
9.1主要监测人员17
9.2现场主要监测设备17
10质量及安全保障措施18
10.1质量保障措施18
10.2安全生产及文明施工21
1概述
1.1工程概况
青年路站～褡裢坡站区间西起于青年路，沿朝阳北路敷设，讫于褡裢坡东路，呈东西走向，全长约3.4km。
区间在东五环路为避让白家桥基础敷设于朝阳北路南侧红线外，区间隧道从白家楼桥侧面穿越，与白家楼桥基础的最小距离约13m。
本区间采用盾构法施工，隧道底埋深15.7m～25.3m，长达3.4km。
设一个中间风井，位于区间的中间位置（里程K23+852.000），采用明挖顺筑法施工。
北京地铁6号线一期工程甜十区间采用盾构法施工，区间在里程K23+700～900附近旁穿朝阳北路白家楼桥。
白家楼桥立面及剖面如图1-1、图1-2所示。
根据北京地铁6号线一期工程施工图阶段风险工程分级审批汇总表，盾构区间旁穿朝阳北路白家楼桥为二级风险工程。
1.2工程地质与水文地质概况
1.2.1工程地质条件概况
本段线路位于北京城区东部，沿线地形基本平坦，区间底层自上而下依次为：
粉土填土、杂填土、粉土、粉质粘土、粘土、粉细砂、粉质粘土、粉土、粉细砂、中粗砂、圆砾卵石、中粗砂、粉细砂、粉质粘土、粉质粘土。
1.2.2水文地质条件概况
根据区域水文地质资料，本段线路赋存三层地下水，地下水类型分别为上层滞水
（一）、潜水
（二）和层间潜水（三）。
地下水详细描述如下：
上层滞水
（一）：
含水层岩性为粉土③层，粉细砂③，静止水位标高为23.58～27.35m，水位埋深为5.5～6.83m。
潜水
（二）：
含水层为粉土④2层、粉细砂④3层、中粗砂④4，静止水位标高为17.95～22.63m，水位埋深为9.73～14.28m。
层间潜水（三）：
含水层主要为中粗砂⑤1层、圆砾⑤层，静止水位标高为13.54～17.54m，水位埋深为14.97～17.50m。
白家楼桥处地质剖面图见图1-3。
图1-1白家楼桥立面图
图1-2
（1）白家楼桥与中间风井剖面图
图1-2
（2）白家楼桥与盾构隧道剖面图
图1-3白家楼桥地质剖面图
1.3结构设计及施工工法
白家楼桥上部为30m跨简支T型梁，下部为φ1500钻孔桩，桩长30m，桩与中间风井围护桩水平净距约10.5m，桩底与中间风井围护桩底竖向净距约10.6m；桩与区间左线水平净距约13.0m。
甜十区间采用盾构法施工，盾构外径6m，管片厚度0.3m。
图1-3朝阳北路白家楼桥
2监测目的
（1）在新建地铁施工期间，对施工影响范围内的白家楼桥结构实施监测，为产权单位、建设单位提供可靠的数据和信息，判定地铁工程施工对白家楼桥结构的影响程度。
（2）结合白家楼桥的现场安全巡视结果进行综合分析，判定白家楼桥结构的状态及对使用安全的影响，对变形过大和紧急情况及时预警，使有关各方有时间做出反应，避免安全事故的发生。
（3）实施独立、公正、科学的监测，掌握白家楼桥的动态变化，验证施工单位的监测数据，为白家楼桥的安全管理、地铁工程设计及施工方案的优化提供参考依据。
图1-4区间与白家楼桥位置关系图
（4）作为独立的监测方，其监测数据和相关分析资料可成为处理风险事务和工程安全事故的重要参考依据。
3第三方监测依据
（1）“北京地铁六号线一期工程施工设计-青年路站-褡裢坡站区间结构施工图”（中铁第一勘察设计院集团有限公司，2009年6月）；
（2）“北京市地图6号线一期白家楼桥跨线立交桥评估咨询报告”（北京市市政工程设计研究总院）；
（3）《地铁工程监控量测技术规程》DB11/490-2007；
（4）《建筑变形测量规范》JGJ8-2007；
（5）《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008；
（6）《北京地铁工程第三方监测设计指南（试行）》（北京市轨道交通建设管理有限公司）；
（7）《北京地铁工程监控量测设计指南（试行）》（北京市轨道交通建设管理有限公司）；
（8）其他相关的国家、地方规范、法规；
（9）北京市轨道交通建设管理有限公司及其他产权单位发布的企业标准、管理文件；
4监测布点
4.1监测项目
根据甜十区间施工图、白家楼桥评估报告和《地铁工程监控量测技术规程》DB11/490-2007要求，朝阳北路白家楼桥监测项目为：
⑴白家楼桥墩柱、桥台竖向沉降；
⑵白家楼桥墩柱、桥台倾斜值；
⑶U型槽及闭合框架底板竖向沉降；
⑷U型槽及闭合框架挡墙倾斜值；
⑸隧道穿越白家楼桥及拉槽（五环）影响区域内地面沉降值监测。
4.2监测布点
监测布点的范围为在影响范围内（隧道1倍的埋置深度）构筑物上布置测点。
白家楼桥每个桥墩上设置1个沉降监测点，共布设测点20个；另外，中间U型槽在两侧侧墙布置测点6个，具体布点见图4-1。
4.3现场监测频率、周期及控制标准
白家楼桥具体监测内容详见表4-1。
表4-1监测对象、项目、周期、频率及控制标准
监测对象
监测
项目
监测
仪器
监测精度
监测周期
监测频率
控制标准
朝阳北路白家楼桥
⑴桥墩柱、桥台竖向沉降；
⑵墩柱、桥台倾斜值；
⑶U型槽及闭合框架底板竖向沉降；
⑷U型槽及闭合框架挡墙倾斜值；
⑸隧道穿越白家楼桥及拉槽（五环）影响区域内地面沉降值监测。
电子水准仪
1.0mm
盾构施工影响到达前取得初始值，至施工完成后2个月且监测对象变形趋于稳定时停止观测
当掘进面距离监测断面前后≤20m时，1次/天；当掘进面距离监测断面前后≤50m时，1次/2天；当掘进面距离监测断面前后>50m时，1次/周；
根据数据分析确定沉降基本稳定后，1次/1月
①桥墩基础竖向（纵向）不均匀沉降控制值为10mm；
②横桥向相邻基础不均匀沉降位移控制值为5mm。
③墩柱、桥台倾斜控制值1/1000。
④U型槽竖向沉降每8米控制值小于5mm，闭合框架底板横向不均匀沉降控制值为5mm。
侧墙倾斜度不大于1/1000。
⑤桥梁、拉槽竖向均匀沉降15mm。
⑥桥区相关道路路面沉降控制值为15mm（1/1000坡度）
图4-1白家楼桥沉降监测布点图
5现场监测
5.1监测点埋设
5.1.1基准点布设
本区间白家楼桥监测选取地铁6号线一期工程高程系统为基础建立，选择十里堡站附近的两个二等精密水准点为高程基准点，与监测点一起布设成白家楼桥的监测闭合环网。
基准点必须埋设在施工影响范围（一般至少距隧道埋深2.5倍范围）以外。
6号线基准点采用套管加保护盖形式，用钻机开凿Φ200mm孔，清孔彻底后下入保护管，保护管与孔壁间回填粘土，然后在保护管内下入基点保护座和标杆，底座用水泥浇筑；顶部做成圆球状，并做保护盖，地表基准点埋设形式如图见图5-1所示。
5.1.2监测点布设
（1）桥墩、桥台沉降测点埋设方法
桥墩沉降测点标志采用“L”型测点标志形式，如图5-2所示。
测点埋设的方法是：
先在建筑物上钻孔，然后将膨胀螺栓或螺纹钢（Φ=20mm）预埋件放入，孔与测点四周空隙用水泥砂浆或锚固剂填实（测点固定部位做成螺纹）。
测点埋设时应注意保证方便观测，避开有碍立尺的障碍物，一般应高于地表0.2～0.5m，测点埋设完毕后，在其端头的立尺部位涂上防腐剂。
图5-2桥墩沉降及差异沉降测点标志埋设样式
（2）地表沉降测点埋设方法
地表沉降测点可根据现场条件选择采用标准埋设方法或浅层埋点方法。
标准埋设方法为：
首先在地面开Φ100mm的孔，打入顶部磨成椭圆形的Φ22mm螺纹钢筋，长度应超过冻土线深度，即大于0.8m，（如果是混凝土路面，钢筋底部至少应进入到路面下的路床内20cm，并与路面分离），然后在标志钢筋周围填入细砂夯实，为了防止由于路面沉降带动测点沉降影响监测成果数据，不可用混凝土或水泥固牢，最后还应在监测点上部做上铁盖加以保护。
浅层设点方法为：
首先在地面用冲击钻钻出深约20cm直径12cm的孔，再把顶部带有凸球面的Φ8mm圆钢放入孔中，缝隙采用锚固剂填充。
测点具体埋设方法见地表测点布设示意图5-3所示。
测点埋设技术要求：
地表沉降监测测点应埋设平整，防止由于高低不平影响人员及车辆通行，同时，测点埋设稳固，做好清晰标记，方便保存。
5.2施工前的初始数据采集
初始数据在开工前及时对基准点和测点进行联网测量，初始数据的采集在降水施工前完成，并取三次测试结果的平均值作为初始值。
5.3施工过程中的监测
（1）观测方法及仪器
水准网观测采用几何水准测量方法，使用TrimbleDINI12电子水准仪配套铟钢尺进行观测，主要技术指标如表5-1所示。
表5-1水准仪主要技术指标
序号
仪器名称及型号
主要技术指标
1
TrimbleDINI12配套铟钢尺
每公里往返测高程中误差≤0.3mm
（2）数据观测技术要求
监测点观测按《工程测量规范》GB50026-2007三等垂直位移监测网技术要求观测，主要技术指标及要求见表5-2所示。
表5-2监测点观测主要技术指标及要求
序号
项目
限差
1
监测点与相邻基准点高差中误差
1.0mm
2
每站高差中误差
0.30mm
3
往返较差及环线闭合差
±0.6
mm（n为测站数）
4
检测已测高差较差
±0.8
mm（n为测站数）
5
视线长度
50m
6
前后视的距离较差
2.0米
（3）数据采集
过程监测数据采集按水准网观测要求测定道路及地表沉降值。
观测采用闭合水准路线时可以只观测单程，采用附合水准路线形式必须进行往返观测，取两次观测高差中数进行平差。
（4）观测注意事项
①对使用的电子水准仪、条码水准尺应在项目开始前和结束后进行检验，项目进行中也应定期进行检验。
当观测成果异常，经分析与仪器有关时，应及时对仪器进行检验与校正；②观测应做到三固定，即固定人员、固定仪器、固定测站；③观测前应正确设定记录文件的存贮位置、方式，对电子水准仪的各项控制限差参数进行检查设定，确保附合观测要求；④应在标尺分划线成像稳定的条件下进行观测；⑤仪器温度与外界温度一致时才能开始观测；⑥数字水准仪应避免望远镜直对太阳，避免视线被遮挡，仪器应在生产厂家规定的范围内工作，震动源造成的震动消失后，才能启动测量键，当地面震动较大时，应随时增加重复测量次数；⑦每测段往测和返测的测站书均应为偶数，否则应加入标尺零点差改正；⑧完成闭合或附合路线时，应注意记录的闭合或附合差情况，确认合格后方可完成测量工作，否则应查找原因直至返工重测合格。
5.4监测控制标准及报警值
（1）监测控制标准
①简支梁段墩基础竖向（纵向）不均匀沉降控制值为10mm；
②横桥向相邻基础不均匀沉降位移控制值为5mm。
③墩柱、桥台倾斜控制值1/1000。
④U型槽竖向沉降每8米控制值小于5mm，闭合框架底板横向不均匀沉降控制值为5mm。
侧墙倾斜度不大于1/1000。
⑤桥梁、拉槽竖向均匀沉降15mm。
⑥桥区相关道路路面沉降控制值为15mm（1/1000坡度）
（2）警戒值
现场监测成果按黄色、橙色和红色三级预警进行管理和控制，三级警戒状态判定见表5-3。
表5-3三级警戒状态判定表
预警级别
预警状态描述
黄色监测预警
“双控”指标（变化量、变化速率）均超过监控量测控制值（极限值）的70％时，或双控指标之一超过监控量测控制值的85％时
橙色监测预警
“双控”指标均超过监控量测控制值的85％时，或双控指标之一超过监控量测控制值时
红色监测预警
“双控”指标均超过监控量测控制值，且实测变化速率出现急剧增长时。
5.5监测数据处理与分析
1、监测数据处理
工作基点和附近水准点联测取得初始高程，则工作基点成为标准水准点（需定期校验），监测时通过标准水准点（即工作基点）测量出各监测点初始高程数据，则：
（1）累计沉降值
监测点累计沉降量H=Hn-H0
其中，H0为监测点初始高程测量值；Hn为监测点第n次高程测量值；
（2）差异沉降值
两监测点间差异沉降值H21=H2-H1
（3）斜率
两监测点间斜率=（H2-H1）/L
其中，H21为白家楼桥纵桥向两相邻墩柱或横桥向两相邻墩柱监测点H1、H2同一时间测得的高程值之差；H2：
监测点2第n次高程测量值，H1：
监测点1第n次高程测量值，L为两监测点间垂直距离。
2、数据回归分析
由于现场量测所得的原始数据具有一定的离散性，它包含着偶然误差的影响，所以不经过数学处理是难以利用的，在数据整理中，可选用沉降—时间曲线的散点图进行处理。
监控量测数据处理可采用回归分析，通过对所得的数据进行回归，找出一条能代表沉降—时间散点分布拟合曲线，预测最大沉降量。
根据所测道路及地表下沉值，判断道路及地表沉降是否超过安全控制标准以及采用的工程措施的可靠性。
常用的回归函数的选取可参照（5-1）～（5-3）公式：
（对数曲线）（5-1）
（指数曲线）（5-2）
（双曲线）（5-3）
当结构变形同时满足以下3条规定时则道路及地表沉降可判定达到基本稳定：
①桥梁沉降速度有明显减缓趋势；
②桥梁沉降变化速率小于0.01～0.04mm/天；
③沉降量已达总沉降量的80％以上。
3、监测稳定性判断
观测点稳定性分析的原则如下：
①观测点的稳定性分析是基于稳固的基准点开展测量，再对测量数据进行平差计算后得到的结果；
②相邻两次的观测点的变动分析通过比较相邻两次的最大变形量与最大测量误差来进行，当变形量小于最大误差时，可认为该观测点在这两次观测中没有变动或变动不明显；
③对多次变形观测成果，当相邻两次观测变形量小，但多次观测呈现出明显的变化趋势时，应视为有变动。
（3）监测预警判断
监测预警判断：
①将阶段变形速率、变形量与控制标准进行比较，判断监测点预警状态；②如数据显示达到警戒标准，分析确认有异常情况时，应及时通知有关各方。
6现场巡视
6.1巡视主要内容
构筑物开裂、剥落。
包括裂缝宽度、深度、数量、走向、剥落体大小、发生位置、发展趋势等。
6.2主要巡视方法
（1）工前巡视
在施工前对构筑做工前调查。
工前初次巡视的重点是调查构筑物现状，巡视该建筑物有无裂缝、剥落状况。
有裂缝的地方做好标识，记录裂缝的位置、形态，用裂缝显微镜测量并记录裂缝的宽度，墙面或梁体出现渗水、滴水的地方也做好标识，记录渗水的位置、渗水量大小，并采用拍照的方式进行影像资料存档。
（2）过程巡视
一般情况下对在工前初次巡视中发现的既有裂缝测量其宽度并与初始宽度进行现场比较。
发现墙面或梁体、墩柱新增裂缝或裂缝发展速率超过预警标准等异常情况及时通报，并进行分析。
巡视过程中，填写现场安全巡视表。
特殊情况时应结合具体工程施工的重要阶段加强对工程施工过程和构筑物的巡视频率，并对结构开裂、裂缝发展、地下水渗漏等重点观察、记录，并扩大巡视范围，同时结合现场安全监测进行分析。
（3）工后巡视
工后巡视主要对构筑物进行巡视，观察裂缝或裂缝发展是否停止。
6.3巡视预警标准
白家楼桥巡视预警标准见表6-1所示。
表6-1白家楼桥巡视预警标准
巡视内容
巡视状况描述
安全状态评价
黄色预警
橙色预警
红色预警
白家楼桥
墩台或梁体开裂、剥落
墩台、梁板或桥面裂缝0.2mm以下
★
墩台、梁板或桥面裂缝0.2~0.5mm
★
墩台、梁板或桥面裂缝0.5mm以上，混凝土剥落、露筋
★
6.4巡视信息的分析及处理
现场安全巡视过程中应按要求填写巡视成果表，格式及判断标准以北京市轨道交通建设管理公司提供的技术要求为准。
记录内容包括：
巡视时间、巡视地点、巡视对象、巡视内容、存在问题描述、原因分析、安全状态评价、采取措施建议等。
现场安全监测和现场安全巡视数据中如有任何一方发现有超过预警标准时，均应立即上报，同时结合施工工况，进行分析，并与施工单位共同研究采取处理措施，保证工程安全。
7信息反馈
在施工过程中，对现场测得所有观测数据巡视信息，均实行信息化管理。
每天现场第三方监测人员在监测和现场巡视完成后，及时将监测和巡视信息及初步分析处理的成果以日报形式上报至第三方监测单位的监测咨询人员，咨询人员对第三方监测信息进行收集、汇总、分析、处理。
监测数据分析处理采用绘制变化量时态曲线、变化速率时态曲线、回归分析、多监测项目综合比较分析等，综合确定风险工程的安全状态，预测沉降发展趋势，提出白家楼桥风险评估、预警建议信息，以及提供风险事务处理的建议等（通过现场核查、专家论证，提供咨询意见）并上报产权单位、项目管理中心，同时反馈设计、监理及施工单位。
第三方监控信息的报送形式有日报、预警快报和周报、月报，报送的内容具体为：
（1）日报：
通过信息平台和电子邮件报送当日第三方监测数据和巡视信息，主要内容包括：
工程施工进度；监测数据；现场安全巡视表；安全风险咨询意见。
（2）预警快报：
当判断风险工程可能达到一级综合预警状态（红色）或发生重大突发风险事件时，应进行快报，报送内容主要为风险时间、地点、风险概况、原因初步分析及变化趋势、处理建议等；
（3）周报、月报：
内容应分别包括近一周、近一月的第三方监测数据、巡视信息及其汇总分析、风险评估预警情况、监控跟踪情况、变化趋势和存在问题等。
（4）总结报告
总结报告内容包括：
工程概况；监测目的、监测项目和技术标准；采用的仪器型号、规格和标定资料；测点布置；监测数据采集和观测方法；现场安全巡视方法；监测资料、巡视信息的分析处理；风险预警情况、监控跟踪情况及其处理；监测结果评述；现场安全巡视效果评述；安全风险咨询管理服务效果评述；提供以下图表：
①各项监测成果汇总表；②各项安全巡视信息成果表；③典型测点的时程曲线图；④沉降断面图；⑤结合工程实际情况提供其它分析图表（如测点的变化值随施工进展（或受力变化）变化曲线等；⑥监测测点布置图。
（5）信息报送时间
①日报：
应于当日16:
00前通过电子邮件上报；
②预警快报：
应两小时内通过电话或短信和信息平台同时进行快报；
③周报、月报：
应分别于每周四和每月25号前以书面形式上报。
④总结报告：
全部过程完成后，1个月内完成并上报。
（6）预警的处理
当分析确认为红色综合预警状态，由项目负责人第一时间采取口头汇报、电话汇报、短信汇报或网络形式等快捷方式将预警建议上报产权单位、监控管理中心、设计单位、施工单位、监理、项目管理中心主管领导，且2小时内通过信息平台快报，并立即整理监测数据信息，12小时内将书面文件送抵相关单位。
在红色综合预警建议信息上报项目管理中心的同时，现场监测、巡视人员紧急加密监测频率及加强现场巡视，根据现场实际情况增加监测项目、加密监测点，密切关注现场情况的变化，数据处理分析及咨询人员进一步深入对监测、巡视、作业管理情况进行分析，提供详细的分析报告。
同时，应与项目管理中心管理人员、施工、设计、监理单位密切联系，指导采取初步控制措施，配合制定处理方案。
8工作计划安排
白家楼桥监测周期为：
盾构机掘进对桥桩、桥台扰动到达前取得初始值，至盾构机通过桥后的2个月且监测对象变形趋于稳定时停止观测，；监测频率为：
开挖面到监测断面前后的距离S≤2B时，1次/天；当开挖面到监测断面前后的距离2B5B时，1次/周；基本稳定后，1次/1月。
初步估计各测点约40测次。
如监测过程中出现异常情况，将及时通知相关单位，并根据工程情况加密监测频率。
9现场监测人员组织及监测设备
为优质完成白家楼桥监测任务，根据中铁五院北京地铁6号线一期第三方监测项目部组织和分工，安排甜十区间监测组负责白家楼桥的监测工作。
以确保组织合理、分工明确、责任到人。
9.1主要监测人员
表9-1本工程投入监测及巡视人员表
序号
姓名
年龄
性别
学历
专业
职称
主要职责
1
代维达
28
男
研究生
隧道工程
工程师
数据分析及巡视
2
林兆周
24
男
大专
测量
助工
现场监测
3
路延东
22
男
中专
测量
测量员
测量
其它
测量辅工3人，司机1人
9.2现场主要监测设备
表9-2拟配备的主要仪器设备表
序号
仪器设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
电子水准仪
天宝DiNi12
台
1
2
5m钢尺
1mm
把
2
3
裂缝检测仪
SW-LW-101
个
2
0.1mm
4
数码照相机
索尼T1
台
1
10质量及安全保障措施
10.1质量保障措施
（1）质量方针及目标
本工程质量监测工作坚持“科学公正、严谨认真、质量第一、服务规范”的方针。
在整个监测服务期内保证监测成果合格率100%、数据准确率100%、反馈及时率100%。
对影响监测质量的各种因素，采取有效的措施进行控制，为产权单位和业主提供优质服务，以确保监测质量。
（2）质量控制流程
严格按照我院计量认证质量管理体系质量手册、程序文件、作业细则中基坑监测作业要求进行整个过程的质量控制，保证成果质量，质量保证体系控制要点框图如图10-1。
（3）质量保证组织机构
为优质完成本工程第三方监测任务，我们将坚持“百年大计，质量第一”，建立健全监测质量保证体系，项目经理对全部质量工作负责，监测组长负责现场外业作业的质量保障，资料审核人负责数据处理及成果报告的质量，数据分析反馈人员负责数据处理及反馈信息的准确性。
（4）质量保证制度
①培训制度：
本工点全体作业人员在作业前需进行质量培训教育考核，主要明确本工点工程特点、作业质量保证注意事项等。
②例会制度：
每周一由项目经理组织本工点全部作业人员召开质量分析会，内容包括本周质量管理情况、存在问题、解决方法下周质量要求等。
③交底制度：
技术要求、工序流程、质量标准、安全措施等内容由质量、技术负责人在每项工作开展前进行交底，质量控制小组进行监督。
④日常检查制度：
对具体实施时作业的人员资格、仪器设备、外业操作、内业资料等要素进行定期及不定期检查。
⑤质量验收制度：
审核人员对每次现场监测成果、质量负责人对中间报告及最终成果报告质量分级验收考核。
（5）现场监测质量保证措施
基准点及工作基点布置在地铁结构施工影响范围外稳定地段；观测网严格按方案要求布置成附合或闭合水准线路；基准网定期观测，每次联测不少于3个工作基点，保证必要的检核条件；观测时要仪器固定、人员固定、方法固定、观测路线固定、观测时间段固定，严格按作业技术要求观测，完成
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