监测方案设计最终.docx
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监测方案设计最终
汪河路站监测方案
一、工程概况
1.1工程地址及周边环境
汪河路站位于汪河路与大通湖街交口东侧绿地，沿大通湖街设置。
除西北地块外，其余三个象限地块现状均为空地或施工围挡用地，场地开阔，离车站100米以外才有房屋正在修建，为地下二层阀板基础。
1.2工程简介
汪河路车站为二层岛式站台车站，有效站台宽度14米，有效站台长度118米，车站主体结构总长213米。
车站为两层三跨箱型框架结构，结构顶板覆土厚度约2.5米，标准段底板埋深约16米；盾构始发端埋深约17.6米。
车站采用明挖法施工，支护结构采用钻孔灌注桩+钢支撑基坑围护，坑外降水。
车站共4个出入口，除3、4号出入口通过大通湖街部分采用暗挖法施工外，其余部分均采用明挖法施工，支护结构采用钻孔灌注桩+钢支撑。
1.3工程地质与水文地质
汪河路车站地层依次为杂填土、圆砾层，基底下为中砂地层。
汪河路地下水丰富，地下水在地面下8米左右。
1.4周边管线情况
基坑有φ400、φ800自来水管需要改移到马路一侧，通过坑探，发现基坑有4根电缆，马路一侧基坑外有一根电缆线。
离基坑14米有一条φ600污水管。
二、监测说明
2.1监测目的
1、掌握围岩、支护结构、和周边环境的动态，利用监测结果为施工和设计提供参考依据。
2、监测数据经分析处理与必要的计算和判断后进行预测和反馈，以便为工程和环境安全提供可靠的信息。
3、积累资料和经验，为今后的同类工程提供类比依据。
2.2监测依据
⑴《城市轨道交通工程测量规》（GB50308-2008）；
⑵《地下铁道工程施工及验收规》（GB50299-1999）；
⑶前期工程管线及楼房调查情况；
⑷《城市测量规》（CJJ/T8—1999）；
⑸《工程测量规》（GB50026—2007）；
⑹《市地铁工程监控量测管理办法》；
⑺国家现行其他测量规、强制性标准；
⑻地铁工程监测工作交底相关要求。
2.3监测原则
2.3.1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：
仪器先进、可靠；做好测点保护。
2.3.2多层次监测原则
⑴在监测方法上以外表动态监测与结构部应力监测相结合，并辅以巡检的方法，以便相互验证。
⑵分别在地表及地下管线上方布点以形成具有一定测点覆盖率的监测网。
重点部位与一般部位相结合，监测点布设既有重点，又有均匀分布。
2.3.3重点监测关键区的原则
监测测点布置应合理，要控制关键部位。
在具有不同地质条件和水文地质条件的情况下，周围建筑物及地下管线段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。
2.3.4方便实用原则
为减少监测与施工之间的干扰，监测系统的安装和监测做到方便、实用。
2.3.5及时、准确原则
各项监测的测点，尽量布置在靠近工作面的位置，使之能尽量完整地获得围岩开挖初期力学形态的变化和变形情况。
⑴基坑开挖所测到的初始读数是判断施工安全的基准点。
初始读数的取得往往需要经过数次波动之后才能趋于稳定。
测初始值时必须是连续三次测得的数值基本一致后才能将其定为初读数，否则应继续测读，直至满足要求为止。
⑵测得的数据应尽可能在现场整理分析，尽快提交项目决策部门，以此修改方案，调整支护参数，合理安排施工进度。
监测数据再准确，错过工程施工的最佳时机，其对工程施工的指导作用意义不大。
从某种意义上讲，监测成果提交的及时性比单纯增加监测次数更为重要。
2.4编制围
由于车站出入口和区间设计不稳定，本次编制围仅仅为汪河路车站主体施工监测方案，等车站出入口和区间设计稳定后再补充。
三、监测方案
3.1监测任务
除了采用更安全的设计、更先进的施工方法外，在施工中进行严密的监测，通过监测数据进行分析，将信息反馈到施工中，与工程安全标准及允许变形对比得出结果，为验证、修改施工方案提供可靠的依据，最终达到使工程安全、稳步推进。
3.2监测网建立
3.2.1水平位移基准网建立
根据第三方测量交桩点，我单位已进场进行加密点布设，并经第三方测量检测批复同意使用，我部准备在以上点为基础布设水平位移基准网。
由于车站施工水平位移监测主要是桩顶位移，因此，沿车站较长围护结构轴线两端埋设2个基准点，具体做法是在施工影响较小的一端采用钻孔深18米，然后插入钢筋埋设永久点，建立观测台，每次采用强制对中。
3.2.2沉降基准网建立
车站施工沉降监测主要为场地沉降、围挡外道路沉降监测和管线沉降监测。
在施工围挡和围挡外形成两个水准监测网，基准点埋设应视现场情况，首先考虑第三方测量交桩点和我单位进场后加密点，并经第三方测量检测批复同意使用的点，我部在以上点为基础布设沉降基准网。
每个网埋设最少两个基准点，以便基准点互相校核。
基准点的埋设应牢固可靠，采用标准地表桩，必须将其埋入原状土，并做好井圈和井盖。
在坚硬的道面上埋设地表桩，凿除路面和路基，将地表桩深埋入原状土。
基准点采用二等水准测量要求和附近基准点联测取得原始数据。
3.2.3目前汪河路可用于监测的基准点
汪河路站监测网基准点为：
S9022、S9023、WH1、WH2、D9002、D9003。
工作基点采用施工场地已加密的点，该加密点已由第三方测量监测审批。
3.3监测项目的确定
3.3.1设计监测项目及要求
施工监测项目表
序号
监测项目
监测方法与仪器
监测精度
量测频率
监测项目预警值
测点布置
1
地层及支护情况观察
现场观察及地质描述
开挖深度<5m，1次/3d；5～10m，1次/2d；>10m，2次/1d。
基坑开挖完成后7天，1次/1d；7～15天，1次/2d；15～30天，1次/3d；>30天，1次/7d，经分析基本稳定后，1次/1月。
随时进行
2
基坑周围地表沉降
水准仪
1mm
20mm
间距约40m
3
侧土压力
土压力计
≤1/100
FS
选测
4
基坑回弹
沉降管
沉降仪
1mm
选测
5
桩顶位移
全站仪
水准仪
1mm
20mm
间距约40m
6
桩体变形
测斜管
测斜仪
0.02mm/0.5m
20mm
间距约40m
7
桩钢筋应力应变
钢筋计
0.15％FS
间距约20m
8
支撑轴力
轴力计
0.15％FS
间距15～25米
9
地下水位
水位管
水位仪
5.0mm
间距约40m
3.3.2本车站监测项目确定
1、取消监测项目说明
⑴基坑隆起监测
基坑隆起主要是用于高层建筑物建设后沉降评估或软土深基坑开挖，汪河路站采用坑外降水，地层为砂土，基坑隆起理论上不超过3mm，基坑隆起监测要求采用钻机预埋隆起测标后测量原始数据。
地铁工程控制测量管理为选测项目。
根据车站环境和开挖情况，建议取消该项监测。
⑵土压力监测
土压力计是监测地下土体应力变化的手段，对环境要求较高的工程，地铁工程控制测量管理为选测项目。
该工程四周环境较好，采用坑外降水，土压力变化不是很明显，在施工土压力计基本上都损坏，建议取消该项监测。
⑶周边建筑物沉降与倾斜
离该车站建筑物为在建碧桂圆开发高层楼房，房屋为地下二层，又离基坑较远，地铁工程控制测量管理要求按设计进行，设计要求对距离开挖深度1.5倍房屋进行监测。
该基坑最近房屋远远大于基坑开挖深度1.5倍，而且降水水位对他的基础无影响，因此建议取消该项监测。
2、监测项目
基坑等级划分比较复杂，根据《建筑基坑支护技术》，本车站基坑侧壁安全等级为一级，由于汪河路站周边无建筑物，采用降水开挖，无重大管线，基坑变形控制保护等级为二级，本车站监测项目见下表。
序号
监测项目
基坑变形等级
本车站监测要求
一级
二级
1
桩顶水平位移
必测
必测
必测、控制值4.5%H
2
桩顶沉降
必测
必测
必测、控制值4.5%H
3
侧土压力变形
必测
选测
不测
4
墙体侧向变形
必测
选测
必测、控制值按设计
5
支撑轴力
必测
选测
必测、控制值按设计
6
基坑隆起
选测
选测
不测
7
周边建筑物沉降与倾斜
必测
必测
不测
8
周边道路及管线沉降
必测
必测
必测、控制值30mm
9
基坑四周地表沉降
必测
必测
必测、控制值30mm
3.4监测点布设
桩体位移、桩体变形、桩钢筋应力等布设在同一根桩，其桩号分别为：
A4、A32、B100、B61、B27、B131、B175、B206、B244、B278、C6、C20、C46、C60，见汪河路站平面监图和监测立面图（附后）
3.5主要监测方法
3.5.1桩体变形监测
⑴监测仪器
采用滑动式测斜仪。
分辨率：
0.0004°；系统总精度：
≦±4mm/30mm。
（如图1所示）
图1测头结构
⑵测斜管安设要求
测斜管为外径70mm、径66mm壁有十字滑槽的PVC管，管长与相应桩等深，固定在钢筋笼上随之一起埋入桩中。
安装测斜管时，其一对槽口必须与基坑边线垂直，上下管口用盖子密封，安装完成后立即灌注清水，防止泥浆渗入管，测斜管管口设可靠的保护装置。
⑶测试方法
围护桩施工是预埋测斜管，开挖过程中用测斜仪自下而上测量预先埋设在围护体的测斜管的变形情况，以了解基坑开挖施工过程中，围护体因相应位置土体的挖除对其整体水平位移的影响程度，分析围护体在各深度上的稳定情况。
测试时，连接测头和测斜仪，检查密封装置，电池充电量，仪器是否工作正常。
将测头放入测斜管，测试应从孔底开始，自下而上沿导管全长每一个测段固定位置测读一次，测段长度为0.5m，每个测段测试一次读数后，将测头提转180°，插入同一对导槽重复测试，两次读数应接近，符号相反，取数字平均值，作为该次监测值。
在基坑开挖前，以连续三次测试无明显差异读数的平均值作为初始值。
应在正式测读前5天以前安装完毕，并在3～5天重复测量3次以上，当测斜稳定之后，开始正式监测工作。
首先测试时沿预先埋好的测斜管沿垂直于隧道轴线方向（A向）导槽（自下而上每隔0.5m）测读一次直至孔口，得各测点位置上读数Ai（+）、Ai（-），其中“+”向与“-”向为探头绕导管轴旋转180°位置。
然后以同样方法测平行基坑轴线方向的位移。
⑷测试原理
测头装有石英挠性伺服加速度计作为传感器。
当测头处于垂直状态时，传感器的灵敏轴处于零位，此时的输出信号称为零偏。
为了消除零偏的影响，采取正反两次测量，取其代数和作为一个方向上的测量结果。
根据测头的规定，在实际测量时建议用户将测头的高轮对准北或东，作为测试的正方向。
位移计算。
当测头的敏感轴与基准轴（地球的重力轴）有一个角度时，测头中的加速度计就有一个输出值，如下式所示：
（1）
式中：
A——加速度计的偏值（零偏）
K——加速度计的标度因数
G——地球重力加速度θ——倾角
为了消除加速度计零偏的影响，在测试时采用正反两次测试，比如分别在东西方向上进行测试，可以先测试向上的数据，记作U1，再进行西方向上的测试，记作U2，将U1-U2得到：
（2）
图2测量原理图
从图2中可以看出：
（3）
将式
（2）代入式（3）可以得到：
（4）
式中：
L——导轮轮距500mm
△i——水平位移（单位：
mm）
θ——倾斜角
⑸监测频率
①基坑开挖期间：
基坑开挖深度H≤5m，1次/3天；5m＜H≤10m，1次/2天，10m＜H≤15m，1次/天、H＞15m，2次/天。
②基坑开挖完成后
1～7天，2次/天；7～15天，1次/1天；15～30天，1次/3天；30天以后，1次/周；经数据分析确认达到基本稳定后，1次/月。
3.4.2桩顶位移
⑴监测方法
基坑围护桩的水平位移监测有视准线法、极坐标法等很多种方法,本车站拟采用在围护桩两侧布设两个基点，冠梁施工时，在桩顶钢筋上焊接钢尺子，然后采用直接读书测桩顶水平位移。
⑵观测点布置
监测点沿基坑长边围护结构轴线上设置主测断面，具体见附图。
测点布置布置在混凝土冠梁上。
在冠梁涂红油漆标记。
⑶监测仪器
水平位移选用高精度全站仪，监测精度为2.0〞；垂直位移选用精密水准仪，其监测中误差为1.0mm/km。
⑷监测频率
①基坑开挖期间
基坑开挖深度H≤5m，1次/3天；5m＜H≤10m，1次/2天，10m＜H≤15m，1次/天、H＞15m，2次/天。
②基坑开挖完成后
1～7天，2次/天；7～15天，1次/1天；15～30天，1次/3天；30天以后，1次/周；经数据分析确认达到基本稳定后，1次/月。
3.5.3地下水位监测
地下水位观测主要是了解在大面积基坑开挖过程中地下水位的升降情况以及检验降水工程的实际效果，主要是要求把水位降到基坑底下0.5米。
⑴地下水位观测孔设置
①水位观测孔位置
设计水位观测孔位置与测斜孔在同一个断面，为了使测斜更能真实，水位观测孔与设计调整了位置，水位观测孔位置见附图。
②传统施做方法
一般水位观测孔是采用地质钻进预埋PVC管，
③本车站做法
本车站计划在水位观测孔位置施工降水井，当其它降水井降水无法满足降水要求时，采用水位观测孔做备用降水井。
⑵水位监测方法
水位观测采用电测水位仪测量。
降水开始前，所有降水井统一时间联测静水位，统一编号、量测基准点。
⑶地下水位观测频率：
观测井孔的观测时间间隔分别采用30min、1h、2h、4h、8h、12h，以后每隔12h观测一次，直到降水工程结束。
前后两次观测水位差小于5cm时，可跳过下一时间间隔，直到降水工程结束。
3.5.4钢支撑轴力
⑴监测方法:
在钢支撑一端采用支撑轴力计来监测其支撑轴力的变化，从而了解围护体及支撑体系因相应位置土体的挖除而承受的侧向土压力，以分析围护体及支撑体系的稳定情况。
⑵仪器:
采用振弦式多功能读数仪。
⑶测频围：
400～6000HZ；精度：
±0.05HZ。
⑷测点布置:
轴力计安装在钢支撑管与围护体间，有专配的支持器以保证加装了轴力计的钢支撑的正常工作，起到应有的支撑作用。
分别安装在直撑或斜撑上，直撑部分每隔25m左右取一个支撑断面，在其第一道及以下各道支撑上布置支撑轴力测点。
⑸监测频率
①基坑开挖期间
基坑开挖深度H≤5m，1次/3天；5m＜H≤10m，1次/2天，10m＜H≤15m，1次/天、H＞15m，2次/天。
②基坑开挖完成后
1～7天，2次/天；7～15天，1次/1天；15～30天，1次/3天；30天以后，1次/周；经数据分析确认达到基本稳定后，1次/月。
3.5.5地表沉降监测
⑴监测仪器:
检定有效期的电子水准仪DNA03、条码尺。
⑵测点布置
在基坑四周距坑边20m的围沿坑边设7排沉降测点，基坑边处设置第一排，距基坑边4m处设置第二排，第三排距第二排4m，第四排距第三排6m，第五排距第四排6m，第六排距第五排8m，第七排距第六排8m，测点间距离20m。
由于基坑一侧位于碧桂园绿化地、施工钢筋堆放场地、钢支撑堆放场地等，无法布点，局部布上点后，监测较难，因此，该位置地面沉降计划取消。
见附图所示。
⑶埋设点要求
地表沉降测点埋设穿透道路表明结构层，将其埋设在较坚实的地层中（通常深度不小于1m），同时设置保护套管及铁盖。
具体做法见下图
⑷监测频率
①基坑开挖期间
基坑开挖深度H≤5m，1次/3天；5m＜H≤10m，1次/2天，10m＜H≤15m，1次/天、H＞15m，2次/天。
②基坑开挖完成后
1～7天，2次/天；7～15天，1次/1天；15～30天，1次/3天；30天以后，1次/周；经数据分析确认达到基本稳定后，1次/月。
3.5.6围护桩力
⑴测点布置：
与桩体水平位移监测断面对应布置。
⑵监测仪器及精度：
应力计、频率接收仪。
监测精度为0.15%F.s。
⑶测试方法
本次监测采用振弦式钢筋测力计测量围护桩钢筋受力情况，接受仪表为频率仪。
在绑扎钢筋笼的同时将钢筋计与支撑主筋串联焊接。
⑷监测频率
①基坑开挖期间：
基坑开挖深度H≤5m，1次/3天；5m＜H≤10m，1次/2天，10m＜H≤15m，1次/天、H＞15m，2次/天。
②基坑开挖完成后：
1～7天，2次/天；7～15天，1次/1天；15～30天，1次/3天；30天以后，1次/周；经数据分析确认达到基本稳定后，1次/月。
3.5.7管线沉降监测
⑴监测点布设
由于基坑有两条自来水管要改移到基坑外，在改移过程中，在接头处设监测点，见右图所示。
⑵监测量仪器:
与地面沉降共用仪器；
⑶监测频率
①基坑开挖期间
基坑开挖深度H≤5m，1次/3天；5m＜H≤10m，1次/2天，10m＜H≤15m，1次/天、H＞15m，2次/天。
②基坑开挖完成后
1～7天，2次/天；7～15天，1次/1天；15～30天，1次/3天；30天以后，1次/周；经数据分析确认达到基本稳定后，1次/月。
3.6点位保护措施
3.6.1加强点位巡视
不定期安排人员对业主提供的监测网基准点S9022、S9023、D9001、D9002、D9003、加密点和监测点进行巡视，发现有破坏迹象时立即组织人员对该点位进行复测，并将复测结果上报给监理及第三方监测。
3.6.2提高基准点的复测频率
每月定期对所有基准点加以复测，对移动或有疑义的基准点要及时复测调整，确保监测数据的准确无误。
3.7初始值采取
当埋设点稳定后，进行初始值采取，采用多次测量，然后取平均值作为初始值。
特殊情况要相关要求进行。
四、巡视方案
4.1路面巡视
在车站开挖过程中会导致附近路面有一定的破坏，为防止在开挖过程中路面出现沉降过大或塌陷等事故，我项目部组织专人进行监视、巡视。
巡视制度如下：
4.1.1日常巡视
安排专人对车站附近的所有路面进行巡视，在开挖过程中要对路面进行24小时监视巡查，对有路面出现裂缝或变形时，要马上向项目部报告，项目部根据现场情况做出相应措施。
4.1.2雨季巡视
在雨季要加大对路面巡视的力度；特别是在雨天，项目部要组织以领导带头，24小时路面盯班制度，在雨未停之前，项目部所有人员轮班巡视，确保雨季安全施工。
4.2车站桩间喷锚巡视
安排专人对车站进行桩间喷锚巡视，在开挖过程中要对路面进行24小时监视巡查，对有出现裂缝或变形时，要马上向项目部报告，项目部根据现场情况做出相应措施。
4.3车站较远房屋巡视
离车站100米远才有高层建筑物，由于建筑物地下二层，地基础为箱体，为了安全，也不定期派人进行巡视，如果发现裂纹，立即告诉项目部。
4.4污水管巡视
派专人每天打开污水管井，巡视污水流量状况，如果发现渗漏，立即告诉项目部。
五、风险预警管理及应急预案方案
5.1本车站施工风险
本车站施工风险主要是深基坑开挖围护结构失稳，改移管线下沉漏水。
5.2风险等级划分
根据设计及施工经验，基坑开挖风险等级为二级，管线风险为二级。
5.3三级预警分级说明
施工监测按照预警、报警和控制三级预警进行管理。
具体实施见下表：
预警级别
预警状态描述
预警
实测位移的绝对值和速率双控指标之一达到控制值70%时，进行预警。
报警
实测位移的绝对值和速率双控指标之一达到控制值80%时，进行报警。
控制
实测位移的绝对值和速率双控指标之一达到控制值或实测位移或沉降速率出现急剧增长。
5.4监测预警值设定
检测项目
预警值
报警值
监测控制值
备注
桩体变形
21mm
24mm
30mm
管线下沉
7mm
8mm
10mm
1mm/d
5.5预警系统结构建立
车站施工阶段的预警主要注重“预测——报警”工作，因此施工过程中主要做好监测、识别、诊断、评价与对策。
具体预警系统见下图：
施工预警系统图
5.6预警管理程序
预警管理见下图所示。
监测结果
位移是否超Ⅲ级管理
位移是否超Ⅰ级管理
位移是否超Ⅱ级管理
继续施工
综合判断
暂停施工
采取特殊措施
是
不安全
否
否
否
是
是
安全
监测数据分析总流程图
1、当达到预警值时由项目总工组织所有施工人员严格按设计接续施工。
2、当监测达到报警值时，由项目经理组织所有施工人员进行原因分析，采取加强措施后接续施工。
3、当监测达到报警值时，立即停止施工，在做好抢险的同时，上报监理、第三监测、设计、业主进行方案研究。
根据研究方案在恢复施工。
5.7应急处理措施
5.7.1异常处理情况
当施工中出现下列情况之一时，应立即停止施工，加大监测频率，采取措施处理：
⑴监测数据有不断增大的趋势和桩间喷锚结构有较大开裂；
⑵桩位移超过控制基准或出现明显受力裂缝并不断发展
⑶时态曲线长时间没有变缓的趋势等。
5.7.2成立应急抢险组织机构
一旦出现险情，能够做到指挥正确、果断，抢险迅速有效，将险情控制在最小围，将损失减小到最低程度，特成立抢险领导小组。
组长：
项目经理
组员：
机械物资部、工程部、设备部、安质部、工区有关人员组成。
5.7.3应急抢险程序
应急抢险程序如下图所示。
5.7.4抢险物资设备
整个基坑、隧道开挖施工均应严格按规和设计要求进行，认真按技术规程操作，防止出现任何险情，做好施工监测的各项工作，提前作好抢险预案，防患于未然。
除上述工艺措施外，必须同时作好物资、机械、材料与施工人员准备。
出险地点
项目部
判断
事故
应急物资储备
一般事故
业主
按照监理审批方案实施
验收合格
上级管理部门
调动应急物资、机械设备、人员抢险
提交处理意见
驻地监理
5.8重大险情预案
5.8.1路面塌陷预案
1、迅速对塌陷基坑进行围挡，派人疏导交通，并立即上报相关部门。
2、对塌陷区域周边进行地层加固处理。
5.8.2管线破坏应急预案
1、施工前详细了解各管线的阀门位置、井口位置，周边排水管路，建立应急联系。
2、出现险情立即关闭阀门，车站基坑施工人员迅速撤离危险区域，组织抢险，同时将险情向业主、产权单位、相关部门汇报。
六、监测保证体系
6.1监测组织机构
成立以项目经理、总工、安全总监为监测领导小组，项目检测班具体实施的监测组织机构。
具体监测人员如下：
姓名
职务
职责
勇
监测组长
负责指导监测
何善富
监测副组长
负责现场控制监测
德金
监测员
负责现场监测
何则祥
监测员
负责现场监测
监测人员资质见附件9.1
6.2监测仪器
监测仪器为专用仪器，具体仪器见下表：
仪器名称
规格型号
数量
产地
全站仪
SET2X
1台
日本
精密水准仪
DNA03
1台
瑞士
注：
其他测量设备随工程的实际进度分批进场。
仪器检定证书见附件9.2
6.3监测管理保证措施
1、监测工程设计要保证基本资料完备，数据可靠，设计文件和图纸符合有关规定；对监测工程的实施，提出严格的技术要求和规定。
2、制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划中，在监测工作中严格执行。
3、测点布置力求合理，应能反映出施工过程中结构的实际变形和应力情况及对周围环境的影响程度；测点埋设应达到设计要求的质量。
并做到位置准确，安全稳固，设立醒目的保护标志，提高现场施工人员的保护意识，加强对监测点位的巡视检查。
4、仪器在安装埋设的全过程中，必须对仪器、监测元器件和设备工艺等进
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