暗挖段施工监测方案.docx
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暗挖段施工监测方案
2013171691R
武汉市轨道交通七号线十一标新螃区间
暗挖区间既有车站
监测方案
编制：
审核：
武汉马房山理工工程结构检测有限公司
武汉轨道交通七号线十一标监测项目部
2015年10月30日
目录
1、工程概况1
1.1工程简介1
1.2周边环境1
1.3水文地质条件1
2、监测原则和依据4
2.1监测原则4
2.2编制依据4
3、监测项目和布点要求5
4、监测方法及精度要求5
4.1巡视观察5
4.2监测方法6
4.3监测频率9
4.4监测精度和报警值9
5、监测数据整理、分析与反馈10
6、组织机构与人员设备15
6.1组织机构15
6.2拟投入的人员17
6.3拟投入的设备17
6.4组织管理保障措施18
7、附监测平面图20
1、工程概况
1.1工程简介
7号线新河街站~螃蟹岬站区间从新河街站出发沿友谊大道敷设，下穿2号线螃蟹岬站后接入7号线螃蟹岬站。
2号线螃蟹岬站东西向布置，与7号线斜交，为地下两层岛式车站，已投入运营，车站围护结构为钻孔灌注桩+桩间旋喷桩，区间隧道下穿通过时需截除影响穿越的部分钻孔桩。
具体方案为：
在2号线北侧设置明挖竖井，作为盾构段接收井及暗挖区间的施工竖井，隧道过既有2号线采用平顶直墙矿山法施工，同步截除影响7号线区间穿越的围护桩。
暗挖段长度为36.27m，隧道顶部埋深约16.9m。
1.2周边环境
本区间施工工法由北向南依次为盾构法、明挖法（竖井部分）、暗挖法（下穿2号线）。
暗挖段位于友谊大道、中山路及公正路交汇处。
现友谊大道道路红线宽60m，中山路及公正路规划道路红线宽50m，均已实现规划。
暗挖段西北角为武昌区人民政府，东北角为武昌区地方税务局，东南角为湖北核电有限公司，西南角为武汉博仕肛肠医院。
1.3水文地质条件
依据武汉市测绘研究院（原武汉市勘测设计研究院）2013年10月提供的《武汉市轨道交通七号线一期工程第三标段（设计06标）螃蟹岬站岩土工程详细勘察报告2013-勘-051a》及2014年8月12日提供的《螃蟹岬站和螃蟹岬站区间岩体抗剪强度指标补充参数》函，本工程现站位的工程地质和水文地质概况如下：
a）场地环境概况
拟建螃蟹岬站位于武昌区友谊大道与公正路交口处，周边人流车流量大。
场地地面标高在19.06～23.40m之间（以孔口标高计），地势平坦，地貌单元属长江冲积Ⅰ级阶地与Ⅲ级阶地过渡段。
场地地面标高在20.68～21.64m之间（以孔口标高计），地势较为平坦，地貌单元属长江冲积Ⅰ级阶地。
b）岩土分层及其特征
各层的地层岩性及其特点自上而下依次为：
（1）填土（Qml）层
1）杂填土（地层代号（1-1））
杂色，湿~饱和，高压缩性，由粘性土与砖块、碎石、块石、片石、炉渣等建筑垃圾及生活垃圾混合而成（局部地表有15～50cm厚的砼地坪）。
该层土结构不均、土质松散，层厚1.5～5.4m，普遍分布于场地表层，堆积年限一般大于10年。
2）素填土（地层代号（1-2））
黄褐～灰褐～灰色，以粉质粘土为主，软～可塑状态，湿～饱和，高压缩性，局部夹植物根系及小碎石，埋深0.0～3.0m，层厚0.80～5.00m，场地沿线局部分布，堆积年限一般大于10年。
3）淤泥（Ql）（地层代号（1-3））
灰褐～灰黑色，饱和，流塑状态，高压缩性，富含有机质及生活垃圾，具流变性，具腐臭味，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。
局部地段零星分布，埋深1.60～4.00m，其厚度0.40～2.70m。
（2）第四系全新统冲积（Q4al）层
1）淤泥质黏土（Q4al）（地层代号（3-4））
灰~褐灰色，饱和，流～软塑状态，高压缩性，含少量高岭土，无摇振反应，干强度高，韧性高。
主要分布于新河街～螃蟹甲一带，埋深4.00～5.80m，其厚度1.40～5.00m。
2）粉质黏土（Q4al）（地层代号（3-4a））
灰～褐灰～黄褐色，湿、可～硬塑状态、中压缩性，含氧化铁，铁锰质结核，无摇振反应，干强度高，韧性高。
局部分布，其埋深3.5～13.4m，厚度1.8～19.5m。
3）粉土、粉砂夹粉质黏土（Q4al）（地层代号（3-5））
褐灰～褐黄色，湿、硬塑状态、中偏低压缩性，含氧化铁，铁锰质结核，无摇振反应，干强度高，韧性高。
场地普遍分布，其埋深5.60～20.00m，厚度1.00～17.60m。
4）粉砂夹粉土（Q4al）（地层代号（4-1））
灰～褐色，湿、可塑状态、中偏高压缩性，含氧化铁，局部夹粉土和少量粉砂。
局部分布，其埋深13.00～22.00m，厚度1.20～11.20m。
（3）下伏基岩
志留系（S）粉砂质泥岩及泥质粉砂岩：
1）强风化泥质硅质岩（地层代号（17a-1））
灰~褐红～黄褐色，岩芯大部分呈碎块、碎粒状，节理、裂隙极发育，岩体破碎～极破碎，呈碎裂~散体结构，采取率为50-70%，属于软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类，仅QQJz06-III13-B28、QQJz06-III13-96孔揭露该层，埋深3.7～6.5m。
2）中风化粉砂质泥岩（地层代号（18a）
灰～灰白～深灰色，不可压缩，岩芯呈块状或柱状，粉晶～微晶结构，块状构造，裂隙一般发育，倾角在50-70°间，采取率为80%，属于较硬岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为Ⅲ类，据本次勘察揭露，有3个钻孔处分布有灰岩，仅QQJz06-III13-96孔揭露该层中有溶洞发育。
该层埋深23.8～46.0m。
3）强风化泥质粉砂岩（地层代号（18c-1））
浅褐黄～灰褐色,岩芯大部分风化成土状，泥质胶结，手捏易散，局部夹未完全风化岩块，粉砂~泥质结构，块状构造。
属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类，该场地有12个钻孔揭露该层，埋深15～25.1m。
4）中风化泥质粉砂岩（地层代号（20b-2））
浅绿灰～褐黄～灰褐色，岩芯呈块状或柱状，粉砂～泥质状结构，块状构造，节理、裂隙较发育，倾角在50-70°左右，采取率为65-75%，属于极软岩，岩体较破碎～较完整，岩体基本质量等级为Ⅴ类，该场地有8个钻孔揭露该层，埋深24.2～33.6m。
2、监测原则和依据
2.1监测原则
施工监测从施工开挖开始，直至结构及及既有车站稳定终止。
安全监测应遵循如下原则：
（1）重点监测原则。
暗挖段监测的主要监测内容包括地表沉降、结构收敛、轨面沉降、既有结构沉降等，其中轨面沉降监测是重点监测项目。
（2）各监测物理量应尽量设置在同一监测断面或相近的监测断面内，以便于在监测资料分析时进行相关性分析及相互验证；
（3）监测设计要遵循经济合理、技术可行的原则，监测断面的选择要综合结构、地质、施工、周边环境等多方面的因素综合考虑；
（4）监测信息应及时反馈，对监测中出现的异常情况应及时上报给建设、监理、设计等单位，便于采取相应措施，降低施工带来的不利影响。
2.2编制依据
（1）《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）
（2）《基坑工程技术规程》（DB42/T159-2012，湖北省地方标准）
（3）《工程测量规范》（GB50026-2007）
（4）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897－2006）
（5）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
（6）《建筑变形测量规程》（JGB/T8-2007）
（7）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（BG50308-1999）
（8）武汉市轨道交通7号线暗挖区间相关设计文件说明
（9）《武汉地区深基坑工程技术指南》WBJ1-1-7-95
3、监测项目和布点要求
安全监测应看成整个工程设计的一个重要组成部分，根据暗挖结构及既有车站建筑等级确定监测项目，监测设计必须与所有其他工程设计一样统一安排。
监测设计贯穿于工程设计、施工以及整个工程寿命期内，合理的监测设计可以获得作为工程安全状况的正确评估，改进开挖方法、指导结构施工，使未来的设计、施工和运行更合理、更安全。
根据设计要求及车站环境拟主要监测项目布置为：
表1
序号
监测项目
位置或监测对象
测点布置
仪器/设备
1
巡视观察
目测为主、设备为辅
每天按时巡视
2
地表沉降
暗挖段地面
应沿隧道轴线上方地表布设，纵向间距10m
水准仪
3
结构收敛
结构侧墙
监测点应布设垂直于结构轴线的横向监测断面，间距10m
收敛仪
4
轨面沉降
轨面
15m
水准仪
5
既有车站结构沉降
结构侧墙和柱子上
10m
水准仪
6
地下水位
降水井做观测井
水位仪
7
中隔壁竖向位移
垂直与轴线横向监测
水准仪
4、监测方法及精度要求
4.1巡视观察
暗挖施工过程中，每天由专人对区间和车站内外、建筑地层土质描述、围护结构等进行巡视检查（含周围地面裂缝、塌陷、渗漏水、超载等），并出具相关记录。
4.2监测方法
（1）、地表沉降
地表点采用加密布设方法，暗挖段每10米一个断面，每个断面12个观测点，如下图1。
图1
埋设方法：
放出测点位置，钻穿路面，将普通水准标识埋入路面以下；对于未硬化的地面测点直接打入钢筋，上方注明监测点，并做好监测点的保护，见图2。
图2
测试方法：
沉降测量在施工影响范围之外布设2～3个高程起算点，且均与已知水准点定期联测，对起算点定期复核，确保起算点的准确性。
测量采用精密水准仪，按国家二等水准要求观测。
以附合或闭合路线在水准路线上联测各监测点，以水准控制点为基准，测算出各监测点标高。
（2）、结构收敛
埋设方法：
按要求放出测点位置，在测点处钻孔，待达到设计深度后，埋入膨胀螺栓固定，尽量使两测点轴线在基线方向上，待稳定后即可量测；如下图3
图3
测量方法：
采用收敛仪进行量测，量测时应记录环境温度，以便对测得数据进行修正。
（3）、车站结构沉降
埋设方法：
选好测点位置，用电钻在墙体上钻孔（孔深大于10cm），并将预制好的“L”形测标埋入孔内，加入植筋胶固定,待植筋胶强度达到后方可监测；如下图4
测试方法：
测量采用精密水准仪，按国家二等水准要求观测，以附合或闭合路线在水准路线上联测各监测点，以水准控制点为基准，测算出各监测点标高。
图4
（4）、轨面沉降
埋设方法：
测点主要埋设在两侧轨面上（重点受力部位），选择好测点位置，直接钻孔至10cm以上，埋入测标，用植筋胶固定，待达到强度后方可测量；如下图5
图5
测试方法：
施工影响范围之外布设2～3个高程起算点，且均与已知水准点定期联测，对起算点定期复核，确保起算点的准确性。
测量采用精密水准仪，按国家二等水准要求观测。
以附合或闭合路线在水准路线上联测各监测点，以水准控制点为基准，测算出各监测点标高。
4.3监测频率
监测频率严格按照设计要求如下；
表2
检测部位
监测项目
开挖面至监测点或监测断面的距离
监测频率
备注
开挖面前方
周围岩土体和车站内部环境
2B＜L≤5B
1次/2天
遇异常情况加密复测
L≤2B
1次/1天
开挖面后方
周围岩土体和车站环境
L≤1B
1~2次/天
1B＜L≤5B
1次/1天
L＞5B
1次/3~7天
注1、B-矿山法隧道或导洞开挖宽度（m），L-开挖面至监测点或监测断面的水平距离（m）；
2、当拆除临时支撑时应增大监测频率；
3、监测数据趋于稳定后，监测频率宜为1次/15~30天。
4、情况出现异常时，增大监测频率。
5、当监测达到报警值时，必须立即进行报警，及时通报基坑工程参与各方及有关部门，并应对基坑支护结构和周边环境所保护对象采用相应应急措施。
4.4监测精度和报警值
监测精度必须满足7号线新河街站基坑施工技术要求、《城市测量规范》（CJJ9-2011）、《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-2007）和《工程测量规范》（GB50026-2007）的相关规定要求。
（1）高程测量误差≤0.3mm；
（2）水平位移测量误差≤0.5mm；
（3）地表沉降测量误差≤0.3mm。
监测报警值均应满足《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）的相关规定要求；如下表3
监测报警值表3
序号
监测项目
累计报警值（mm）
变化速率（mm/d）
监测精度（mm）
1
巡视观察
2
地表沉降
25
3
0.1
3
结构收敛
10
2
0.2
4
车站结构沉降
15
2
0.1
5
轨面沉降
15
2
0.01
5、监测数据整理、分析与反馈
资料整理分析
（1）监测资料整理分析的原则
a认真重视
监测资料分析是武汉市轨道交通7号线工程安全建设的重要组成部分，必须充分重视。
我方将根据安全监测工程的总体实施计划，配置必须的软硬件设备，选用合格技术人员，认真执行有关规程规范和技术要求，遵照全面质量管理的原则精神，把该项工作做细做好。
b及时性
对监测资料进行分析，并及时反馈成果，指导施工是施工监测的根本所在。
每次观测后我方将立即对原始数据进行检查校核和整理，并及时作出初步分析，不拖延，不积压。
同时，无论在工程的任何阶段，只要发现监测数据有异常现象或确认有异常值，将立即向施工方和监理方报告，并出具报告。
c可靠性
监测资料整理分析必须以保证数据成果的准确可靠为基本前提，为此规定：
原始资料在现场校核检验后，不得进行任何修改。
粗差的辨识和剔除必须稳妥慎重，严格按有关规定要求进行。
经整理和整编后的监测资料和数据库亦不得修改。
所引用的分析方法做到理论正确，方法步骤合理。
监测资料整理分析的数据、成果和报告等严格遵循相关要求，认真执行验收校审制度，并及时整理归档。
d实用性
监测资料整理分析以解决工程实际问题为基本目的，不片面强调理论、模型和方法的先进完善，力求反映本工程支护结构及土体的特变形征。
成果报告的内容以满足有关工程规范要求，回答解决工程面临的安全问题为限。
e全面分析、综合评估
监测数据和相关资料的搜集尽可能充实完整，对各种监测资料成果应认真进行对比研究，并采用多种分析方法作出分析比较和印证，以克服单项成果和单一方法的片面和不足。
监测资料初步分析的主要方法
a比较法。
将监测值与技术警戒值相比较、将监测物理量进行相互对比、将监测成果与理论或试验成果相对照，以检验监测物理量的大小及变化规律是否合理。
可将比较法与作图法、特征值统计法和回归分析法等配合使用，即通过对所得图形、主要特征值或回归方程的对比分析作出检验结论。
b作图法。
绘制过程线图、相关图、分布图以及综合过程线图，以直观地了解和分析观测值的变化大小和规律、分析影响观测值的因素和其对观测值的影响程度等。
c特征值统计法。
通过比较监测物理量的最大值和最小值、变化趋势和变幅、变形趋于稳定所需的时间、出现最大值和最小值的工况、部位和方向等，来辨识监测物理量的变化规律是否合理。
d测值影响因素分析法。
通过对影响测值的各种重要因素的搜集整理，掌握它们单独作用下对测值影响的特点和规律，并与现有工程监测资料进行对照比较，综合分析，以了解认识现有监测资料的规律性、相关因素和产生原因，有利于深入的资料分析工作。
异常值定性分析
在监测资料整理中，应根据所绘制图表和有关资料，及时进行初步分析。
分析各监测量的变化规律和趋势，判断有无异常值。
初步分析的重点是异常值的判识，如监测数据出现以下情况之一，可视为异常情况：
a变化趋势突然加剧或变缓，或发生逆转，如从正向增长变为负增长，而从已知原因变化不能作出解释；
b出现与已知原因量无关的变化速率；
c出现超过最大（或最小）量值，安全监控限或数学模型预报值等情况。
（2）异常值统计分析
安全监测实施过程中由于偶然因素，采集的监测数据可能存在异常监测数据，因此，为保证安全监测测值能尽量准确地反映基坑支护结构及周边土体和建构筑物的性状，必须对异常数据进行识别和剔除。
识别剔除方法主要有静态测值异常数据剔除法和动态测值异常数据剔除法。
静态测值异常数据剔除方法包括拉依特准则、格鲁布斯准则、狄克逊准则和罗马诺夫斯基检验准则等方法。
动态测值异常数据剔除法则认为观测值是动态变化的，故可按照动态函数具有的连续性的特点，检验动态测值的合理性，即通过检验观测数据平滑移动的检验办法来检验连续数据的合理性。
如采用以上办法多方比较判断，确信监测量为异常值时，则立即向监理工程师、发包人报告。
同时加强监测，立求尽快查明原因，以便进行技术决策。
监测资料综合分析
a监测资料综合分析的内容
采用数学模型，或地质、结构和渗流等领域的专门性方法及理论知识，对监测资料进行较深入的综合分析，分析成果作为安全预报、安全评估、对施工或运行的反馈和技术决策的基本依据和重要组成部分。
对实测资料加以综合分析，可以得出对建筑物工作状态的评价。
综合分析的对象包括对同一项目多个测点实测值的综合分析，对同一部位多种监测项目测值的综合分析，同一建筑物各个部位测值的综合分析，仪器定点测值和巡视检查资料的综合分析等。
以下是几类常用的监测资料分析方法：
①定性的常规分析。
如比较法、作图法、特征值统计法和测值因素分析法等，其主要内容在初步分析阶段已完成；
②定量的数值计算。
如统计分析方法、有限元分析法、反分析法等；
③数学物理模型分析。
如统计分析模型、确定性模型和混合性模型等；
b定量的数值计算分析
通常采用统计分析法、有限元分析法及反分析法，进行定量的数值计算分析。
①统计分析方法。
主要采用逐步回归分析方法，建立最优回归方程；
②有限元方法。
应用有限元计算成果，与监测资料做全面系统的对比研究，并为确定性模型和混合性模型提供有关确定性因子。
有限元法也是反分析方法和施工设计反馈计算的核心和基础算法；
③反分析方法。
采有正算法或逆算法，求解物理力学参数。
c数学物理模型分析
通过建立统计学模型、确定性模型和混合性模型，判断工程工作状态的稳定性，分析环境量与效应量之间的相互关系和作用机理，预测效应量（包括各效应分量）的变化趋势。
成果提交
我方将及时向监理及施工单位提供监测报告，内容包括：
测点布置、测试方法、经整理的监测资料、资料分析的主要成果、结论及建议、量测记录汇总等。
在施工过程中，采用日报形式反馈监测成果，当测试数据接近监控报警值时，立即通知项目部，并主动加密观测，在基坑施工和完成后，提交监测监控分析报告。
（1）日报的内容包括：
每天将监测的数据向相关部门汇报，当发现变化异常或达到预警、报警值时，则应通过电话、网络等形式立即通知施工方，并提交书面预警和报报告，同施工单位共同分析原因、提出相应技术对策，以便采取处理措施，形成专题分析报告。
当监测工作结束后一周内，提交监测分析报告。
（2）周报的内容包括：
a监测项目，测点布置；
b施工进度及现场施工状况的描述；
c各监测项目的监测值的变化曲线，包括施工进度-监测值曲线，时间-监测值曲线等多种形式；
d根据施工情况，并结合数值模拟和理论分析等多种方法，对监测数据进行综合分析，对周边建筑物、地下管线、地层变形施工状态的安全性做出评价和预测；
e对达到或超过报警值的测点应进行重点说明，并进行详细分析原因，同时提出相应的控制措施；
f对施工中存在的问题进行评述，并提出相应的改进建议；
g监测小结，给出本期监测的总体评价。
（3）总报告和专题分析报告内容包括：
a结合施工情况对施工监测数据进行综合分析；
b对施工状况和周边环境进行安全性分析、评价和预测；
c对当前施工进行评价，指出施工中存在的问题，并建议相应的技术对策；
d根据安全风险管理的要求，进行其它必要的分析和建议。
信息反馈如下图6
图6
6、组织机构与人员设备
6.1组织机构
施工现场设立武汉市轨道交通7号线新河街站综合配套楼基坑施工监测项目部，成立以项目负责人为核心的安全监测仪器安装埋设、观测及资料分析项目管理系统，公司专家组不定期到现场指导工作，对重大技术方案、关键工序、监测异常情况原因分析等进行把关。
现场项目经理部施工组织机构如下图7所示：
图7人员组织图
监测监控项目部，负责该工程监测的计划、组织和质量审核。
制定如下人员组织措施：
（1）监测组由经验丰富的专业技术人员组成，受公司直接监督和管理；
（2）做好基准点和监测点的保护工作；
（3）采用专门的测量仪器进行监测，并定期标定；
（4）测量仪器由专人使用，专人保养，定期检验；
（5）测量数据在现场检验，室内复核后才上报，并建立审核制度，对采集的数据及其处理结果经过校验审核后方可提交；
（6）严格按现行《地铁设计规范》、《基坑工程支护技术规程》、湖北省地方标准等规范与有关细则操作；
（7）根据测量及分析的结果，及时调整监测方案的实施；
（8）测量数据的储存、计算与管理，由专人采用计算机及专用软件进行；
（9）定期开展小组活动，交流信息和经验。
6.2拟投入的人员
根据施工进度及监测项目实际情况，拟投入以下具有专业检测资质的人员，如下表4
表4
序号
姓名
在本项目中担当职位
年龄
从业年限
其他
1
范剑锋
项目负责人
38
10年
副研究员
2
彭自强
技术负责人
39
11年
副研究员
3
张凡
现场负责人
30
8年
工程师
4
张克祥
监测组
25
5年
工程师
5
王银
监测组
28
5年
工程师
6.3拟投入的设备
根据施工进度及监测项目实际情况，拟投入以下仪器设备，后期监测作业中，据实际情况实时调整或增加仪器设备，如下表5；
表5
序号
仪器设备
名称
数
量
规格型号
主要工作性能指标
使用时间（年）
现在何处
预计何时进场
1
水准仪
1台
苏光DS05
0.5mm/km
一年
武汉
已进场
2
全站仪
1台
拓普康GTS601
1″,2mm+
2ppm·D
三年
武汉
已进场
3
收敛仪
1套
二年
武汉
已进场
4
气压计
1套
DYJ1-1
一年
武汉
已进场
5
打印机
1台
惠普1020
一年
武汉
已进场
6
电脑
2台
华硕联想
一年
武汉
已进场
7
冲击钻
1套
Sn005
二年
武汉
已进场
8
对讲机
2套
GP88s
三年
武汉
已进场
9
钻孔机
1台
两年
武汉
已进场
6.4组织管理保障措施
a建立完善的现场质量管理体制
我方将在我公司质量管理体系基础上，结合施工单位质量管理体系，建立和健全质量保证体系，在工地设置专门的质量检查机构，配备专职的质量检查人员，建立完善的质量检查制度。
严格按设计文件规定和监理方的指示，对工程使用的材料和仪器设备以及工程的所有部位及其施工工艺，进行全过程的质量检查，详细作好质量检查记录。
接受监理方对全部工程的所有部位及其任何一项工艺、材料和仪器设备进行检查和检验，并为监理方的质量检查和检验提供一切方便，包括监理方到施工现场或制造、加工地点或合同规定的其它地方进行察看和查阅施工记录。
严格按照监理方的指示，进行工程复核测量和仪器设备性能检测，检测报告和测量成果以及监理方要求进行的其它工作。
b严格质量管理过程控制
对本项目监测工作的质量控制，按过程进行控制，具体操作步骤和方法如下：
①施工准备阶段
i.熟悉及审
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