北京地铁十五号线一期06标车站及暗挖工程施工监测方案.docx
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北京地铁十五号线一期06标车站及暗挖工程施工监测方案
第一章工程概述
1、工程概况
拟建沈阳地铁一号线南京街站为地下车站，位于沈阳市和平区南京街与南昌街之间沿中华路东西走向,车站两端连接双洞盾构隧道。
工程概况具体见下表南京街站工程概况表。
表1-1南京街站工程概况表
序号
项目名称
内容
1
车站中心里程
DK13+010.970
2
车站起始里程
DK12+928.070
3
车站终点里程
DK13+104.570
4
车站结构形式
双层岛式
5
车站围护结构形式
围护桩+内支撑
6
车站施工方法
盖挖顺作法
7
车站走向
东西走向
8
车站长度
东西走向长176.5米
9
站台宽度
10米
10
结构总宽度
标准段18.7米，西侧盾构井25.4米,东侧盾构井22.7米
11
自然地面标高
西侧42.76米,东侧42.73米
12
基坑底面绝对高程
西侧盾构井段23.947米,标准段25.917米,东侧盾构井段27.76米
13
车站底板埋深
西侧盾构井段18.813米,标准段16.843米,东侧盾构井段14.97米.
14
出入口及风亭
4个出入口，两座风亭
15
围护桩总数量
347根
16
围护桩类型及数量
A桩（长21.4米）217根、B桩（长24.4米）96根、C桩（长11.7米）17根、D桩（长11.9米）17根
17
围护桩间距
1.0～1.3米
18
临时格构柱
临时格构桩（7米）12根,临时格构柱西侧19.971米,东侧19.717米,临近西侧盾构井段18.140米
19
内支撑数量
标准段三层,每层40道,西侧盾构井四层,每层8道,东侧盾构井四层,每层8道.
20
内支撑材料
第一道支撑采用φ600钢管（14mm厚）,第二、三、四道支撑采用φ600钢管（16mm厚）
21
内支撑间距
2.45～3.30米
22
桩顶冠梁
截面尺寸为1300×800mm和1000×800mm两种。
车站建筑结构子单位工程围护桩施工分在二、三期围挡内施工，II期围挡施工车站北侧的所有围护桩、临时立柱桩、冠梁及挡土墙，并同时旋喷加固车站两头盾构井端头的一部分，III期围挡施工车站南侧的所有围护桩、临时立柱、冠梁及挡土墙桩，同时旋喷加固C、D桩之间的地下土体和车站两头盾构井端头的一部分。
2、监测管理体系
针对本工程监测项目的特点，必须建立专业的监测组织。
由我单位派驻现场3～5人组成监测组，由具有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的技术人员担任组长，监测组内部按地面监测及地下监测分为两个监测小组，各设一名专项负责人，在组长指导下负责地面、地下的日常监测工作及资料整理工作，其余人员在专项负责人指导下工作，监测组成员组成及职责见图。
３、测量监测依据：
《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308-1999
《城市测量规范》CJJ8-99
《新建铁路工程测量技术规范》TB10101-99
《工程测量规范》GB50026-93
《建筑变形测量规范》JGJ/T8-97
《全球定位系统（GPS）测量规范》GH2001-91
沈阳市地铁一号线土建工程测量管理办法
第二章监控量测
2.1工作流程
图2-1
2.2测点布置原则
①依据测量中心提供S10、BM812精密高程点，在南昌街、徐州街各布设一个高程量测基准点。
②按监测方案在现场布设测点，当实际地形不允许时，可在靠近设计测点位置设置测点，以能达到监测目的为原则。
③为验证设计参数而设的测点布置在设计最不利位置和断面，为指导施工而设的测点布置在相同工况下最先施工部位，其目的是为了及时反馈信息，以修改设计和指导施工。
④地表变形测点的位置既要考虑反映对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。
⑤测点深埋（结构变形测点等）不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度。
⑥各类监测测点的布置在时间和空间上有机结合，力求同一监测部位能同时反映不同的物理变化量，以便找出其内在的联系和变化规律。
⑦测点的埋设应提前一定的时间，并及早进行初始状态的量测。
⑧测点在施工过程中一旦破坏，尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，以保证该测点观测数据的连续性。
⑨水位观测点，由实际现场降水井位置确定。
2.3监测项目、监测仪器、监测频率、精度要求
2.3.1监测项目汇总
表2-3-1监测频率汇总表
类别
序号
监测项目
方法及工具
测点布置
监测频率
必
测
项
目
1
现场观察
目测
根据现场情况确定
每天一次
2
地面沉陷
地面桩、精密水准尺
每25m布设一处
详见监测措施
3
横撑内力
轴力计、频率仪
每50m布设一处
4
钻孔桩位移
测斜管、测斜仪
每25m布设一处
5
钻孔桩内力
钢筋计、电阻应变仪
钢筋计布置在钻孔桩的钢筋上，每50m布设一处
6
钻孔桩水平位移
全站仪
根据现场情况确定
7
重要管线监测
水准仪和水平尺
每25m布设一处
8
建筑物沉降观测
精密水准仪
按设计要求布设
9
水位观测
水位计
每50m布设一处
2.3.2监测仪器
表2-3-2监测仪器汇总表
仪器/设备名称
型号规格
精度等级
数量
产地
备注
全站仪
徕卡TCR802
±2″〞“”
±（2+2ppm）
1台
瑞士
精密水准仪
天宝DINI12
±0.3mm/km
1台
德国
铟钢尺
计算机
联想P4
3台
北京
测斜仪
HCX－1
2″
1台
沧州
频率仪
YT-DSY-2
±1″Hz
1台
沧州
2-3-3监测的变形测量的等级划分、精度要求和适用范围（mm）
变形测量等级
垂直位移测量
水平位移测量
适用范围
Ⅰ
变形点的高程中误差
相邻变形点的高差中误差
变形点的点位中误差
±0.3
±0.1
±1.5
线路沿线变形特别敏感的超高层高耸建筑物、精密工程设施、重要古建筑和地下管线等
Ⅱ
±0.5
±0.3
±3.0
线路沿线高层、高大建筑物；地铁施工中的支护、结构、管线、隧道拱下沉、结构收敛和运营中结构、线路变形
Ⅲ
±1.0
±0.5
±6.0
线路沿线多层建筑物、地表沉降及施工和运营中的次要结构
2.4监测方法
2.4.1现场观测
2.4.1.1现场观测目的
了解施工过程中各项监测情况。
2.4.1.2监测仪器
目测、5m卷尺
2.4.1.3监测实施
（1）现场观测
检查施工过程中，施工人员、机械对检测点位、量测所用的电源、线路及标签是否破坏。
监测点位变化是否过大，并及时上报。
（2）监测频率
每天一次。
2.4.2地面沉陷监测
2.4.2.1地面沉陷监测目的
了解施工过程中地面沉陷情况。
2.4.2.2监测仪器
天宝DINI12精密水准仪
2.4.2.3监测实施
（1）测点埋设
地面监测点，每25m布设一处。
（2）数据计算
每次所测的观测值可根据与初始值换算出相应的沉陷值。
一般地段地面最大沉降量不大于30mm，最大隆起量不大于10mm。
（3）监测频率
开挖距离测断面前后<2B时1-2次/天；开挖面距离测断面前后<5B时1次/2天；开挖面距离测断面前后>5B时1次/周。
（4）地面沉降临界值
地面沉降最大沉降量≤0.15%H，即地面最大沉降量25.35mm（标准段）、28.35mm（端头井）（H为基坑开挖深度）。
（4）数据分析与处理
根据测量值绘制地面沉陷-随时间的变化曲线，以及地面沉陷随开挖距离的变化曲线图。
2.4.3钢支撑轴力
2.4.3.1监测目的
了解基坑开挖过程中钢支撑轴力情况。
2.4.3.2监测仪器
轴力计及频率接收仪。
2.4.3.3监测实施
（1）测点埋设
在设计需要埋设轴力计的钢支撑吊装前，即将轴力计焊接在钢支撑的非加力端，吊装完成后，钢支撑与钢围护之间的空隙用钢板填充。
当钢支撑预加力完成后，测点就直接投入使用。
（2）监测频率
一到七天2次/2；七到十五天1次/天；十五到三十天1次/2天；三十天以后1次/3天。
（3）数据计算
每次所测得的频率可根据轴力计的频率-轴力标定曲线直接换算出相应的轴力值。
（4）数据分析与处理
根据轴力值绘制轴力-随时间的变化曲线，以及钢支撑轴力随基坑开挖深度的变化曲线图。
注意事项：
轴力计的量程需要满足设计轴力的要求。
在需要埋设轴力计的钢支撑架设前，将轴力计焊接在支撑的非加力端的中心，在轴力计与钢围护、钢支撑之间要垫设钢板，以免轴力过大使围护变形，导致支撑失去作用。
支撑加力后，即可进行监测。
2.4.4围护桩钢筋应力监测目的
了解施工过程中围护桩的结构内力情况。
2.4.4.2监测仪器
钢弦式钢筋计及VW-1型频率接收仪。
2.4.4.3监测实施
（1）测点埋设
钢筋计沿围护桩的外边缘和内边缘成对布设。
测点布设时在钢结构应测部位截去一部分钢筋，把钢弦式钢筋计焊接在原部位，代替截去的那部分钢筋。
（2）监测频率
一到七天2次/2；七到十五天1次/天；十五到三十天1次/2天；三十天以后1次/3天。
（3）数据计算
每次所测得的频率可根据频率-轴（压）力标定曲线直接换算出相应的轴（压）力值。
（4）数据分析与处理
根据轴力值绘制钢筋应力-随时间的变化曲线，以及钢筋应力随开挖距离的变化曲线图。
在围护桩横断面图上，以一定的比例把应力值点画在各应力计分布位置，并以连线的形式将各点连接起来，形成围护桩钢筋应力分布状态图。
注意事项：
安装时应注意尽可能使钢筋计处于不受力状态，特别不应处于受弯状态，将钢筋计的导线逐段捆在临近钢筋上，引到外露的测试匣中，灌砼后，检查钢筋计的电阻值和绝缘情况，做好引出线和测试匣的保护措施。
2.4.5围护桩水平位移
2.4.5.1监测目的
了解基坑开挖过程中围护桩的水平位移情况。
2.4.5.2监测仪器
测斜管及SINCO高精度测斜仪。
2.4.5.3监测实施
（1）测点埋设
在设计需要埋设测斜管的围护桩钢筋笼加工完成后，即将测斜管牢固绑扎在钢筋笼上，随着钢筋笼一起吊入钻孔内，在浇注混凝土的过程中要注意对测斜管加以保护，以免破坏。
等基坑开挖时，即可投入使用。
（2）监测频率
一到七天2次/2；七到十五天1次/天；十五到三十天1次/2天；三十天以后1次/3天。
（3）数据计算
每次测得测孔各个深度的A+,A-两个方向的数值，根据固定公式可以计算出测孔各个深度的水平位移值。
（4）围护桩水平位移临界值
围护桩最大水平位移≤0.2%H,即围护桩最大水平位移30mm（标准段）、30mm（端头井）（H为基坑开挖深度）。
（5）数据分析与处理
根据测量所得的围护桩在各个深度的水平偏移值，绘制出桩体纵向各个深度的水平位移图。
2.4.6重要地下管线的监测
2.4.6.1测点布置
地下管线测点重点布设在电力管线、排水管线、给水管线、煤气管线上，测点布置时要考虑地下管线与隧道的相对位置关系沿管线走向布点，点间距25m。
有检查井的管线应打开井盖直接将监测点布设到管线上或管线承载体上；无检查井但有开挖条件的管线应开挖暴露管线，将观测点直接布到管线上；无检查井也无开挖条件的管线可在对应的地表埋设间接观测点。
管线沉降观测点的设置可视现场情况，采用抱箍式或套筒式安装。
每根监测的管线上最少要有3~5个测点。
基点的埋设同地表沉降监测。
2.4.6.2监测点的施测
同建构筑物的沉降监测。
2.4.6.3监测频率
开挖面距离观测断面前后<2b时1-2次/d；开挖面距离观测断面前后<5b时1次/2d；开挖面距离观测断面前后>5b时1次/周
2.4.6.4监测标准
煤气管线的沉降或水平位移均不得超过10mm，每天发展不得超过2mm；自来水管线的沉降或水平位移均不得超过30mm，每天发展不得超过5mm。
承插式接头的铸铁水管、钢筋砼水管两个接头之间的局部倾斜值不应大于0.0025，采用焊接接头的水管两个接头之间的局部倾斜值不应大于0.006，采用焊接接头的煤气管两个接头之间的局部倾斜值不大于0.002。
2.4.7地面建、构筑物的变形沉降监测
2.4.7.1建、构筑物的变形沉降监测
（1）监测点的数量：
原则上每栋楼房布设四到六个点，对于较大型的房屋适当增加监测点。
（2）监测点的布设
a）建筑物的四角、大转角处及外墙或柱基上。
b）高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙交接处的两测。
（3）监测点的点位埋设
监测点的点位标志，根据不同的建筑结构类型和建筑材料，可采用墙（柱）标志、基础标志和隐蔽标志（适用于宾馆、古建筑等较高级或重要建筑）等形式，也可利用建构筑物上的稳固固定物为标志。
标志的埋设位置应避开雨水管、窗台线等有碍观测的障碍物。
对于外部装饰华丽的建筑物和古建筑应采用，或在尽量不破坏其外表美观和表面材料的前提下其他埋设标志。
（4）监测频率
掘进前后小于20m时，每天1~2次；开挖面距离观测断面前后<5b时1次/2d；掘进前后大于50m时，每周1次
（5）监测测站观测顺序和方法：
①.往测时，奇数测站照准标尺分划的顺序为：
后视—前视—前视—后视
②.往测时，偶数测站照准标尺分划的顺序为：
前视—后视—后视—前视
③.返测时，奇、偶测站照准标尺的顺序分别与往测偶奇测站相同。
（6）一等水准测量各项限差
a.基辅分划读数差≤0.3mm、基本分划所测高差之差≤0.4mm。
往返较差及附合或环线闭合差≤0.3
（n为测站数）。
b.视线长度≤30米、前后视距差≤0.5米、前后视距累积差≤1.5米、视线高度（下丝读数）≥0.5米。
当观测时，测点之间必须是偶数站，往返测量的测站数均为偶数站。
（7）监测点的施测
a）于施工降水前进行初始观测对各监测点进行两次观测，当各项限差均附合规范要求时取两次观测的平均值作为各点的初始值，否则进行重测，直到满足要求为止。
b）根据地铁线路的施工标段，将整条线路分为若干段，每段有一工程师负责。
从距开挖工作面前方H+h（H为隧道埋深，h为隧道高度）处开始监测，直到衬砌和结构封闭，观测对象稳定后结束。
测量频率宜和隧道内变形测量同步。
c）采用DINI12精密水准仪、因瓦尺以对各点进行施测，水准线路均应布设为附合或闭合路线的形式由固定得人员进行观测，并且观测线路一经确定后，不应更改。
（8）监测标准及警戒值
a）警戒值
桩基础建筑物允许最大沉降值不应大于10mm
天然基础建筑物允许最大沉降值不应大于30mm
b）建筑物沉降控制标准
建筑物允许沉降控制标准
变形特征
地基变形允许值
土的压缩性
中、低压缩性
高压缩性
砌体承重结构基础的局部倾斜
0.002L
0.003L
工民建柱间沉降差
1.框架结构
2.砖石墙填充的边排柱
0.002L
0.0007L
0.003L
0.001L
L为柱中心距，单位：
米
2.4.8地下水位观测
（1）监测仪器
电测水位计、PVC塑料管、电缆线。
（2）监测实施方法
a）测点埋设：
测点用地质钻钻孔，孔深应根据要求而定（以保证施工期产生的水位降低能以测出）。
测管用Φ100mm的PVC塑料管作测管，水位线以下至隔水层间安装相同直径的滤管，滤管外裹上滤布，用胶带纸固定在滤管上，孔底布设0.5～1.0m深的沉淀管，测管的连接用锚枪施作锚钉固定。
测孔的安装应确保测出施工期间水位的降低。
b）量测及计算：
通过水准测量测出孔口标高H，将探头沿孔套管缓慢放下，当测头接触水面时，蜂鸣器响，读取测尺读数ai，则地下水位标高HWi=H-ai。
则两次观测地下水位标高之差△HW=HWi–HWi-1，即水位的升降数值。
c）测试频率：
从降水开始，观测时间分别采用30min、1h、4h、8h、12h以后24h观测1～2次，直到降水工程结束。
开始施工后，正常监测地下水位变化情况，暗挖隧道在掌子面到达前1次/2天，掌子面到达时1~2次/天；掌子面通过后1次/2天；基坑施工段在施工初期为1～2次/天，后期1～2次/3天。
（3）地下水位变化控制值
受监测、监控的建（构）筑物场地的地下水位下降幅度宜控制在5.0m内，但最终须以建（构）筑物的变形控制值来控制。
本工程隧道施工，地下水位应控制在开挖面以下0.5m，量测预警值为开挖面以下0.2m。
（4）数据分析与处理
根据水位变化值绘制水位-随时间的变化曲线，以及水位随施工的变化曲线图。
2.5南京街站的地面测点布设
1、地面沉降（隆起）监测点布置：
每25m交错布设，平曲线转点、纵曲线转折点、地质变化处设加密断面；
2、地面建筑物沉降、倾斜：
沉降点的数量不少于4点，规模较大的建筑物根据需要增加测点数量；见附图1
3、地面建筑物、管线外观观察及裂缝测量：
建筑物基础表面、墙上，重要管线及管线接头处；
4、车站采用盖挖法施工，围护结构测点布置按照施工图纸要求布设点位；
5、临时路面军用梁的监测，根据现场实际情况确定；
6、地面及桩位监测断面图
7、监测建（构）筑物及管线见下表
名称
个数
材质
埋深（m）
备注
电力管线
1
铁
1.2
排水管线
1
砼
2.2
给水管线
2
铁
1.8
煤气管线
1
铁
2.3
相邻建筑物
4
框架
5-8
曼哈顿在建
图2-5-4
2.6监测的数据分析与信息反馈
各项监测数据及时整理、绘制位移—时间曲线、应变应力等随施工作业面的推进时间变化规律曲线。
对初期时态曲线及时进行回归分析以预测可能出现的最大变形值、应力值，根据时态曲线回归分析结果，结合监控量测管理等级，进行位移，速率综合分析判断，指导施工，反馈设计。
2.7监测的质量控制
2.7.1初期控制
在施工前，根据总的施工设计方案，通过现场勘察，确定测试仪器、布置位置、数量及深度。
根据总的施工顺序和进度计划，初步确定测点布置顺序。
2.7.2施工控制
在仪器安装埋设的全过程中，必须对仪器、传感器和设备等进行连续的检验，以确保他们的质量的稳定性，并作好如下记录：
1、仪器的种类、型号、编号和说明；
2、测试元件布置的位置及编号；
3、测试点布置日期；
4、测试时的气候状况；
5、安装和测试时周围施工状况或掘进里程；
6、安装期间的调试及多次测取初始数据；
2.7.3监测控制
监测阶段，作好数据采集记录和信息反馈，仪器的维护和标定。
根据规定的采集频率，满足系统在时间上的连续性的要求，以仪器的精度和准确度为标准检验或判断数据的偏差是否正常。
所有监测工作均应考虑和施工穿插进行。
观测时间应尽量避开白天客流量、车流量大的时间（必须和施工同时进行的除外）、专人、专用仪器。
2.7.4数据分析处理控制
全部采用计算机处理，自动图表处理数据。
2.7.5监测预警管理
首先根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验，由监测工程师、项目总工会同监理、设计进行研究讨论，制定临界允许值。
将实测位移值与临界允许值比较，监测预警分Ⅲ级管理：
Ⅰ级：
实测位移值在临界允许值的2/3至临界允许值之间为Ⅰ级警告管理，应提出警告，并商讨和采取施工对策，预防最终位移值超限和发生安全事故。
Ⅱ级：
实测位移值在临界允许值的1/3至临界允许值的2/3之间为Ⅱ级注意管理，应引起注意，并提高监测频率，及时通知主管部门采取措施。
Ⅲ级：
实测位移值在临界允许值的1/3以下为Ⅲ级安全管理，说明隧道和围岩是稳定的。
施工监测三级管理表：
管理等级
比较分析
施工状态
管理责任人
Ⅲ
U0＜Un/3
可正常施工
监测工程师
Ⅱ
Un/3≤U0≤Un2/3
应注意，并加强监测
项目总工
Ⅰ
U0＞Un2/3
应采取加强支护等措施
项目经理
注：
U0——实测位移值；Un——允许位移值由设计单位提供
2.7.6施工监测信息管理流程
2.7.7提交监测资料
上报监控量测日报表、周报表和沉降观测点图象曲线图，有异常现象的结果应及时报送。
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