竖井监测方案010.docx
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竖井监测方案010
市轨道交通1号线工程土建施工
07合同段工程
竖井及横通道结构施工监测方案
编号:
__DG-39-010____
市基础工程
市轨道交通1号线工程土建施工07合同段项目部
2011年12月9日
市轨道交通1号线工程土建施工
07合同段工程
竖井及横通道结构施工监测方案
编制人:
__梁辉宇______
项目工程师:
__徐英威______
项目经理:
__坚_____
1.编制依据1
2.工程概况1
3.监测目的及意义2
4监测的原则2
5监控网的布设3
6监测设备3
7监测人员及职责4
8变形观测点的布设原则4
9监测容4
10监测方法5
11信息化施工管理程序10
12监控量测保证措施11
13监测应急措施12
14附图13
竖井监测方案
1．编制依据
（1）《市轨道交通1号线施工图技术要求》
（2）市轨道交通1号线施工图设计文件编制统一规定
（3）市轨道交通1号线业主、设计总体及其它相关部门提供的基础资料
（4）由设计总体单位提供的线路平、纵断面设计施工图
（5）《市轨道交通1号线达道站-上藤站区间岩土工程勘察报告（详勘）》
（6）《地下铁道设计规》（GB50157-2003）
（7）《混凝土结构设计规》（JGJ50010-2010）
（8）《地下工程防水技术规》（GB50108-2008）
（9）《铁路隧道设计规》（TB10003-2005）
（10）《地下铁道工程施工及验收规》（GB50299-2003）
（11）《地下防水工程质量验收规》（GB50208-2002）
（12）《建筑结构荷载规》（GB50009-2001）
（13）《建筑抗震设计规》（GB50011-2010）
（14）《铁路工程抗震设计规》（GB50011-2006）
（15）《建筑地基基础设计规》GB50007-2002
（16）《锚杆喷射混凝土支护设计规》GB50086-2001
（17）《铁路隧道喷锚构筑法技术规》（TB10108-2002）
（18）《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规》（GB50307-1999）
（19）《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》（CJJ49-92）
（20）国家及市有关规、法规、企业标准、管理文件
2．工程概况
本次监测项目为市轨道交通1号线达道站~上藤街站区间竖井及横通道结构工程。
竖井为矩形断面，净空尺寸为6m*8m，井深34.58m，竖井上（中）部井壁喷砼厚为0.35m，在竖井的下部井壁喷砼厚为0.15m，临时通道净宽5m，初衬厚度为0.3m。
场地地表发育，地表水体主要为闽江。
根据地下水含水层介质、水动力特征及其赋存条件，场地围与工程有关的地下水主要为松散岩类空隙潜水、空隙承压水及基岩裂隙水。
场地空隙潜水主要接受大气降水竖向入渗补给和地表水的侧向入渗补给，多以蒸发方式排泄。
基岩裂隙水主要赋存于场地的碎块状强风化花岗岩、中风化花岗岩中，主要分布于闽江南岸，由于风化岩层中裂隙开和密集程度、连通及充填情况都很不均匀，所以裂隙水的埋藏、分布及水动力特征非常不均匀，主要受岩性和地质构造控制，透水性和富水性一般较弱，根据抽水试验观测，水位埋深为6.1m，高程5.11m，具弱承压性。
3．监测目的及意义
由工程概况可知，在施工阶段对竖井及其周边地层的沉降、位移以及附近建筑物、地下管道的变形和受力情况进行跟踪测量，对观测的数据与允许值、理论值进行比较，使之能够及时可靠的反映出施工的情况及所造成的影响。
将现场测量结果用于信息化的回归分析，使设计达到合理、安全、经济、优质便于指导施工。
4．监测的原则
在地下工程中进行量测，绝不是单纯地为了获取信息，而是把它作为施工管理的一个积极有效的手段，因此量测信息能够做到以下2条：
㈠确切地预报破坏和变形等未来的动态，对设计参数和施工流程加以监控，以便及时掌握围岩动态而采取适当的措施（如预估最终位移值、根据监控基准和监测结果的对比来调整、修改开挖和支护的顺序和时机等）。
㈡满足作为设计变更的重要信息和各项要求，如提供设计、施工所需的重要参数（初始位移速度、位移量等）。
施工监测是一项系统工程，监测工作的成败与监测方法的选取及测点的布置直接相关。
根据我单位多年监测工作的经验，归纳以下5条原则：
（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：
第一，系统需要采用可靠的仪器。
第二，应在监测期间保护好测点。
（2）多层次监测原则：
多层次监测原则的具体含义有四点：
①在监测对象上以位移为主，兼顾其它监测项目。
②在监测方法上以仪器监测为主，并辅以巡检的方法。
③在监测仪器选择上以机测仪器为主，辅以电测仪器。
④分别在地表及临近建筑物与地下管线上方布点以形成具有一定测点覆盖率的监测网。
（3）重点监测关键部位的原则：
监测测点布置应合理，注意时空关系，控制关键部位。
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。
（4）方便实用原则：
为减少监测与施工之间的干扰，监测系统的安装和测量应尽量做到方便实用。
（5）经济合理原则：
系统设计时不追求仪器的先进性，重考虑仪器的实用性，以降低监测费用。
5．监控网的布设
在进行一项监测项目前，首先要建立监测控制网，及时准确的反应监测项目、测点的变化情况。
平面位移监测控制网应布设独立的控制网，控制点埋设在变形区外，如有条件监测网宜采用强制对中观测架。
监测网线路应根据地形特点采用哪种线路。
垂直位移监测控制网宜采用工程高程控制网在变形观测中应定期对高程控制网点进行检测。
在监控围至少有三个基准点。
表5-1水平位移监测网的技术要求
等级
相邻控制点点位中误差（mm）
平均边长（m）
测角中误差（〞）
最弱边点位中误差
Ι
±1.5
150
±1.0
≤1/20000
表5-2垂直位移监测网技术要求
等级
相邻基准点高差中误差（mm）
每站高差中误差（m）
往返较差、附和或环线闭合差（m）
检测已测高程较差（mm）
Ι
±0.3
±0.07
0.15√￣n
0.2√￣n
注：
n为测站数
6．监测设备
表6-1检测设备一览表
设备名称
设备型号
精度
全站仪
Leica1201
1秒1mm+2ppm
精密水准仪
SOKKIAom5
0.3mm/km
水准尺、钢尺
水位仪
Jtm-9000
5mm
收敛仪
JSS-30A
0.1mm
7．监测人员及职责
表7-1检测人员及责任表
序号
岗位
职称
人数
职责
1
监测负责人
工程师
1
监测、计算资料整理
2
测量助理
助理工程师
2
辅助、配合
8变形观测点的布设原则
根据地岩层土条件、埋深和结构特点、支护类型、开挖方式以及环境状况等因素综合考虑变形观测点的布设。
利用少而精的测点取得全面的监测结果。
（1）能够反映建筑物、构筑物变形明显的部位。
（2）点位标志稳固、明显、结构合理，不影响建筑物、构筑物的美观和使用。
（3）点位应避开障碍物，便于观测和长期保存。
9监测容
监控量测的项目主要根据工程的重要性及难易程度、监测目的、工程地质和水文地质、结构形式、施工方法、经济情况、工程周边环境等综合而定，力求在满足需要的前提下，少而精。
施工竖井设计具体监测项目见表9-1。
表9-1施工竖井设计监测项目一览表
序号
量测项目
方法及工具
测点布置
量测频率
备注
1
地层及
支护
情况观察
现场观察
及地质
描述
每次开挖
及初支后
立即进行
随时
进行
异常时频率
加密
2
地表沉降
精密水准仪、水准尺、
钢尺
如图布置
竖井开挖期间
0.2~0.5
1次/3d
异常时频率
加密
h≤5m
1次/3天
5＜h≤10m
1次/2天
10＜h≤15m
1次/天
h＞15m
2次/天
3
锁口圈梁
沉降
如图布置
异常时频率
加密
竖井开挖完成后
4
横通道拱顶下沉
如图布置，
纵向间
距5m
在开挖及结构施工期间
1次/天
结构完成后
1次/2天
开挖或拆撑后立即
进行
5
净空收敛
收敛仪
6
地下水位
观测
电测水位计、pvc塑
料管
按图中所
设点布设
1~7天
1次/天
7~15天
1次/2天
15~30天
1次/3天
30天后1次/周
异常时频率
加密
监测项目控制值见表9-2。
表9-2监测项目控制值表
控制值
项目
允许位移控制值（mm）
位移平均速率控制值（mm/d）
位移最大速率控制值（mm/d）
地表沉降
30或0.15%H
2
5
竖井水平收敛
20
2
5
10监测方法
㈠地层及支护情况观察
现场技术员负责每天的地层及支护情况的观察并做好记录，有异常情况及时向上级领导汇报。
㈡地表沉降监测
（1）监测目的
地下工程开挖后，地层中的应力扰动区延伸至地表，土体力学形态的变化在很大程度上反映于地表沉降，如附近有建筑物，则地表沉降有可能引起房屋的不均匀下沉，对房屋造成破坏。
且地表沉降可以反映隧道开挖过程中土体变形的全过程。
为监测施工对周围环境的影响，因此必须对地表沉降情况进行严格的监测和控制。
（2）监测仪器
精密水准仪、水准尺、钢尺。
（3）监测实施方法
①测点埋设
地表沉降测点布设原则为沿隧道中线每5m布设一个地表沉降测点,特殊情况（主洞洞门处）测点可适当加密。
本监测设计竖井地表沉降测点布设如附图所示。
由于现场条件较为复杂，地表测点埋设时应依据设计，根据现场实际情况进行布设。
地表量测测点埋设时应布设2～3个基准点，基准点应埋设在沉降影响围外的稳定区域；具体基点埋设位置根据现场实际情况确定。
测点埋设时先用冲击钻钻孔，然后放入沉降测点，测点一般采用长200～300mm半圆头钢筋（或用螺栓代替）制成。
测点四周填实。
待测点完全稳定后，即可开始量测。
②量测方法
地表沉降量测主要采用精密水准仪，量测各测点与基准点之间的相对高程差，本次所测高差与上次所测高差相比较，差值即为本次沉降值，本次所测高差与初始高差相较，差值即为累计沉降值。
③数据分析与处理
根据量测数据绘制时间位移曲线散点或距离位移曲线散点图。
并结合施工情况对所测数据进行分析。
㈢锁口圈梁沉降监测
（1）监测目的
地下工程开挖后，地层中的应力扰动直接影响着锁口圈梁，土体力学形态的变化在一定程度上反映于锁口圈梁的沉降，如圈梁沉降有可能引起竖井的不均匀下沉或井壁的倾斜等，对竖井造成破坏，可以反映竖井开挖过程中土体变形的全过程。
为监测施工对周围环境和圈梁的影响，因此必须对圈梁沉降情况进行严格的监测和控制。
（2）监测仪器
精密水准仪、水准尺、钢尺。
（3）监测实施方法
①测点埋设
本次监测锁口圈梁沉降测点布设如附图所示。
由于现场条件较为复杂，测点埋设时应依据设计，根据现场实际情况进行布设。
圈梁量测测点埋设时应布设2～3个基准点，基准点应埋设在沉降影响围外的稳定区域，具体基点埋设位置根据现场实际情况确定；或采用地表沉降的基准点进行量测。
测点埋设时先用冲击钻钻孔，然后放入沉降测点，测点一般采用长200～300mm半圆头钢筋（或用螺栓代替）制成。
测点四周填实。
待测点完全稳定后，即可开始量测。
②量测方法
圈梁沉降量测主要采用精密水准仪，量测各测点与基准点之间的相对高程差，本次所测高差与上次所测高差相比较，差值即为本次沉降值，本次所测高差与初始高差相较，差值即为累计沉降值。
③数据分析与处理
根据量测数据绘制时间位移曲线散点或距离位移曲线散点图。
并结合施工情况对所测数据进行分析。
㈣净空收敛
（1）监测目的
竖井开挖后，竖井壁周边点和横通道周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映，净空的变化（收缩和扩）是土体变形最明显的体现。
（2）监测仪器
坑道收敛计。
（3）监测实施方法
①测点埋设
收敛测线埋设时，应根据设计要求和结合实际，应尽量使预埋件位于同一水平线上。
待该砼喷射完毕牢固后，将预埋件上砼清除干净后，即可进行量测，具体的布设见附图所示。
②收敛量测方法
i）初次量测在钢尺上选择一个适当孔位，将钢尺套在尺架的固定螺杆上。
孔位的选择应能使得钢尺紧时支架与百分表（或数显表）顶端接触且读数在0～25mm的围。
拧紧钢尺压紧螺帽，并记下钢尺孔位读数。
ii）再次量测，按前次钢尺孔位，将钢尺固定在支架的螺杆上，按上述相同程序操作，测得观测值Rn。
按下式计算净空变化值：
Un=Rn-Rn-1
Un－第n次量测的净空变形值
Rn－第n次量测时的观测值
Rn-1－第n-1次量测时的观测值
③数据的分析与处理：
首先作出时间-位移及距离-位移散点图，对量测断面的测线进行回归分析，并用收敛量测结果判断隧道的稳定性。
如果收敛值过大，应改善周围岩体或土体的稳定性，改变开挖方法，尽量减小开挖对周围土体的扰动；加强支护等等，以确保收敛值在规允许的围。
㈤横通道拱顶下沉
（1）监测目的
开挖后，横通道拱顶下沉也是土体和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映之一，下沉的变化值（收缩和扩）是土体变形最明显的体现之一。
（2）监测仪器
坑道收敛计
（3）监测实施方法
①测点埋设
根据设计要求，拱顶下沉的测点布设在横通道的顶部。
待该砼喷射完毕牢固后，将预埋件上砼清除干净后，即可进行量测，具体的布设见附图。
②收敛量测方法
i）初次量测在钢尺上选择一个适当孔位，将钢尺套在尺架的固定螺杆上。
孔位的选择应能使得钢尺紧时支架与百分表（或数显表）顶端接触且读数在0～25mm的围。
拧紧钢尺压紧螺帽，并记下钢尺孔位读数。
ii）再次量测，按前次钢尺孔位，将钢尺固定在支架的螺杆上，按上述相同程序操作，测得观测值Rn。
按下式计算净空变化值：
Un=Rn-Rn-1
Un－第n次量测的净空变形值
Rn－第n次量测时的观测值
Rn-1－第n-1次量测时的观测值
③数据的分析与处理：
首先作出时间-位移及距离-位移散点图，对各量测断面的测线进行回归分析，并用收敛量测结果判断隧道的稳定性。
如果收敛值过大，应改善周围岩体或土体的稳定性，改变开挖方法，尽量减小开挖对周围土体的扰动；加强支护等等，以确保收敛值在规允许的围。
㈥地下水位监测
在旋喷桩加固外侧布设水位观测井，将水位管预埋在观测井对水位进行监测以了解其变化过程。
在桩外侧的对角各布设一个观测井，观测井为小型钻孔机成孔,观测井深度在20m左右的透水层中，然后将带有进水孔直径50mm的水位管（钢管或pvc管）放入孔中，在从管外回填净砂至地表50cm，管口设必要的保护装置。
用水位计量测到水位管顶的距离，测出水位管的高程，推算出水位的标高。
通过对水位的监测，可以进一步得到基坑降水、开挖对基坑外部地下水的影响。
地表和建筑物的沉降，基本上都是因为大面积降水引起的，因此要严格控制地下水位，必要时加强观测频率。
坑降水、开挖引起坑外的降水，每天不超过500mm，累计不超过1000mm。
㈦监测数据的报送
施工单位报送的形式包括日报、周报、月报、年报，并按工点进行报送。
（1）施工单位日报的主要容为当时施工工况信息、关键性施工监控量测数据、巡视信息和预警建议信息等。
①当日施工工况信息：
包括工点的施工开挖进度，进度与风险工程关系等（必要时附照片）。
②当时施工监测巡视异常信息及预警情况：
包括工点风险现状、统计说明工点监测、巡视预警情况，给出正常或黄、橙、红色综合预警建议。
③当日施工监测、巡视数据成果表：
包括所监测项目的数据成果报表。
（2）施工单位周报的主要容包括近一周的施工监测、工况和巡视信息的统计及异常情况、预警情况、反馈意见落实情况及风险事务处理、效果、变化趋势、存在问题、下一步风险处理建议等。
①本周施工工况统计信息：
包括本周具体施工开挖进度，进度与风险工程关系等。
②本周监测及巡视作业情况：
包括监测项目、巡视容、完成监测及巡视工作量等。
③本周监测巡视异常信息及预警情况：
包括工点风险现状、工点监测、巡视预警情况的统计说明，监测数据及巡视信息综合分析情况等。
④本周风险事务处理情况：
包括对各方反馈意见落实情况及风险事务处理、效果、变化趋势、存在问题、下一步风险处理建议等。
⑤下周风险管控重点：
主要涵盖风险预告（可细化到各风险因素关注或管控的容，施工组织与管理等）。
⑥相关附图、附表：
包括各监测项目监测布点图、包括各监测项目监测布点位置、点号及施工进度标注、本周或本月施工监测、巡视数据汇总成果表、包括本周所监测项目的数据汇总成果报表、变形断面曲线、变形时程曲线等图表。
（3）施工单位月报的主要容包括近一月的施工监测、工况和巡视信息的统计及异常情况、预警情况、反馈意见落实情况及风险事务处理、效果、变化趋势、存在问题、下一步风险处理建议等。
①本月监测、巡视及异常信息、预警的统计：
包括工点风险现状、统计说明工点监测、巡视预警及综合预警情况，本月监测数据及巡视信息综合分析情况。
②本月风险事务处理情况：
包括对各方反馈意见落实情况及风险事务处理、效果、变化趋势、存在问题、下一步风险处理建议等。
③下月风险管控重点：
主要涵盖关注工点的风险管控措施要点及风险预告（可细化到各风险因素关注或管控的容，施工组织与管理等）。
11.信息化施工管理程序
11.1监测组织机构
根据工程的具体情况，成立专业监测小组，隶属于工程部，总工程师直接领导，从组织上保证监测的顺利进行，使施工完全进入信息化控制中，其组织机构及相应的职能见《图11-1监测组织机构框图》。
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，在组长指导下进行日常监测工作及资料整理工作。
图11-1监测组织机构框图
11.2监测数量分析
把原始数据通过一定的方法，如按大小的排序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征值计算，离群数据的取舍。
11.3信息反馈
监测组应及时反馈信息，以日报和周报的形式报送监理。
工程监控量测作为施工组织的核心容之一被置于一个动态的管理体系之中，具体包括预测、监控和反馈等几个主要阶段。
现场监测人员通过数据分析或现场观测发现异常情况后,应立即通知生产工区,采取相应的应急措施,并上报项目部及相关领导部门。
信息反馈程序如图11-2所示。
12.监控量测保证措施
针对本工程特点建立专业监测组织机构，成立监控量测及信息反馈组，成员由多年从事相关工程施工及监测经验的技术人员组成，具有丰富施工经验和较高结构分析、计算能力的工程师担任组长。
监测小组根据监测项目分为地面和地下两个监测小组，各设一名专项负责人，在组长的领导下负责地面和地下的日常监测工作及资料整理工作。
为保证量测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项质量保证措施：
（1）监测组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告情况和问题，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。
（3）量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。
（4）量测仪器的管理采用专人使用、专人保养、专人检校的原则。
（5）量测设备、元器件必须超前准备，在使用前均应经检校合格后方可使用。
（6）各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。
（7）量测数据均要经现场检查，室复核两级后方可上报。
（8）量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。
（9）各量测测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。
（10）开展相应的QC小组活动，及时分析，反馈信息。
13.监测应急措施
施工过程中，发生以下突发情况时，现场监测人员应采取监测应急措施：
1．地面沉降速率及累计沉降值超过监测标准，速率超过允许值时，应加强监测；
2．受施工影响围房屋及构筑物相对倾斜值及倾斜变化速率超过监测标准，应增加监测频率，加强分析；
3．洞拱顶沉降及边墙收敛速率及累计变化值超过监测标准，应增加监测频率，观察施工程序对变形的影响。
突发情况发生前、后监测人员应根据监测数据的变化情况向生产工区发出预警通知，防止意外情况的发生。
当监测数据显示监测容已超过监测标准时，现场监测技术负责人员在仔细核对监测数据，并通过复核测量后，立即通知项目部采取应急措施，然后逐级向监理及业主上报。
现场监测应加密监测频率，密切关注监测数据的变化情况，及时反馈工程安全情况，给项目部采取正确的施工措施及后续施工方案的改进提供必需的工程数据。
14.附图
附图1地面沉降观测点示意图
附图2竖井监测点布置断面图
附图3竖井A-A截面监测点布置示意图
附图4横通道监测图
注：
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