竖井监测方案.docx
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竖井监测方案
附件（含监测单位资质，人员及设备清单）
GDK39+265竖井基坑开挖及横通道监测方案
1、工程概况
GDK39+265施工竖井位于东莞市常平镇朗常路，场地为路面，周边建筑物较为密集。
竖井场地原始地貌属于冲积地貌，现地形平坦，地面高程约22.1～22.3m。
竖井的净空尺寸：
长13.6m，宽度7.0m，采用钻孔桩围护结构。
横通道中心里程右线GDK39+265.000、左线GDZK39+265.906,起始于两线间竖井内，分别向左、右线开挖，横通道拱顶埋深约8.3m，覆土表层为第四系冲积的粉质黏土，其下为残积土和全风化层；下伏基岩为强～弱风化混合片麻岩，岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎。
根据横通道断面形式、埋深及所处地质条件，本段横通道采用浅埋暗挖法及喷锚构筑法设计和施工。
横通道施工对地面交通基本无影响。
2、编制依据
（1）大朗-常平区间GDK39+265施工竖井及横通道结构设计图莞惠施SD-07-08（2010-12-30）
（2）《工程测量规范》GB50026－93，中华人民共和国国家标准
（3）《建筑基坑工程监测技术规范》
（4）广东省标准《建筑基坑支护技术规范》（DBJ/T15－20－97）
（5）中华人民共和国国家标准《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-97）
（6）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；
（7）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）
3、工程地质条件
GDK39+265施工竖井原始地貌属于冲积地貌，现地形平坦，地面高程约22.1～22.3m。
3.1地层岩性及地质构造。
1）第四系人工堆积层（Q4ml）
①1素填土：
黄褐、灰褐色，松散，由黏性土及碎石组成，混多量砂砾，不均匀。
厚2.0m～5.3m，层顶高程20.12m～22.31m。
2）第四系冲积层（Qal）
③1粉质黏土：
灰褐色，黏性较好，刀切面较光滑，含少量细砂粒。
厚2.3～6.0m，层顶高程16.92～20.23mm，层顶深度2.0～5.2m。
③2淤泥质粉质黏土：
灰黑色，流塑，黏滑，稍具腐嗅味，含大量腐木。
厚2.5m～9.9m，层顶高程12.09m～17.14m，层顶深度5.0m～10.0m。
3）第四系残积层（Qel）
④1粉质黏土：
褐黄色，褐红色，为风化残积土，遇水易软化。
厚2.70m～9.0m，层顶高程7.03～19.31m，层顶深度3.00m～15.2m。
4）震旦系（Pz1）
按风化程度可分为⑨1全风化混合片麻岩、⑨2强风化混合片麻岩和⑨3弱风化混合片麻岩3个亚层，分述如下：
⑨1全风化混合片麻岩：
褐黄色，原岩结构已基本破坏，风化剧烈，主要矿物成分已基本风化呈黏土矿物，岩芯呈土柱状，坚硬，手可捏碎，遇水易崩解，厚6.50m～13.2m，层顶高程2.73m～12.12m，层顶深度10.00m～19.5m。
⑨2强风化混合片麻岩：
浅灰色、黄褐色，粒状结构，片麻状构造，节理、裂隙很发育，岩体破碎，岩芯多呈块状，部分短柱状、柱状，块径2-7cm，岩质较硬。
厚1.00m～8.0m，层顶高程-5.08m～1.31m，层顶深度21.00m～27.2m。
⑨3弱风化混合片麻岩：
青灰色，粒状结构，片麻状构造，风化裂隙较发育，岩芯呈柱状，柱长10-40cm，局部稍破碎，呈短柱状、块状，岩质坚硬，敲击声脆。
揭露厚4.70m～19.0m，层顶高程-12.57～-0.69m，层顶深度23.00m～34.8m。
3.2工程地质条件
3.2.1地层基本承载力及岩土施工工程分级
①1素填土松散
③1粉质黏土软塑σ0=120kPa（Ⅱ）
③2淤泥质粉质黏土流塑σ0=80kPa（Ⅱ）
④1粉质黏土硬塑σ0=200kPa（Ⅱ）
⑨1混合片麻岩全风化σ0=250kPa（Ⅲ）
⑨2混合片麻岩强风化σ0=500kPa（Ⅳ）
⑨3混合片麻岩弱风化σ0=1000kPa（Ⅴ）
3.2.2无特殊岩土，无不良地质体；
3.2.3地震动峰值加速度0.05g，地震基本烈度：
6度。
场地土为中软土，场地类别属Ⅱ类。
3.2.4水文地质特征
地下水腐蚀性本次勘察期间测得地下水水位埋深为1.9～3.2m，高程18.89～20.11m。
经附近钻孔SBD1Z-H227取水样1组进行试验，试验结果见附件3《水质分析报告》，根据《混凝土结构耐久性设计规范》（GBT50476-2008）：
地下水无化学腐蚀性。
各岩土层的富水性及渗透系数
根据《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）及邻近场地水文试验资料，结合本地区经验，各层渗透系数建议值如下：
③1粉质黏土：
地下水含量较少，相对为隔水层，建议取渗透系数K=0.005m/d；
③2淤泥质粉质黏土：
地下水含量较少，相对为隔水层，建议取渗透系数K=0.003m/d。
④1粉质黏土：
地下水含量较少，相对为隔水层，建议取渗透系数K=0.05m/d；
⑨1全风化混合片麻岩：
含水量较小，透水性较弱，渗透性从上向下逐渐增大，建议渗透系数K=0.5m/d。
⑨2强风化混合片麻岩：
具中等透水性，建议取渗透系数K=5.0m/d。
⑨3弱风化混合片麻岩：
具中等透水性，建议取渗透系数K=1.0m/d。
由于地层的渗透性差异，基岩中的水略具承压性，基岩裂隙发育，孔隙水与裂隙水局部具连通性。
岩石富水性和透水性与节理裂隙发育情况关系密切，节理裂隙发育的不均匀性导致其富水性和透水性也不均匀。
4、竖井基坑开挖监控量测
4.1监测目的及内容
4.1.1测试目的
施工中应严格按照有关规定对竖井、横通道的初期支护以及相邻建筑物、地面沉降、地下水位等进行监测，出现异常时，应立即停止施工，并启动应急预案，及时通知有关单位作现场处理。
基坑监测的项目如下：
（1）洞内开挖后地质情况调查：
观察开挖掌子面围岩情况和稳定状态，以及已施工地段洞体支护衬砌情况和结构安全性；
（2）拱顶下沉量：
横通道拱顶位移监测，沿横通道边墙位移监测；
（3）水平收敛位移：
竖井侧墙及横通道边墙位移监测；
（4）地表沉降：
竖井井口周围应布设水准点，观测地表变化情况。
（5）地下水位变化：
观测施工期间地下水位的变化情况。
4.1.2测试内容
监控量测设计要求如下：
（1）.地表沉降监测：
用水准仪观测，在基坑周围地面按3m、5m间距设置观测点,具体按照设计图纸位置布设。
（2）.水平收敛位移监测：
用收敛计观测，竖向每5m一个断面设置，具体按照设计图纸布置。
（3）.地质、地物及支护状况观察：
对岩性，预注浆效果及围岩自稳性，地下水，支护变形、开裂，地表建筑物的变形、开裂、下沉等情况进行观察及描述，具体监测在开挖及初期支护后进行。
（4）.桩体水平位移监测；对于基坑变形等情况进行观察及描述。
（5）.支撑水平支撑应力监测。
对于基坑变形进行监测。
监测点具体位置见附表:
竖井监测量测平面布置图。
设计的监测孔布置主要数量见下表：
地表沉降监测
个
26
桩体水平位移监测
个
8
桩顶水平位移监测
个
4
水位监测
个
1
测土压力
个
4
4.2监测仪器的埋设与监测
4.2.1基坑周围环境监测
（1）测点埋设：
监测点埋入原土中。
（2）仪器：
采用水准仪。
（3）监测：
按三等水准要求测量。
（4）桩顶位移观测点采用强制对中。
4.2.2水平收敛位移监测
（1）测点布置：
地面、洞口量测断面间距平均10m，特殊地段为5m。
各测点布置在同一断面内，每个断面包括1～3个水平收敛测点。
（2）仪器：
采用收敛计。
4.2.3桩体的水平位移监测
（1）桩内测斜管的埋设：
①定位→②将测斜管绑扎在钢筋笼的主筋上，并封死管底→③校准测斜管方位→④下钢筋笼→⑤浇注混凝土→
管口用200×200×100铁盒保护→
测读初始值。
校准测斜管方位时，测斜管内的十字槽的一边应垂直压顶梁。
（2）监测仪器：
使用测斜仪。
（3）监测原理：
监测时，将测斜仪探头轻轻滑入预埋的测斜管底部，自下而上每隔50cm向上拉线读数，测定测斜仪与垂直线之间的倾角变化，即可得出不同深度部位的水平位移。
如图1为一个测斜仪的构造示意图，横截面为圆形，上下各有两对滚动轮，上下轮距500mm。
其工作原理是利用重力摆锤始终保持铅直方向的性质，测得仪器中轴线与摆锤垂直的倾角，倾角的变化可由电信号转换而得，从而可以知道被测构筑物的侧向位移变化值，见图2。
测定测斜仪与垂直线之间的倾角变化，即可得出不同部位的两对滚轮之间的相对水平位移，如图3为测斜原理图。
根据显示器读数进行计算，得出每个区段的位移量，以底部固定端值为零点，自下而上将各区段的位移量累加起来，得出水平位移曲线。
4.2.4基坑内水平支撑应力监测
对钢筋混凝土支撑梁，绑扎钢筋笼时进行埋设。
在每个测试断面主筋上焊接钢筋应力计，将导线引出。
对混凝土支撑梁轴力的观测用频率仪可测试到钢筋计的振动频率，通过换算可得到钢筋计所受的轴力。
根据钢筋与混凝土共同工作、变形协调的条件求得混凝土支撑梁的轴力。
仪器：
钢筋应力计，数字式读数仪；
图1测斜仪构造示意图图2测斜仪工作原理示意图
图3测斜原理示意图
即：
埋设要点：
1、绑扎在钢筋骨架上，随之慢慢放入灌注桩孔（或槽壁内）长度与钢筋骨架相当。
测斜管的顶、底两端头用布料堵塞，盖好管盖。
2、测斜管应绑扎在钢筋骨架迎土面一侧。
3、测斜管内部的一组导槽应与围护桩体水平延伸方向基本垂直。
4.2.5桩顶水平位移监测
（1）标点埋设：
在浇筑混凝土时，，在设计位置把钢筋插入其中，然后布点放置基座钢板，立模用混凝土浇筑成型；埋设位置基坑短边中点。
（2）仪器：
采用索佳全站仪。
（3）测量：
采用坐标法观测水平位移。
监测基准点采用精度为三等导线测设3021、3022二个点，位移监测点采用三等导线精度进行观测。
观测点设强制对准装置以提高观测精度。
4.3监测周期与监测频率
在旋喷桩施工前做好周围各环境监测点的设置并取得原始数据，基坑开挖前埋设好所需的监测设备及仪器，并取得原始数据。
（1）周围环境监测应贯穿于地下室施工全过程，在旋喷桩施工前对周围环境作一次全面的普查，记录好最初的原始观测数据，以便与基坑工程中监测结果进行比较。
（2）监测项目频率根据监控量测设计表为：
当测试项目的数据到达警戒值附近或数据波动起伏较大时，则加密观测次数（一天二次或三次），当测试数据超过警戒值且变化较大有险情出现时则进行不间断的连续观测。
4.4监测资料整理与成果分析
4.4.1监测资料整理与成果分析
监测资料整理与成果分析，对地表沉降、水平收敛位移、初期支护、模筑衬砌钢筋应力、地下水位等进行资料整理与分析。
提供以下数据：
（1）地表沉降：
周围地面监测点的沉降和沉降速率；
（2）水平收敛位移：
拱顶下沉及净空变位收敛量测；
（3）初期支护、模筑衬砌钢筋应力：
围岩与初期支护结构之间的相互作用力及初支结构拱架主力筋受力量测；
4.4.2提交的即时报告和监测报告
观测数据当天填入规定的记录表格，并提供即时报告给业主、设计、监理及第三方监测。
基坑挖土施工开始后，每一周提供基坑开挖一周监测阶段总结报告，具体内容包括一周时间内所有监测项目的发展情况，内力或沉降最大值以及最大值位置。
监测过程中如测量值大于控制值时，应及时通知建设、监理、设计及第三方以便采取应急补救措施。
基坑监测结束后提交监测报告，其内容包括工程概况、工程地质条件、遵循的标准文件及技术要求、测试目的与内容、测试仪器及测试方法、资料整理及成果分析、结论及建议等。
4.5质量保证和控制
4.5.1质量保证
（1）在基坑开挖监测工程中严格遵守《建筑基坑支护技术规程》等有关规范标准的要求，确保质量。
（2）派熟悉仪器使用方法和性能的测试人员进场，并严格按相应的操作规程进行操作。
（3）进场前做好仪器设备的标定工作，各监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且初始值的测试不得少于两次。
基坑开挖施工前提供以下资料给各有关单位：
1）监测项目各测试点的平面布置图及剖面布置图；
2）各监测项目所采用的各测试仪器的型号、规格及各测试仪器和元件的标定资料；
3）各监测项目的初始数据。
（4）监测人员接甲方通知二天内进场，并服从工程总进度需要。
（5）监测人员必须对数据的准确性负责，测试完毕后应签字备查。
（6）监测数据应及时校核，如有异常应查找原因，及时采取措施。
4.5.2质量控制
现场监测严格按下列控制标准进行控制：
环境监测：
地面最大沉降：
累计预警值≤25mm
累计控制值30mm
水平收敛位移监测：
预警值：
日预警值2mm，累计预警值≤30mm
钢筋砼桩、钢筋砼支撑轴力
预警值：
0.8倍的设计容许值（屈服强度≥300×80%=240Mpa）
控制值：
按100%钢筋强度设计值（300Mpa）
桩顶水平位移监测：
预警值：
0.20%的基坑开挖深度22.577*0.20%=4.5cm
控制值：
5cm
在施工期间，若上述控制标准中有一项标准未达到满足,应立即通知业主及监理公司，并密切配合业主、监理公司及设计，提出合理化的建议措施，以保证工程安全顺利施工。
5、横通道施工监控量测
5.1监测量测目的
监控量测是施工的重要组成部分,应达到下列目的：
确保施工安全及结构的长期稳定性；
验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据；
确定二次衬砌施作时间；
监控工程对周围环境影响；
积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。
5.2监测要求
施工中应严格按照有关规定横通道的初期支护以及相邻建筑物、地下管线、地面沉降、地下水位等进行监测，出现异常时，应立即停止施工，并启动预案，及时通知有关单位作现场处理。
5.3监控量测项目
横通道一般监控量测项目如下：
洞内开挖后地质情况观察：
观察开挖掌子面围岩情况和稳定状态，以及已施工地段洞体支护情况和机构安全性；
拱顶下沉量：
横通道拱顶位移监测，沿横通道拱顶布置；
水平收敛位移：
横通道边墙位移监测；
地表沉降：
横通道开挖观测地表变化情况；
地下水位变化：
观测施工期间地下水位的变化情况；
地下管线沉降量测。
5.4横通道施工监控量测图
横通道监控量测断面图如下所示：
图4横通道监控量测横断面图
说明：
1.本图尺寸除注明者外，其余均以毫米计。
2.本横通道为采用喷锚构筑法设计、施工的浅埋地下工程。
为了掌握地层和洞室在施工过程中的力学动态，确保洞室的稳定和地面建筑物的安全，必须进行现场监控量测。
通过对观测及量测数据的分析和判断后，对围岩—支护体系的稳定状态和地表建筑物的安全度进行预测，并据此确定相应的工程措施，合理安排施工工序，以保证施工安全和隧道稳定。
现场监控量测必须贯穿整个施工过程的始终。
3.洞内各测点应尽量靠近开挖面布置，与开挖面距离不小于2米。
应在开挖后12小时内或在下一次开挖前读取初始读书。
4.地表下沉点按普通水准基点埋设，并在土层破裂面以外3～4倍洞跨处设若干水准基点，作为各测点高程量测的基准。
5.地表下沉量测应在开挖面前方（2～3）倍B（B为毛洞宽度）处开始进行，直到开挖面后方（3～5）B，地表下沉基本停止处为止。
6.量测过程中必须采取有效措施，保证量测数据的及时性、准确性和连续性。
5.5信息化设计流程
本横通道监控量测信息化设计流程如下图所示
图5横通道监控量测信息化流程图
5.6监控量测设计表
监控量测设计表具体内容见附表横通道监控量测设计表。
5.7监测项目控制值
监测项目的控制值,也就是监控量测的控制基准的确定应满足《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）的相关要求，结合本工程实际情况，各监测项目的监测警戒值确定如下表：
衬砌
监测项目
暗挖通道
备注
拱顶下沉（mm）
按隧道预留变形量控制
地表下沉（mm）
30
遇地下管线时根据有关管线部门对地下管线要求进行控制。
水平收敛位移（mm）
30
模喷加强环钢筋应力（MPa）
钢筋强度设计值的70%（234.5Mpa）
5.8监控量测系统及元器件的技术要求
监控量测系统的测试精度应满足设计要求。
拱顶下沉、净空变化、地表沉降、隧底隆起测试精度为0.5～1mm，围岩内部位移测试精度为0.1mm。
其他监控量测项目的测试精度结合元器件的精度确定。
元器件的精度应满足下表的要求，元器件的量程应满足设计要求，并具有良好的防震、防水、防腐蚀、防尘性能。
元器件的精度如下表：
序号
元器件
测试精度
1
压力盒
≤0.5%F.S.
2
应变计
±0.1%F.S.
3
钢筋计
拉伸≤0.5%F.S.，压缩≤1.0%F.S.
5.9监控量测方法
5.9.1洞内、外观察
施工过程中进行洞内、外观察。
洞内观察分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。
开挖工作面观察在每次开挖后进行，及时数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘查资料进行对比。
已施工地段观察记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态。
洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。
5.9.2变形监控量测
隧道净空变化量测可采用收敛计或全站仪进行。
测点埋设在表4.3规定的侧线两端。
采用收敛计量测时，测点采用焊接或钻孔预埋。
采用全站仪量测时，测点应采用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标黏附在预埋件上。
量测方法包括自由设站和固定设站两种。
5.9.3拱顶下沉及地表沉降量测
拱顶下沉量测可采用精密水准仪和铟钢挂尺或全站仪进行。
在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点。
测点应与隧道外监控量测基准点进行联测。
采用全站仪量测时，测点及量测方法同
中的第
款。
地表沉降监控量测采用精密水准仪、铟钢尺进行，基准点设置在地表沉降影响范围之外。
测点采用地表钻孔埋设，测点四周用水泥砂浆固定。
当采用常规水准测量手段出现困难时，可采用全站仪量测。
5.9.4应力、应变监控量测
钢架应力量测可采用振弦式传感器、光纤光栅传感器。
传感器成对埋设在钢架的内、外侧。
5.9.5量测方法说明
洞内、外观察，变形监控量测，拱顶下沉及地表沉降量测应力、应变监控量测等均采用业主下发通用表格填写数据并上报。
5.10监控量测数据整理及信息反馈
对量测资料应认真检查、审核和计算，每次量测结束后，应及时将量测结果整理、填入有关图表，分析数据所反应的变化规律，并及时将监测结果上报设计单位。
量测数据整理结果应配合地质、施工等各方面信息，再与由经验和理论所建立的标准进行比较，对于设计所确定的结构形式、支护衬砌设计参数、预留变形量、施工方法和工艺及各工序施作时间等进行检验，以作为验证设计或作为修改设计、改变施工方法、调整施工作业时间的依据。
当量测结果出现反常或危险信息时，应立即采取紧急处理措施，必要时停止施工，同时加大量测频率，密切注意洞内外动态。
本设计一般地段地面最大沉降量不大于30mm，对于临近构筑物地段则应按允许的限值控制，围岩稳定性判别标准应执行有关的规范并应考虑周边环境因素。
5.11监控量测信息反馈及工程对策
监控量测信息反馈应根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应工程对策与建议。
5.11.1监控量测信息反馈流程
监控量测信息反馈流程按下图规定的程序进行
是
图6监控量测信息反馈流程
5.11.2监控量测数据的实时分析和阶段分析
施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析，分别如下：
实时分析：
每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因并提交异常报告；
阶段分析：
按周、月进行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况进行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工。
5.11.3工程安全性评价
工程安全性评价分级及相应应对措施如下表所示：
管理等级
应对措施
Ⅲ
正常施工
Ⅱ
综合评价设计施工措施，加强监控量测，必要时采取相应工程对策
Ⅰ
暂停施工，采取相应工程对策
工程安全性评价流程见下图7：
否
安全
是
否不安全
是
图7工程安全性评价流程图
根据工程安全性评价的结果，需要变更设计时，应根据有关铁路工程变更管理办法及时进行设计变更。
5.11.4工程对策
工程对策主要应包括下列内容：
一般措施
1）稳定开挖工作面措施
2）调整开挖方法；
3）调整初期支护强度和刚度并及时支护；
4）围岩与支护结构间回填注浆。
辅助施工措施
1）地层预处理，包括注浆加固、降水、冻结等方法；
2）超前支护，包括超前锚杆（管）、管棚、超前插板、水平高压旋喷法、预切槽法等。
5.12监控量测验收资料
监控量测验收资料应包括以下内容：
监控量测设计（主要以图纸为主）；
监控量测方案及批复；
监控量测数据汇总表及观察资料；
监控量测工作总结报告。
6、文明生产与安全生产
从安全教育、安全防范、安全措施、安全保护等方面按有关规定，认真做好文明施工，做到“文明生产”与“安全生产”。
（1）对参与施工的所有人员经常进行施工安全教育，选派专职安全员专门负责安全工作；
（2）特殊工种持证上岗，严格执行安全生产责任制，上岗前不喝酒，进入施工现场穿戴必须符合安全要求，认真做好安全防范；
（3）夜间施工必须保持照明充足，电路按有关规定设置，电器设备运行前必须检查性能是否完好，同时注意用电安全；
（4）场内安全标志醒日；
（5）合理进行场地布置，各种材料堆放整齐，进出道路畅通，保持场内整洁；
（6）做好施工现场的卫生工作；
（7）遵守东莞市环保、绿化、卫生、治安、市政等有关方面的规定，不对施工现场周边产生环境污染。
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