最新地铁站施工监测方案.docx
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最新地铁站施工监测方案
第一章技术要求
1工程概况
1.1工程位置及周边环境
1.2工程地质及水文地质条件
（1）工程地质概况
本站施工范围内土层分布较为稳定，自上而下依次为第四系全新统冲洪积层、第四系上更新冲洪积层。
车站穿越地层主要为黄土状粉质粘土、黄土状粉土、粉细砂、中粗砂。
车站结构底板坐落于中粗砂上。
各层岩土物理力学性质统计见表1。
表1岩土物理力学性质统计表
编号
土层名称
天然含水量
天然
密度
粘聚力
摩擦角
渗透系数
侧阻力标准值
地基承载力标准值
（%）
（g/cm3）
（kPa）
（°）
（m/d）
（kPa）
（kPa）
③1
黄土状粉质粘土
23.9
1.90
28
17
0.001-0.5
40
160
③2
黄土状粉土
13.8
1.91
15
25
0.1-0.5
45
170
④1
粉细砂
--
1.95
0
27
0.5-5
45
170
④2
中粗砂
--
2.00
0
30
5-50
60
220
⑤1
粉质粘土
26.1
1.93
30
18
0.001-0.1
50
180
⑤3
粉细砂
--
2.10
0
28
1-20
60
200
⑥1
细中砂
--
2.01
0
28
1-30
70
220
⑥2
中粗砂含卵石
--
2.10
0
35
10-100
80
300
⑥4
粉质粘土
24.1
1.95
25
18
0.001-0.1
60
190
（2）水文地质条件
本次勘察钻孔最大深度43m，在勘察深度范围内未能测到地下水位，根据对周边水井的调查资料及区域水文地质资料，本场地赋存一层地下水，地下水类型为潜水
（二），埋深大约45m左右。
本次勘察未见上层滞水，但由于大气降水等原因，不排除局部存在上层滞水的可能性，因此设计施工时须考虑上层滞水对本工程的影响。
（3）抗浮设防水位
本站抗浮设防水位标高49.96m。
地下水位为抗浮设防水位标高时，车站结构抗浮安全系数大于1.05，结构抗浮安全性满足要求。
（4）场地的地震评价及不良地质情况
拟建场地抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值0.10g，场地类别为Ⅱ类，设计特征周期为0.40s。
车站场地位于构造相对稳定地带，无新构造活动迹象。
场地地势平坦，未发现有泥石流、滑坡、采空区、岩溶、有害气体等不良地质作用。
目前存在的地质灾害种类主要为黄土湿陷，地基湿陷等级为Ⅰ级，具有轻微湿陷性，对车站主体结构无影响。
1.3结构设计形式及施工工法
车站为地下双层三跨框架式结构，岛式车站，车站采用明挖+盖挖顺作法施工。
车站结构覆土厚度平均为3.0m。
车站标准段基坑一般采用φ800@1300围护桩+3道钢支撑的支护形式，标准段桩长为19.79m，嵌固深度约为5.5m；盾构端头井段基坑采用φ800@1300+3道钢支撑+倒撑的支护形式，盾构段桩长为22.03m，嵌固深度约为6.2m。
盖挖段基坑采用φ800@1300围护桩+3道钢支撑支护形式，L型冠梁上设置24.18m×10m钢梁。
盖挖段桩长为21.17m，嵌固深度约为7.5m。
2监测目的
实施监测目的具体包括：
（1）通过监测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，把握施工过程中结构所处的安全状态。
（2）通过对监测数据的处理、分析，采取工程措施来控制地表下沉，确保地面交通顺畅和地面建（构）筑物的正常使用。
（3）用现场实测的结果弥补理论分析过程中存在的不足，并把监测结果反馈设计、指导施工。
（4）通过监测对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控。
（5）通过监测了解该工程条件下所表现、反映出来的一些地下工程规律和特点，为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴、依据和指导作用。
3编制依据
3.1依据文件
（1）《车站监控量测设计图》，
（2）《石家庄市轨道交通工程监测管理办法（试行）》，
3.2主要规范、规定和标准
1）《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009；
2）《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008；
3）《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006；
4）《工程测量规范》GB50036-2007；
5）《建筑基坑支护技术规程》DB13（J）133-2012；
6）《建筑变形测量规范》JGJ8-2007。
4监测方案编制原则
（1）系统性原则
①所设计的各种监测项目有机结合，相辅相成，测试数据能相互进行校验；
②发挥系统功效，对围护结构进行全方位、立体、实时监测，并确保监测的准确性、及时性；
③在施工过程中进行连续监测，保证监测数据的连续性、完整性、系统性；
（2）可靠性原则
①所采用的监测手段应是比较完善的或已基本成熟的方法；
②监测中所使用的监测仪器、元件均应事先进行检定，并在有效期内使用；
③监测点应采取有效的保护措施。
（3）与设计相结合原则
①对设计使用的关键参数进行监测，以便达到进一步优化设计的目的；
②对评审中有争议的工艺、原理所涉及的部位进行监测，通过监测数据的反应分析和计算对其进行校核；
（4）关键部位优先、兼顾全局的原则
①对支护结构体敏感区域增加测点数量和项目，进行重点监测；
②对岩土工程勘察报告中描述的岩土层变化起伏较大的位置和施工中发现异常的部位进行重点监测；
③对关键部位以外的区域在系统性的基础上均匀布设监测点。
（5）与施工相结合原则
①结合施工工况调整监测点的布设方法和位置；
②结合施工工况调整测试方法或手段、监测元器件种类或型号及测点保护方式或措施；
③结合施工工况调整测试时间、测试频率。
（6）经济合理性原则
①在安全、可靠的前提下结合工程经验尽可能地采用直观、简单、有效的测试方法；
②在系统、安全的前提下，合理利用监测点之间的关系，减少测点布设数量，降低监测成本。
5监测对象（项目）、布点及点位保护措施
综合考虑相关规范及设计文件监测要求，结合本工程监测对象、基坑及周边环境，监测点优化布置具体情况如表2所示。
表2监测对象、项目及测点布置一览表
序号
现场监测对象
监测项目
测点布设原则
监测点数量
1
周边
环境
地下管线
沉降
主要影响区测点布设间距5～15m；一般影响区15～30m。
173个
2
道路及
地表沉降
在基坑四周距基坑边10m范围内沿基坑边设2排沉降测点，排距3～8m，点距5～10m。
138个
3
建筑物沉降
距离基坑20米范围内；建筑物拐角、高低悬殊、伸缩缝、沉降缝和不同基础埋深两侧，每栋建筑物不少于4个沉降点，两组倾斜测点。
68个
4
现场巡视
基坑内外观察
基坑开挖后地层的工程地质特性、地表、建筑物及地表裂缝情况，围护结构及支撑情况。
----
5
明挖段主体结构
围护桩顶
水平位移
沿基坑长边设3～4个主测断面、基坑短边中部各设1个测点（同一测点可以兼做水平位移和垂直沉降观测使用）。
26个
6
围护桩顶
垂直位移
沿基坑长边设3～4个主测断面、基坑短边中部各设1个测点。
26个
7
围护桩体
水平位移
沿桩竖向监测间距为0.5m，监测总深度与围护桩深度一致。
26个
8
钢支撑轴力
监测截面易选择在支撑的端头
42个
9
围护桩内力
与围护桩顶位移测点相应位置3～4个主测断面，该断面在基坑两侧对应的围护桩均设测点。
52个
10
基坑底部隆起
根据基坑长度在其中线处设2个测点
2个
注：
上表中监测点数量为区间监控量测设计图所提供；施工中各监测点位置布设有困难时，可根据施工现场实际情况作适当调整。
6监测作业方法
6.1现场安全巡视
6.1.1工程自身结构安全巡视
明（盖）挖法基坑安全巡视
巡视的内容包括：
围护结构体系有无裂缝、倾斜、渗水、坍塌；
支护体系施作的及时性；
基坑周边堆载情况；
地层情况；
地表积水情况等。
巡视过程中须注意人身安全，听从现场施工安全管理人员的指挥。
发现基坑围护结构支撑或锚杆周围土体大范围塌落、周边地表明显沉陷、支撑明显扭曲变形等异常情况及时通报，并拍照存档。
巡视过程中，填写现场安全巡视记录表。
6.1.2地下管线现场安全巡视
（1）首次巡视
在施工前对所要巡视的地下管线做首次巡视。
首次巡视的重点是调查地下管线现状，巡视该管线周围有无地面裂缝、渗水及塌陷情况、检查井等附属设施的开裂以及井内有无积水或积水的深度等情况。
有裂缝的地方做好标识，记录裂缝的位置、形态，用游标卡尺测量并记录裂缝的宽度；井内有积水的要记录积水的深度以及积水来源。
对在施工影响前已经出现的地面裂缝、井内积水等异常情况，采用拍照的方式进行影像资料存档。
（2）日常巡视
巡视的内容包括：
管线沿线地面开裂、渗水及塌陷情况；
检查井等附属设施的开裂以及井内有无积水或积水的深度等情况等。
对在首次巡视中发现的既有裂缝测量其宽度并与初始宽度进行现场比较。
发现地下管线持续漏水（气）、检查井内出现开裂或进水等异常情况及时通报，并拍照存档。
巡视过程中，填写现场安全巡视记录表。
6.1.3道路、地面及建筑物现场安全巡视
（1）首次巡视
在施工前对所要巡视的道路、地面、建筑物等做首次巡视。
首次巡视的重点是调查沿线主要道路地面有无裂缝、地面隆陷、建筑物裂缝。
有裂缝的地方做好标识，记录裂缝的位置、形态，用游标卡尺或裂缝读数显微镜测量并记录裂缝的宽度，并采用拍照的方式对既有裂缝、地面隆陷等情况进行影像资料存档。
（2）日常巡视
巡视的内容包括：
地面裂缝；
地面沉陷、隆起；③地面冒浆；④建筑物裂缝。
对在首次巡视中发现的既有裂缝测量其宽度并与初始宽度进行现场比较，发现新增地面裂缝或裂缝发展速率超过预警标准、地面隆陷、地面冒浆等异常情况及时通报，并拍照存档。
巡视过程中，填写现场安全巡视表。
6.1.4监测设施巡视
基准点、测点有无破坏现象；有无影响观测工作的障碍物；监测元件的保护情况。
6.1.5现场安全巡视频率
每次现场监测工作实施时同时进行现场安全巡视，并保证每天巡视一次。
以下特殊情况适当加密巡视频率：
①关键工序施工（如加撑、拆撑等）；
②当监测值及变形速率均超过控制值；
③巡视发现周边环境对象或支护体系稳定性出现问题；
④坑边超载；
⑤暴雨等特殊天气；
⑥场地地质条件变化较大。
6.2地表沉降监测
6.2.1基准点布置
地表沉降监测基准网（高程基准网），以石家庄市城市轨道交通1号线一期工程高程系统为基准建立，起始并附合于地铁施工精密水准点上。
高程基准网由高程基准点和工作基点组成，布设成局部的独立网，同观测点一起布设成闭合环或形成由附合路线构成的结点网。
根据现场情况，选择施工区域附近的地铁施工精密水准点作为水准高程起算点，并兼做水准高程基准点。
（1）沉降监测基准点应处于变形影响范围以外，保持长期稳定的位置，数量为3个，编号为JD1～JD3。
可选择布置在基础较深且沉降稳定的建（构）筑物上，也可另行设置稳固的基准点。
沉降观测基准点埋设方式如图2所示。
图2基准点及工作基点埋设示意图
（2）工作基点布设于便于观测监测点的相对稳定且易于保存的区域，另外，工作基点布设时还需考虑方便引测高程基准点。
在施工过程中需加强对工作基点的保护。
6.2.2监测点埋设及技术要求
监测点布设应把握以下原则：
应先布设管线沉降监测点以及建筑物沉降监测点，地表沉降测点布设过程中，应充分考虑同点监测，避免在同一区域重复布点。
为保护地表沉降监测点不受碾压影响，监测点采用标准埋点形式，采用人工洛阳铲开挖或钻具成孔的方式进行埋设。
埋设时注意监测点的标志盖应与路面保持平整，防止由于高低不平影响人员及车辆通行；测点应埋设稳固、标记清晰，方便保存。
地面沉降监测点埋设方式如图3所示。
依据设计图纸要求，在本站基坑周边布设地表沉降观测点，监测点编号由基坑向外侧增大，依次为DB01-01、DB01-02……；监测点共计138个测点。
图3地面沉降监测点埋设示意图
6.2.3监测方法
采用电子水准测量方法，使用天宝DINI03电子水准仪、铟瓦条码尺进行观测，所使用仪器应经具有相应资质的仪器检定单位鉴定合格并在检定有效期内使用。
使用仪器如图4所示。
图4天宝DINI03电子水准仪
高程基准点选择完成后，需至少经过2次复测，确认高程基准点处于稳定状态时，方可使用。
即在基准网每次复测后对其进行稳定性分析，稳定性指标为：
两次高程互差为Δ＜2μ
，如果符合公式条件，则视为稳定。
（Δ为两次高程互差，Q为权倒数，μ为单位权中误差，取μ＝0.15）。
复测周期应视基准点所在位置的稳定情况确定，在建筑物施工过程中宜1月复测一次，点位稳定后宜每季度或每半年复测一次。
基准网复测时，往返较差及环线闭合差应在±0.3
mm（n为测站数）以内，每站高差中误差在±0.15mm以内，具体观测要求见《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008Ⅱ级垂直沉降监测网技术要求，其主要技术要求详见表3。
表3垂直沉降监测基准网的主要技术要求
等级
视线长度
（m）
前后视距差
（m）
前后
视距
累计差
（m）
视线离地面最低高度
（m）
基、辅分划读数所测高差较差
（mm）
相邻基准点高差
中误差
（mm）
测站
高差
中误差
（mm）
往返较差，附合或环线
闭合差
（mm）
检测已
测高差之
较差
（mm）
Ⅱ
≤30
≤0.5
≤1.5
0.3
≤0.4
±0.5
±0.15
0.30
0.4
地表沉降监测网观测按《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008Ⅲ级垂直沉降监测网技术要求观测，主要技术指标及要求详见表4。
表4垂直沉降监测网的主要技术要求
等级
视线长度
（m）
前后视距差
（m）
前后
视距
累计差
（m）
视线离地面最低高度
（m）
基、辅分划读数所测高差较差
（mm）
高程
中误差
（mm）
相邻点
高差
中误差
（mm）
往返较差、附合或环线
闭合差
（mm）
Ⅲ
≤50
≤1.0
≤3.0
0.3
≤0.7
±1.0
±0.5
0.60
注：
上述两个表中n为测站数，使用数字水准仪观测，同一测站两次测量高差较差应满足基辅分划所测高差较差的要求。
观测注意事项如下：
①作业前，应对所使用的水准测量仪器和标尺进行常规检查与校正，水准仪i角不得大于10″。
当观测成果异常，经分析与仪器有关时，应及时对仪器进行检验与校正；②观测前先检测点位的稳固情况，观测时应遵循固定仪器、固定观测人员、固定路线的三固定原则；③观测时，必需保证良好的观测环境及成像条件，尽量避免视线被遮挡以及望远镜直接对着太阳；④观测前应正确设定记录文件中各项控制限差参数，观测完成需现场检核闭合或附合差情况，确认合格后方可完成测量工作；⑤由往测转向返测时，两根水准尺必须互换位置，并应重新整置仪器；⑥观测前半小时，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致，在观测开始前，对仪器进行预热，预热次数不少于20次单次测量；⑦在设站、迁站时做好仪器防曝晒工作；⑧防止尺垫发生意外移动，尽量在安全、稳定位置放置尺垫，放置好尺垫后用脚用力踩实；⑨观测时应满足水准观测各项相关技术要求。
6.2.4数据采集、处理及分析
（1）数据传输及平差计算
观测记录采用数字水准仪自带记录程序进行，观测完成后形成原始电子观测文件，通过数据传输处理软件传输至计算机，检查合格后使用专用水准网平差软件进行严密平差，得出各点高程值。
平差计算要求如下：
应使用稳定的基准点为起算，并检核独立闭合差；
使用专业平差软件按严密平差的方法进行计算；
平差后数据取位应精确到0.01mm。
测点埋设后进行2次初始值测量，在限差允许范围内取其平均值作为初始值；以后每次通过变形观测点各期高程值计算各期阶段沉降量、阶段变形速率、累计沉降量等数据。
（2）变形数据分析
监测点稳定性分析：
观测点的稳定性分析基于稳定的基准点作为基准点而进行的平差计算成果；
相邻两期观测点的变动分析通过比较相邻两期的最大变形量与最大测量误差（取两倍中误差）来进行，当变形量小于最大误差时，可认为该观测点在这两个周期内没有变动或变动不显著；
对多期变形观测成果，当相邻周期变形量小，但多期呈现出明显的变化趋势时，应视为有变动。
监测点报警判断分析：
将阶段变形速率及累计变形量与控制标准进行比较，如阶段变形速率或累计变形值小于报警值，则为正常状态，如阶段变形速率或累计变形值大于报警值则为报警状态。
如数据显示达到警戒标准时，应结合巡视信息，综合分析施工进度、施工措施情况、支护围护结构稳定性、周边环境稳定性状态，进行综合判断；
分析确认有异常情况时，应及时通知有关各方采取措施。
监测数据成果规律分析：
通过绘制时程曲线图、监测横断面图、监测纵断面图，对监测数据的变化规律、影响范围进行分析；
通过比对监测数据的变化与施工工序、工法的关系，并综合地层条件、外界影响等因素，结合类似工程经验判断，如出现异常现象，及时提出补测措施。
6.3地下管线沉降监测
6.3.1基准点布置
地下管线沉降监测基准点及工作基点与地表沉降监测的基准点及工作基点共用。
6.3.2监测点埋设及技术要求
测点布设方法可分为直接布设法和间接布设法。
直接布设法一般待挖至被监测管线处，埋设PVC护管，把测量标志通过护管直接置于被监测管线顶部，并以砂土固定；亦可采用抱箍的形式将测量标志固定，测量时将标尺置于测量标志顶部。
直接布设法如图5所示。
图5直接布设法示意图
间接布设法是将测点布设在靠近管线的地表中，以地表的沉降变化来模拟管线的沉降变化。
依据设计图纸，基坑周边共发现8条管线，管线编号依次GXC01～GXC08；监测点编号自西向东或自北向南依次增大，如：
GXC01-1、GXC01-2……；管线监测点共计173个。
6.3.3监测方法
地下管线沉降基准网与地表沉降监测基准网共用。
地下管线沉降监测网观测按《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008Ⅱ级垂直沉降监测网主要技术要求观测，主要技术指标及要求详见表5。
表5垂直沉降监测网的主要技术要求
等级
视线长度
（m）
前后视距差
（m）
前后
视距
累计差
（m）
视线离地面最低高度
（m）
基、辅分划读数所测高差较差
（mm）
高程
中误差
（mm）
相邻点
高差
中误差
（mm）
往返较差、附合或环线
闭合差
（mm）
Ⅱ
≤30
≤0.5
≤1.5
0.3
≤0.4
±0.5
±0.3
0.30
地下管线沉降监测方法同地表沉降监测。
6.3.4数据采集、处理及分析
地下管线沉降监测数据采集、处理及分析同地表沉降监测。
6.4建筑物沉降监测
6.4.1基准点布设
建筑物沉降监测基准点及工作基点与地表沉降监测的基准点及工作基点共用。
6.4.2监测点埋设及技术要求
沉降观测的标志，可根据不同的建筑结构类型和建筑材料，采用墙（柱）标注、基础标志和隐蔽式标志（用于宾馆等高级建筑物）等形式。
各类标志的立尺部位加工成半球形，并涂上防腐剂。
标志的埋设位置应避开如雨水管、窗台线。
暖气管、电气开关等有碍设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离。
建筑物沉降观测点布设应符合下列要求：
（1）监测点应沿建筑物的外墙布设，四角及拐角处应有监测点控制。
建筑物位于强烈影响区时，沿外墙按10m～15m间距或每隔2根～3根承重柱布设；
（2）在高低悬殊或新旧建筑物连接处、不同结构分界处、伸缩缝、沉降缝、严重开裂处、不同基础形式和不同基础埋深的两侧宜布设监测点。
6.4.3监测方法
建筑物沉降基准网与地表沉降监测基准网共用。
建筑物线沉降监测网观测按《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008Ⅱ级垂直沉降监测网主要技术要求观测，主要技术指标及要求详见表6。
表6垂直沉降监测网的主要技术要求
等级
视线长度
（m）
前后视距差
（m）
前后
视距
累计差
（m）
视线离地面最低高度
（m）
基、辅分划读数所测高差较差
（mm）
高程
中误差
（mm）
相邻点
高差
中误差
（mm）
往返较差、附合或环线
闭合差
（mm）
Ⅱ
≤30
≤0.5
≤1.5
0.3
≤0.4
±0.5
±0.3
0.30
建筑物沉降监测方法同地表沉降监测。
6.5围护桩顶水平位移监测
6.5.1基准点布置
水平位移监测基准网采用导线网，采用附合或闭合导线形式，起始并闭合于施工测量控制精密导线控制网点上。
水平位移监测基准网由水平位移基准点和工作基点组成，基准点根据场地围挡条件及基坑位置合理分布，同观测点一起布设成监测网。
（1）水平位移监测基准点拟埋设4个。
（2）现场监测工作基点采用强制归心的水泥观测墩（顶面长宽各0.4米，地下部分埋深1.0米，地面部分高1.0米）或架设临时基点。
6.5.2监测点埋设及技术要求
监测点埋设时先在围护桩的顶部用冲击钻钻出深约10cm的孔，再把强制归心监测标志（标志上部为圆头）放入孔内，缝隙用锚固剂填充，同时注意保证与工作基点间的通视，保证强制归心监测标志的稳固，测点埋设完毕后，应进行必要的保护，并作明显标记。
埋设形式如图6、7所示。
图6监测点埋设示意图图7监测点实景图
依据设计图纸要求，在相应桩位的冠梁上共布设监测点26个，编号依次为ZQS01-ZQS26。
6.5.3监测方法
（1）围护结构桩顶水平位移基准点观测采用导线测量方法。
（2）使用仪器：
2″级LeicaTS06全站仪。
（3）监测技术要求
控制网观测按《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008Ⅱ级水平位移控制网监测网技术要求观测，其主要技术要求见表7。
表7水平位移监测控制网主要技术要求
等级
相邻基准点的点位中误差（mm）
平均边长（m）
测角
中误差
最弱边相对中误差
水平角观测
测回数
距离观测测回数
往测
返测
Ⅱ
±3.0
150
±1.8
≤1/70000
9
3
3
围护桩顶水平位移观测根据现场条件可采用极坐标法、小角法、交会法等进行观测。
监测点水平位移观测根据现场条件，使用全站仪采用极坐标法进行观测。
在选定的水平位移监测控制点（或）上安置全站仪，精确整平对中，后视其它水平位移监测控制点，测定监测点与监测基准点之间的角度、距离，计算各监测点坐标，将位移矢量投影至垂直于基坑的方向，根据各期与初始值比较，计算出监测点向基坑内侧的变形量。
观测注意事项如下：
对使用的全站仪、觇牌和棱镜应在项目开始前和结束后进行检验，项目进行中也应定期进行检验，尤其是照准部水准管及电子气泡补偿的检验与校正。
观测应做到三固定，即固定人员、固定仪器、固定测站；
仪器、觇牌应安置稳固严格对中整平；
在目标成像清晰稳定的条件下进行观测；
仪器温度与外界温度一致时才能开始观测；
应尽量避免受外界干扰影响观测精度
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