长沙地铁三号线十六标监测方案.docx
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长沙地铁三号线十六标监测方案
1、工程概况
本标段为长沙地铁3号线一期工程土建施工项目SG-16标段，星沙站（原星沙大道站）～松雅湖南站（原东四线站）区间、松雅湖南站～星沙文体中心站（原东六线站）区间、星沙文体中心站～黄兴大道站区间、黄兴大道站～广生站（原龙角路站）区间，共1站4区间。
1.1.位置
长沙市轨道交通3号线一期工程土建施工项目SG-16标段位于长沙市长沙县。
工程区域位置详见下图“长沙市轨道交通3号线走向示意图”所示。
1.2盾构区间
⑴星沙站～松雅湖南站
区间隧道沿开元路敷设，线型主要为直线，线路过东三线后，设置半径3000m左转、右转曲线各一处，由道路中心向北侧偏移，线间距由15m调整至13m又变回15m。
区间线路纵坡为“V”字坡，线路出星沙站后以21‰、6‰下坡，再以4.403‰度上坡，直至松雅湖南站。
区间起迄里程右CK36+667.809～右CK37+994.284、左CK36+667.809～左CK37+994.284（短链0.190m），区间右线长1326.477m，左线长1326.287m。
本区间设置2处联通道。
1号联络通道中心里程：
右CK37+200.000；2号联络通道兼做区间废水泵房，中心里程：
右CK37+712.240。
⑵松雅湖南站～星沙文体中心站
区间隧道沿开元路敷设，线型为直线。
区间起迄里程右CK38+204.484～右CK38+727.688、左CK38+204.484～左CK38+727.688，区间右线长523.204m，左线长523.204m。
区间线路纵坡为向星沙文体中心站方向的单向坡，坡度为13.883‰、25‰的上坡。
⑶星沙文体中心站～黄兴大道站
区间隧道沿开元路敷设，线型为直线，线间距为15m。
区间起迄里程右CK38+938.890～右CK39+876.847、左CK38+938.890～左CK39+876.847，区间右线长937.957m，左线长937.957m。
区间线路纵坡为“V”字坡，线路出星沙文体中心站后以26‰坡度下坡，再以11.846‰坡度上坡，直至黄兴大道站。
本区间设置1处联络通道兼泵房，中心里程：
右CK39+525.380。
⑷黄兴大道站～广生站
区间隧道沿开元路敷设，出黄兴大道站后设800m半径右转曲线一处，线间距由15m减至13m，然后设800m半径左转曲线一处，偏出道路红线，沿开元路南侧向东敷设，线间距变为15m。
区间起迄里程右CK40+079.747～右CK40+981.049、左CK40+079.747～左CK40+981.049，区间右线长901.032m，左线长901.032m。
区间线路纵坡为“V”字坡，线路出黄兴大道站后以21.001‰的坡度下坡，再以8‰、28‰度上坡，直至广生站。
2、方案编制依据与原则
2.1方案编制依据
（1）长沙市轨道交通3号线一期工程土建施工图纸等设计资料；
（2）《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）；
（3）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；
（4）《城市地下水动态观测规程》（CJJ/T76-98）；
（5）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；
（6）《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）；
（7）《建筑变形测量规程》（JGJ8-2007）；
（8）《工程测量规范》（GB50026-2007）；
（9）《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）；
（10）《地铁设计规范》（GB50157-2003）；
（11）《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999（2003版）；
（12）湖南省、长沙市有关地方法规、标准及国家其他测量规范、强制性标准。
2.2方案编制原则
（1）、服从建设单位和总体设计单位对本工程的工作安排和质量要求；
（2）、根据本工程周边环境特点，在广泛收集各类资料，现场调查踏勘和分析资料的基础上，采用与现场施工设计相结合的方法，投入先进的仪器设备，采用有效的监测手段，以最短的时间和最少的工作量达到信息化监测的目的；
（3）、监测点的布设根据不同的监测对象合理布设，以满足工程设计和施工需要。
（4）、监测信息及时反馈工程各方，同时在日常的施工过程中加强对各项监测数据综合分析，找出产生原因并建议相应的对策，及时预测下道工序的影响，优化施工，切实达到信息化施工的目的。
（5）、正确认识监控量测的重要性和必要性，遵循地铁施工工艺及技术规范，严格执行相关标准、规范、规程的原则。
（6）、加强监控量测，及时反馈指导施工，确保周围建（构）筑物、地下管线、明挖基坑安全，控制地面沉降等。
（7）、本方案针对长沙市轨道交通3号线一期项目SG-16标段盾构监测而编制。
3、监测目的及项目
3.1监测目的
在理论分析指导下有计划地进行现场监测工作，对于保证安全、减少不必要的损失是很重要的。
监控的目的可归纳为如下几点：
通过将监测数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现信息化施工；
在盾构施工过程中，随着盾构的掘进，周围土体产生变化，使地面、建筑物随之变形。
根据《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）第8章变形测量和《盾构法隧道施工和验收规范》（GB50446-2008）第15章变形监控量测的要求，盾构施工必须进行地面及建筑物跟踪监测。
如发现地面及建筑物沉降加速或差异沉降（倾斜）显著时，应及时向施工方及监理方报警，采取相应措施，如加固、调整施工参数或控制施工进度，做到以监测信息指导施工，确保施工安全。
将现场监测结果反馈设计单位，使设计能根据现场工况发展，进一步优化方案，达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的；
监测方案的指导思想是确保工程安全、工程质量。
通过常规手段的监测与自动化数据处理相结合，确定和选择最佳监测方法和监测设备。
3.2监测项目
按照本工程监测设计图纸要求并结合监测技术规范本工程监测的项目如下：
一、必测项目
（1）地表沉降及裂缝监测
（2）建筑物沉降、倾斜、裂缝监测
（3）管线沉降监测
（4）隧道内管片沉降监测
（5）隧道收敛监测
（6）日常巡视
表3-1各监测项目初始值采取时间表
序号
监测项目
初始值采取时间
1
地表沉降、裂缝监测
盾构始发前7日
2
建筑物沉降、倾斜、裂缝监测
盾构始发前7日
3
管线沉降监测
盾构始发前7日
4
隧道内管片沉降监测
管片拼装完成且管片外停止注浆后
5
隧道收敛监测
管片拼装完成且管片外停止注浆后
注：
各监测项目初始值采取3次，使用3次数据的平均值作为初始值
二、选测项目
土体分层沉降及水位位移，管片衬砌与地层接触应力，地下水位等。
3.3对本次项目的重点、难点的认识及措施
因线路过长，本项目对地表沉降及裂缝监测，建筑物沉降、倾斜、裂缝监测，管线沉降监测，隧道内管片沉降监测，隧道收敛监测为重点监测项目，需加强人力，进行周期性反复观测
4、基准点、监测点设置及监测方法
4.1基准点布设
4.1.1基准点的布设
1）本盾构工程的竖向位移监测主要包括地表、建筑物、隧道沉降监测等。
2）本工程的高程控制基准点为3个，使用星沙文体中心站施工时所埋设的基准点，分别为基岩303、基岩304、基岩305，选择在盾构埋深3倍距离之外通视良好、稳固的地方，基准点均采用沉降钉布设，基岩303布设在黄兴大道与开元东路交汇处向北200m路边绿化带上，基岩304布设在开元东路与东六路交汇处向北200m路边绿化带，基岩305布设在开元东路与东三路交汇处向南150m路边绿化带，根据《建筑变形测量规程》（JGJ8-2007）的要求进行埋设；点位埋设稳固、美观，便于对基准点进行联测。
高程基准点复核每3个月至少联测1次。
3）测量方法：
严格按照二等水准测量要求采用环形闭合路线进行观测，联测其基准点构成水准网进行平差。
支线点作单程双测站观测。
测量采用大沽高程系统（长沙市地铁施工统一高程系统）,观测各项限差见表4-1所示：
表4-1垂直沉降监测的主要技术要求
等级
基辅分划读数之差（mm）
基辅分划所测高差之差（mm）
环线路线闭合差（mm）
单程双测站所测高差较差（mm）
视线长度（m）
前后视距差（m）
前后视距累积差（m）
视线高度（m）
二等
0.4
0.6
≤0.7
≤0.3
≤50
≤1.0
≤3.0
≥0.3
注：
n为测站数测量所用水准仪及水准尺定期在国家授权计量检定站进行检定。
作业中应定期对水准仪i角进行检查，当发现观测成果出现异常与仪器有关时，及时进行检验与校正。
工作基点和竖向位移监测点的首次（即零周期）观测按往返观测，从第二次观测开始按单程观测，支线点按双测站观测。
作业过程中采用相同的观测路线，并固定观测人员和仪器，选择最佳观测时段在基本相同的环境和条件下观测（如遇特殊情况除外）。
4.2监测点设置及监测方法
4.2.1地表沉降及裂缝监测
4.2.1.1监测点的布设
1）根据设计图纸要求在盾构沿线轴线上每间距30m布设一个地表沉降测点，每间距30m设置1条沉降观测断面，每条沉降断面布设15-19个沉降观测点，轴线上布设1个监测点,双线共计布设约2375个地表沉降测点。
布点方法：
在布点前通过全站仪放样找出盾构的中轴线，测点布设在盾构的中轴线上，在空旷的土地上或绿化带上使用0.5m长的Φ12圆钢筋直接打入冻土层以下作为测点，测点高于地表2cm。
在硬化道路的地表上使用水钻打穿硬化层打入1m长Φ12圆钢筋作为沉降测点，钻孔钢筋周围灌入河沙。
在重要道路上无法打孔的，可直接孔内打入长约50mm的螺钉，钉帽要紧贴路面。
图4-2沉降轴线点及沉降断面布设示意图
2）地表裂缝监测：
对原有的地表裂缝进行拍照登记定期巡视观测，发现新的裂缝及时观测，每条裂缝不少于3个测点布置在裂缝最宽处和两端，采用裂缝观测仪进行观测。
4.2.1.2监测方法
按国家二等水准测量的技术要求，以基准点为起算点，采用附合水准路线，将各监测点纳入其中施测。
沉降观测的精度指标：
环线闭合差4√L,每站高差中误差≤±0.6mm，视线高≥0.5m。
每次观测时，必须按附合水准路线至少联测两个水准基点，以保证有必要的检核条件，减少测量误差的发生。
4.2.2建筑物沉降、倾斜、裂缝监测
4.2.2.1监测点的布设
根据设计图纸要求需要监测的建筑物有右线隧道侧穿广生塘社区，建筑物沉降点是由第三方检测进行布设。
图4-3建筑物沉降测点埋设示意图
2）建筑物裂缝监测：
盾构施工前对建筑物巡视记录拍成图片存档，盾构穿越期间如发现建筑物出现裂缝，发现新的裂缝及时观测,每条裂缝不少于3个测点布置在裂缝最宽处和两端，使用裂缝观测仪观测裂缝发展趋势。
3）倾斜监测：
采用沉降差计算
4.2.2.2监测方法
沉降监测方法与周边地表沉降监测的方法相同。
4.2.3管线沉降监测
4.2.3.1监测点的布设
根据设计图纸显示及现场实地勘察,在开元东路上交错与隧道掘进方向上布有燃气管、污水管、污水涵分别为新奥燃气公司燃气管，管底高程41.96m里程为YK39+575.753、ZK39+583.914；钢高压燃气管，管底高程为40.842m，里程为YK39+652.412、ZK39+647.733；污水涵涵底高程为42.561m，里程为YK39+676.493、ZK39+671.346；污水管，管底高程为43.248m，里程为YK39+765.544、ZK39+756.919；中石油高压燃气钢管，竖后净距4~10m永久改签，里程为YK40+463.39、ZK40+720.895，以上管线在隧道施工期间需进行沉降监测，在管线上方每间隔8-12米布设一个测点，每条管线共埋设24个测点。
4.2.3.2埋设方法
管线布点采用设在阀门开关、抽气孔、检查井等设施上,同时其他地方采用监测管线周围土体变形的方法布设监测点。
图4-5管线测点埋设示意图
4.2.3.3监测方法
地下管线沉降的观测方法与地表沉降监测的方法相同。
4.2.3.4数据处理
每次测量编制地下管线各测点沉降监测报表，并结合工况绘制沉降时程曲线及沉降速率曲线。
4.2.4隧道内管片沉降监测
4.2.4.1监测点布设
根据设计图纸要求在盾构观测区间每间隔5m布设一个管片沉降监测点，双线共计布设约585个管片沉降点。
布设方法：
管片沉降测点利用隧道内固定管片的螺栓作为管片沉降测点。
（避免与拱顶通风管道冲突）
4.2.4.2监测方法
监测方法同地表沉降方法相同。
4.2.5隧道收敛监测
4.2.5.1监测点布设
根据设计图纸要求在区间每间隔50m布设一组监测点，和管片沉降布设在同一环上，每组左右2个测点，双线共计布设约147组隧道收敛测点。
布设方法：
在某一环的管片左右两侧，用冲击钻打眼埋设挂钩，作为隧道收敛测点。
4.2.5.2监测方法
在隧道环片上已安装好的挂钩上使用收敛仪量测左右挂钩间的距离，通过每次量测的数据对比，计算出此断面的隧道收敛状况。
图4-6隧道内管片沉降及收敛测点布设示意图
4.2.6监测点的保护及补救
监测点布设完成后，在监测点处做明显标记和警示牌，监测点尽量布置在不易碰动的开阔地区。
当监测点出现破损或无法正常使用的情况下，首先上报测量监理和第三方监测。
经监理现场审核同意后，在原来无法使用的监测点布设的位置附近重新布设监测点，并采集初始数据。
启用新监测点数据以保证现场施工需要。
4.2.7巡视项目
1、施工工况
（1）盾构始发、接收土体加固情况;
（2）盾构机掘进位置（环号）;
（3）盾构停机、开仓的时间和位置;
2、隧道内巡视
（1）管片破损、开裂、错台情况;
（2）管片渗漏水情况、盾尾漏浆情况等;
3、盾构沿线环境巡视
盾构推进前做好影响范围内环境调查，拍照登记为建设单位做好现状资料存档工作。
在盾构推进过程中，密切观察建筑物、地面等新出现的裂缝情况，老的裂缝是否扩大等，地下管线的漏水漏气情况,周边地面的裂缝、沉陷、隆起、冒浆等情况进行观察并做好记录.
4、监测设施巡视
（1）基准点、测点完好状况；
（2）有无影响观测工作的障碍物；
（3）监测原件的完好及保护情况。
5、监测仪器及人员
主要的仪器设备见下表，所使用的仪器均在其鉴定的有效期内：
表5-1仪器设备表
序号
仪器、设备名称
数量
主要工作
性能指标
1
精密电子水准仪
1
0.3mm／km
2
铟钢水准尺
2
3
全站仪
1
1＂
4
测斜仪
1
±0.25mm/m
5
游标卡尺（裂缝量测）
1
0.2mm
6
复印打印机
1
7
传真机
1
8
数码相机
3
9
电钻
2
10
对讲机
6
11
皮卡车
1
12
5KW汽油发电机
1
监测小组人员组织表
序号
姓名
职称
拟任职务
1
单良
工程师
组长
2
任志远
助理工程师
副组长
3
张文志
技术员
组员
4
贺永恒
技术员
组员
5
黄磊
技术员
组员
6、监测周期及监测频率
盾构监测要求从盾构始发至盾构接后15天后（且各项监测数据变化速率平均小于等于0.02mm/d）可向业主及监理单位提交书面的《监测停测审批表》批准后方可停测，监测频率根据设计图纸要求及《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013），拟定监测频率表。
表6-1盾构推进监测频率表
监测部位
监测对象
开挖面至监测点或监测断面的距离
监测频率
开挖面前方
周边环境
5D＜L≤8D
1次/4d
3D＜L≤5D
1次/2d
L≤3D
1-2次/1d
开挖面后方
周边环境
L≤3D
1-2次/1d
3D＜L≤8D
1次/2d
L>8D
1次/7d
开挖面后方
管片结构
2次/7d
注：
1.D-盾构法隧道开挖直径（m），L-开挖面至监测点或监测点断面的水平距离；
2.管片结构位移，净空收敛在衬砌环脱出盾尾且能通视时进行监测；
3.监测数据趋于稳定后，监测频率1次/30天；
7、监测控制值及报警值
根据设计图纸要求及《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013），报警值为控制值的80%,监测控制指标分别概述如下：
表7-1盾构施工监测变形控制表
监测项目
累计控制值（mm）
累计报警值（mm）
控制速率（mm/d）
盾构自身
管片沉降
30
24
3
管片隆起
10
8
2
管片结构差异沉降
10
8
2
管片收敛
13
10.4
3
地表
沉降
30
24
5
隆起
10
8
3
管线沉降
输配水管
20
16
3
雨污水管
30
24
3
建筑物
沉降
25
20
2
倾斜
3‰
2.4‰
连续3天大于0.1‰H
裂缝
3
2.4
1
8、数据整理
利用微机数据处理系统，进行实时处理。
每次观察数据经检查无误后送入微机，经过专用软件处理，自动生成报表。
监测成果当天提交给业主、监理及其它有关方面。
工程师分析当天监测数据及累计数据的变化规律，并经项目负责人审核无误后当天提交正式报告。
如果监测结果超过设计的警戒值即向建设方、监理方发出警报，提请有关部门关注，以便及时决策并采取措施。
每周提供监测周报，并附带变化曲线汇总图；
每月提供监测月报，并附带变化曲线汇总图；
初步分析及对异常数据的消除方法：
初步分析是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，分析各监测数据的变化规律和趋势，判断有无异常值，如监测数据出现以下情况之一，可视为异常。
1）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，且从已知原因变化不能做出解释。
2）出现与已知原因数据无关的变化速率。
3）出现超过最大（最小）数值，安全控制值等情况。
通过分析对判定为测量有误或受其他无关因素影响得到的监测数据粗值，应予以剔除，并结合其所在施工部位，必要时要及时进行复测。
9、监测信息反馈
9.1监测信息反馈原则要求
（1）认真重视
监测资料分析反馈是岩土工程安全监测工作的重要组成部分，必须充分重视。
（2）及时性
及时性是岩土工程监测资料整理分析和反馈的一个基本原则。
每次观测后应立即对原始数据进行检查校核和整理，并及时做出初步分析。
监测资料整理分析的日常工作，要坚持经常，不得拖延，更不能长期积压。
同时，无论在工程的任何阶段，只要发现监测资料有异常现象或确认有异常值，应立即向主管部门报告。
（3）可靠性
监测资料整理分析反馈必须以保证数据成果的准确可靠为基本前提，为此要求：
原始数据资料在现场校核检验后，不得进行任何修改。
误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应修改。
所引用的分析方法应做到基本理论正确，方法步骤合理，经过实际工程验证，并得到岩土工程同行认可。
所采用的计算机程序一般应通过鉴定，并得到同行公认，经过若干工程使用考验；如需应用新分析方法和计算机程序，则必须对其原理、步骤、做法进行严格考核和论证，并通过工程实例认真校核，校核通过后方可实际应用。
监测资料整理分析的数据、资料、成果和报告等必须按全面质量管理的要求，认真执行验收校审制度，并应及时整理归档。
（4）实用性
监测资料整理分析和反馈应以解决工程实际问题为基本目的，不应步片面强调理论、模型和方法的先进完善。
成果报告的内容应以满足有关岩土工程规范要求，回答解决工程面临的安全问题为限，不要求做更广泛的商榷探讨。
（5）全面分析、综合评估
监测数据和相关资料的搜集要尽可能充实完善，对各种监测资料成果应认真进行对比研究，并采用多种方法做出分析比较和印证，以克服单项成果和单一方法的片面和步足。
9.2监测信息反馈流程
信息化监测和成果反馈包括多个环节，从监测仪器的快速数据采集、监测数据的快速处理到监测成果的及时传达，进而迅速采取措施等。
9.2.1安全情况下的信息反馈
监测数据正常情况下的监控信息的报送形式有日报和监测周报、月报，具体报送形式如下：
1）日报：
于当日16:
00前通过信息管理平台和书面形式上报，必要时以电话、短信等形式报送驻地监理、施工单位和设计代表。
2）周报、月报：
分别于每周四16:
00前和每月28号前以书面形式和信息管理平台上报监控管理分中心。
监控及预警信息的日报的报送流程图（见图9.1），监控及预警信息的周报及月报的报送流程图。
图9.1施工安全风险监控信息日、周（月）报报送流程
9.2.2预警状态下的信息反馈
在数据整理与分析中，如果任何一个地方出现数据异常或接近警戒值时，立刻通知数据处理及分析工程师、项目负责人，技术负责人等。
由数据处理及分析工程师会同项目负责人、项目技术负责人及项目内部专家组综合判断预警建议。
根据监测数据及巡视情况进行综合分析，若根据工程经验判断可能有较大安全风险，则判定为预警状态。
预警状态下的监控信息的报送形式为预警快报，施工安全风险预警信息快报一般流程，具体工作流程如下：
1）第一时间采取口头汇报、电话汇报、短信汇报等快捷方式将预警建议上报建设单位、监测总体、监理、并立即整理监测数据信息，及时送抵相关单位。
2）当各监控层判断风险工程为红色综合预警状态或可能发生重大突发风险事件时，应先采取有关处理措施并第一时间上报，必要时越级上报公司主管领导及上级相关监控管理层；对重大突发风险事件公司主管领导尚应上报政府主管部门及相关社会救援机构。
接到信息的各监控管理层及时组织分析、处理和往下反馈。
3）在预警建议信息上报项目公司的同时，现场监测、巡视人员宜加密监测频率及加强现场巡视，根据现场实际情况增加监测项目、加密监测点，密切关注现场情况的变化，数据处理分析及咨询人员进一步深入对监测、巡视、作业管理情况进行分析。
同时，我方项目负责人及技术负责人与项目公司管理人员、施工、设计、监理单位密切联系，指导采取初步控制措施，配合制定处理方案。
4）在确定处理方案后，由施工单位根据方案采取对应的处理措施。
在此过程中，我方及时加强风险监控、提供监督管理的反馈意见，有针对性地加强风险位置的周边环境和工程自身的现场监测、巡视及风险信息的汇总分析，对处理措施实施的效果进行严密监控，并将监控情况向各方定期汇报。
5）在处理措施的实施后，根据监控情况确认工程达到安全的状态后，按项目公司管理流程进行消警处理。
图9.2施工安全风险预警信息报送流程
图9.3预警、响应、消警工作流程图
9.3监测报告具体形式
在工程施工过程中，监测结果逐次整理，以周报或日报的形式送达有关各方；工程结束时，提交完整的监测总报告。
（1）监测月报、周报、日报包括：
1）施工工况；
2）监测工作情况；
3）监测成果分析；
4）结论及建议；
5）监测成果表汇总；
6）测点时程曲线图；
7）监测点分布示意图。
在遇到沉降或其它观测值变化速率加快，或者遇到自然灾害如暴雨、台风、地震等情况，随时向监理报告监测结果。
（2）监测总报告内容
1）工程概况、监测目的；
2）监测项目、测点布置；
3）采用的仪器型
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