施工监测方案.docx
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施工监测方案
施工监测方案
1、工程概况
1.1场地位置
丁香公园站是10号线的起点站，车站设置在绕城高速公路南侧的丁香公园附近，偏于沈马公路道路西侧，沿沈马公路呈南北走向。
车站起点里程为K0+197.325,车站终点里程K0+547.025，车站有效站台中心里程K0+340.000。
车站长度为349.7米，标准段宽度20.5米，车站底板埋深约17.0m，顶板覆土约3.4m，车站主体结构为双层三跨框架结构，有效站台宽度12m，设4个出入口，1、2号出入口过沈马公路段采用暗挖法施工，爬坡段采用明挖法施工。
风亭及3、4号出入口及商业出入口位于车站主体结构顶板上方,采用明挖法施工。
车站主体标准段围护结构采用φ1000@14000钻孔灌注桩+钢筋混凝土支撑＋钢支撑的支护方案，车站主体南端盾构井段围护结构采用1200@1400钻孔灌注桩+钢筋混凝土支撑＋钢支撑的支护方案。
采用坑外降水法施工。
受车站基坑开挖影响的地下管线共计12条，分别采用临时改移、永久改移等方式处理，丁香公园站作为丁香公园站至白山路站区间的盾构始发车站及接收站，本站南端按盾构始发及接收的条件修建了盾构工作井，并考虑了盾构施工的施工场地。
该站北端预留了丁香湖停车场出入线区间的暗挖接口。
1.2周边环境调查概述
车站设置在绕城高速公路南侧的丁香公园附近，沿沈马公路呈南北走向。
车站东侧为中铁万科的香湖盛景住宅小区，西侧为丁香湖，南侧为绿化带，北侧距离车站40米处为待拆迁厂房。
车站周围环境见如下照片：
车站东侧
车站南侧
车站西测
车站北侧
2、编制依据
1、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）；
2、《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）;
3、《工程测量规范》（GB50026-2007）；
4、《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006；
5、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；
6、《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999（2003版）；
7、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；
8、《城市轨道交通工程质量安全检查指南》（试行）；
9、《沈阳市地铁工程监控测量管理办法》（试行）（沈地铁司发﹝2009﹞29号）；
10、《丁香公园站主体围护施工图》。
3、监测重点难点
针对本标段工程的特点，为确保车站明挖基坑及出入口暗挖通道顺利安全施工，切实做到监测指导施工，科学合理化施工。
并拟定针对性监控措施表，详见表3-1“监测难点、重点及对策表”：
监测难点、重点及对策表表3-1
施工难点及重点项目
针对性措施
丁香公园站监测
1.根据施工设计文件，结合管线保护和交通疏解要求，制定切实可行的深基坑量测监控实施方案，报监理及第三方监测单位审批后认真贯彻执行。
2.组织信息化施工，严格根据量测监控数据，分析判断现状及预测变化趋势，及时调整施工方案，确保丁香公园站安全施工。
3.密切联系降水施工队伍，按照明确的施工降水目标和控制地面沉降的要求，跟踪降水施工全过程，确保降水效果和控制地面沉降的要求。
4.轴力计、测斜仪、钢筋计、土压力盒在安装和埋设时要按照说明和规范埋设。
5.项目领导负责组成管线保护监测小组，与产权单位和业主密切联系，核实管线走向、埋深。
6.对施工影响范围内的重要管线进行量测监控，跟踪动态，制定保护预案，备好加固、保护的机械设备、材料。
4、监控量测目的
⑴了解围护结构、隧道支护结构和周围地层的变形情况，为施工日常管理提供信息，保证施工安全。
围护结构、隧道支护结构和周围土体的变形及应力状态和其稳定情况密切相关，隧道支护结构和周围土体各种破坏形式产生之前通常又有大的位移、变形、受力异常等，监测数据和成果是现场施工管理和技术人判断工程是否安全的重要依据。
因此，在施工过程中，通常依据观测结果来验证施工方案的正确性，调整施工参数，必要时采取辅助工程措施，以此达到信、信息化施工的目的。
⑵修改工程设计
将现场测量的数据、信息及时反馈，以修改和完善设计，使设计达到优质安全、经济合理。
⑶根据监测数据，分析施工引起的地表隆陷，以及地层应力重分布、地层变位对紧邻建（构）筑物和市政基础设施的影响；以采取相应的加固、防范措施，确保紧邻建（构）筑物和市政基础设施的安全。
⑷验证支护结构设计，为支护结构设计和施工方案的修订提供反馈信息。
我国当前地下工程支护结构设计基本处于半经验半理论状态，土压力多采用经典的理论公式，与现场情况有一定差异；地下结构周围土层软弱，复杂多变，结构设计的核载常不确定，而且，核载与支护结构变形、施工工艺有直接关系，因此在施工中追切需要知道现场实际的应力和变形情况，与设计值进行比较，必要时对设计方案和施工过程进行修改。
施工监测是支护结构设计的重要组成部分。
⑸积累资料，以提高地下工程的设计和施工水平
支护结构的土压力分布受支护方式、支护结构刚度、施工过程和被支护土类的影响，并直接与支护结构及土体的位移有关，常很复杂，现行设计分析理论尚未达到成熟的阶段，积累完整准确的地下工程开挖与支护监测结果，对于总结工程经验，完善设计分析理论是很有价值的。
5、监控量测组织管理
5.1组织管理
针对本工程的特点建立专业监控量测组，监测组组长由专业测量人员担任，监测组由5人组成专业监测队伍，主要仪器配备表见表5.1-1，人员配备详见表５.1-2。
负责车站和区间的监测测点布置、元件埋设、量测数据的收集及初步整理分析工作。
表5.1-1主要仪器配备表
单位:
中铁四局
序号
测量设备名称
数量
规格型号
精度
生产厂家
鉴定时间
鉴定情况
1
全站仪
1
TS06
2〃
徕卡公司
2012.12.17
合格
2
收敛仪
1
JSS30A
0.03mm
杭州东辰
2013.04.19
合格
3
水准仪+测微器
1
DSZ2
2mm
苏光
2012.12.17
合格
4
铟钢尺
2
19546/
19745
2mm
河北珠峰
2012.11.20
合格
5
测斜仪
1
HCX-1
任丘京联
2013.3.28
合格
6
频率仪
1
609
0.1HZ
2013.3.28
合格
7
水位计
1
0.5cm
2013.7.28
合格
表5.1-2主要人员配备表
序号
姓名
职务
学历
工作年限
1
胡晨
组长
本科
4
2
范伟峰
副组长
专科
3
3
贾磊
测工
专科
3
4
彭俊
测工
专科
2
5
董盼
测工
专科
1
5.2监测数据管理
5.2.1确定管理基准
施工中将监测管理基准划分为三个等级，将变形或应力允许值的三分之一作为基准值，当实测值在基准值以下时，说明基坑是稳定的，将允许值的三分之二作为警告值，当实测值在基准值和警告值之间时，需考虑采取加强措施，预防最终值超限。
5.2.2量测数据整理
对监测项目按规定时间量测后，当天整理出结果，绘制时间–位移或应力–时间关系曲线图，并进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移或应力值，掌握水平位移及应力变化规律，评价施工、结构及可能影响的构筑物的安全度，采用的回归函数：
μ=Alogt+B
式中：
μ：
变形值（或应力值）
A、B：
回归系数
t、：
测点的观测时间（天）
监测数据的整理及回归分析均由计算机管理完成，以确保监测成果的质量，加快信息反馈速度，每次监测必须有监测成果整理报告，及时上报监测日报表，并按期向监理、第三方监测单位提交监测报告，并对监测数据进行处理分析，与前周进行比较，如发现异常现象，立即复测核实，确定无误后及时反馈施工管理部门并报送监理及第三方监测单位，发出警戒报告，并立即采取相应措施。
5.2.3信息反馈
项目经理部根据整理出的量测结果，进行施工，当量测达到警戒值时采取相应技术措施，以确保基坑、地表构筑物的安全。
5.2.4累计变形值
监测点位布设和监测频率严格按照设计规范执行，对监测的数据应及时进行处理，量测达到警戒值及时上报监理、第三方监测单位。
5.2.5变形速率
监测数据日值变化较小，无明显波动，并且累计变形值未达到警戒值这时可视为稳定状态。
5.2.6变形加速度
监测数据每天都在增大，且增大值为一个波动很大的值，明显有上下波动变化，这样以加速度的形式变化，说明为不稳定状态，这时要采取处理措施。
5.3管理措施
为保证量测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项措施：
①密切配合监理工程师工作，及时真实地向监理工程师报告情况及问题，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监测元件埋设保护措施，并将其纳入工程的施工过程控制计划中。
③各监测项目在监测过程中必须严格按照施工监测方案进行监控量测。
④量测人员要固定，量测仪器由专人使用、保养、检校、管理，量测设备、元器件等在使用前均应经过检校，合格后方可使用，量测资料的整理均设专人负责，保证数据资料的连续性和可靠性。
⑤量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行，均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。
6、车站监控量测
丁香公园站变形监测利用已有的加密控制点，为了更好地做好变形监测工作，了解到原加密控制点的情况。
由于某些原因，已有的加密控制点可能不满足现场监测的实际需要，需增补新的控制点。
主要增补的控制点，原则如下：
1）对于建筑物较少的路段，将控制点连同观测点按单一层次布设；对于建筑物较多且分散的测区，按两个层次布网，由控制点组成控制网，由观测点与所联测的控制点组成扩展网。
2）控制网布设为闭合环，节点网或附合高程线路，扩展网布设为闭合或附合高程网。
3）每一测区的控制基点不少于3个，每一测区的工作基点亦不得少于3个。
它们埋在建（构）筑物基础压力影响范围以外，基坑和区间隧道施工影响范围以外，离开地下管道至少5m远，埋设深度1.5米以下。
水准点离开观测点不要太远（不应大于100m），以便提高沉降观测的精度。
4）对于在用的工作基点，每次在观测前都要进行复核，复核结果正确方可使用。
6.1监控量测项目、方法与频率
丁香公园站在施工过程中应对基坑围护结构顶部水平位移、垂直位移、地下水位、基坑周围地表沉降及裂缝、围护结构的裂缝、支撑及锚杆的应力和轴力、周围建筑物的沉降、倾斜、裂缝、周围管线的位移和裂缝进行观测。
严格控制基坑周围超载。
对工程施工可能引起环境或结构本身的影响等做出必要的分析、预测，做到心中有数。
采用明挖法施工车站主体结构引起的地表下沉主要包括：
①基坑开挖过程中存在的柱列式周边围护结构中柱与柱之间的地层损失；
②周边围护结构产生的水平位移；
③周边围护结构的下沉带动两侧土体的垂直沉降；
④基坑坑底隆起引起的墙外土体沉陷。
⑤长期降水、下水道漏水、地下水位大幅度变化、大量堆载和卸载、潜蚀、砂土液化等原因引起一定范围内的地面沉降。
对车站暗挖结构本身的实际应力变化情况与设计应力值的对比也应随时掌握，以确保结构本身的安全和施工安全。
引起结构本身应力变化的主要因素有：
①施工方法、步骤的确定与改变；
②地质及围岩情况的改变；
③地表沉陷及地下水活动的异常情况出现；
④外部荷载的异常变化。
按照可能产生变形及应力变化的因素分析、结合本工程情况，实施表6.2-1所列监测项目内容。
监测项目、手段及监测频率见表
表6.2-1
序号
监测项目
监测频率
监测方法或仪器
备注
1
建筑物沉降、倾斜及裂缝观测
基坑开挖期间，1次/天；正常情况下，1次/7天
DSZ2水准仪、测微器、铟钢尺、全站仪
必测项
2
地下管线沉降及水平位移
同建筑物沉降
DSZ2水准仪、测微器、铟钢尺
必测项
3
基坑四周地表沉降
同建筑物沉降
DSZ2水准仪、测微器、铟钢尺
必测项
4
围护结构顶沉降
基坑开挖期间，1次/天；正常情况下，1次/3天
DSZ2水准仪、测微器、铟钢尺
必测项
5
围护结构侧向位移
同围护结构顶沉降
测斜仪
必测项
6
支撑轴力
同围护结构顶沉降
轴力计
必测项
7
钻孔桩内力
同围护结构顶沉降
XC-3自动测试频率仪
选测项
8
坑内外地下水位
同围护结构顶沉降
钢尺水位计
必测项
9
基坑回弹、侧土压力
同围护结构顶沉降
分层沉降仪、压力盒
选测项
说明：
上述表中所列均为最低标准，监测中除参照上表中标准监测外，还应参照下述情形适当改变监测频率：
（1）上述监测频率为正常施工情况下的频率，当出现工程事故或其它因素造成监测项目变化速率加大，将根据监测值增加监测次数直到危险或隐患解除为止；
（2）当监测项目的累计变化值接近或超过报警值时，应自行加密监测次数；
（3）当首次报警后，若测点以较大速率继续下沉变形，应视情况继续加大监测频率；
（4）当变形曲线趋于平缓时，在有充足的证据证明可判断变化趋于稳定，经监理、第三方监测单位及业主同意后可以停止项目的监测工作；
6.2监控量测控制标准
根据车站工程地质、水文地质、基坑深度以及基坑周边建筑物和管线等施工环境，基坑监控量测控制标准全部按一级执行。
允许位移值Un的取值，也就是监测控制标准。
根据有关规范规定、招标文件“技术规范”的要求以及类似工程经验，提出控制基准如表6.3。
监测数据管理基准表表6.3
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
U0＜Un/3
可正常施工
Ⅱ
Un/3≤U0≤2Un/3
应加强支护
Ⅰ
U0＞2Un/3
采取特殊措施
注：
U0为实测位移值，Un允许位移值
6.3监测点布置、方法、频率、预警值
1、监测点断面图、布置图见图6.3-1、6.3-2及6.3-3；
2方法、频率、预警值见表6.3-1
车站断面测点布置图6.3-1
暗挖出入口断面测点布置图6.3-2
车站监测点布置图6.3-3
序号
监测项目
监测方法与仪表
监测范围
测试精度
量测时间间隔
预警值
备注
1~7天
8~15天
16~30天
31~90天
1
基坑内外观察
现场观察
基坑外地面、建筑底层土质描述支护桩、内支撑
随时进行
随时进行
随时进行
随时进行
含地质条件、结构、周围地面裂缝
2
基坑周围地表沉降
精密水准仪
基坑周围
1mm
12小时
1天
2天
3天
20mm
3
建筑物沉降
精密水准仪
区间风井、周边闸道
1mm
12小时
1天
2天
3天
10mm
4
桩顶位移
全站仪
桩顶冠梁
1mm
12小时
1天
2天
3天
20mm
5
桩体变形
测斜管、测斜仪
桩体全高
2mm
12小时
1天
2天
3天
20mm
基坑深度变化处增加
6
地下水位
水位管、水位仪
基坑周边
5mm
12小时
1天
2天
3天
7
桩内钢筋应力应变
应力计、读数仪
桩体全高
1.0KPa
12小时
1天
2天
3天
75%Fs
8
支撑轴力
轴力计、读数仪
支撑端部或中部
1/100（Fs）
12小时
1天
2天
3天
75%F（轴）
基坑深度变化处增加
表6.3-1车站监测方法、频率、预警值
表6.3-2暗挖出入口监测方法、频率、预警值
各监测点的布置随基坑工程的施工步序而开展，基本按如下顺序进行：
a.先期布设地表沉降点、建筑物沉降点及各种管线监测点。
b.围护结构施工时，同步安装围护桩内的测斜管及钢筋应力计。
c.围护结构及坑内外加固施工完后，钻孔埋设水位管。
d.桩顶冠梁浇筑时，同步埋设桩顶位移测点，并做好测斜管及钢筋应力计的保护工作，进行初始值的测取工作。
e.基坑开挖前，应测出各测试项目的初始值。
6.4地面沉降、桩顶沉降量监测
6.4.1沉降点布设
采用精密水准仪和铟钢尺按二级水准测量进行，包括地表沉降、地下管线、周边建筑物沉降。
在基坑和暗挖隧道开挖前，应在地面变形影响范围之外，便于长期保护的稳定位置，埋设水准点，进行水准网布设，首次观测时，适当增加测回数，一般取3～5次的数据为测点的初始读数。
沉降监测根据监测对象周围的水准基点高程进行。
水准基点从现场施工控制网基点引入。
如果现场附近没有水准基点，则根据现场条件和监测时间要求埋设专用水准基点。
水准基点数量不少于3个，分别布设在基坑两侧，并定期进行校核，防止其自身发生变化，以保证沉降监测结果的正确性。
水准基点在沉降监测的初次量测前不少于15天埋设。
水准基点的埋设按以下要求进行：
（1）布置在监测工点的沉降范围以外，用20钢筋埋设，沉降观测桩整体埋深1.5米，用C25砼加固，加盖保护，确保其稳固性；
（2）水准基点与量测点通视良好，其距离小于100米，以保证监测精度；
（3）水准基点的埋设避开松软、低洼积水处，以防变位。
地表监测点的埋设采取直接埋设法，道路上埋设时先用取芯机将混凝土取出，直到露出土以后将Φ20的钢筋打入土体中，深度为1.5米，取出的混凝土用沙子填充，顶部露出观测标。
地表沉降直接打入土体中，上部用钢管保护，钢管里填充沙子，深度为1.5米。
如图6.4-1所示：
图6.4-1
6.4.2沉降监测方法及技术要求
沉降监测采用徕卡TS06、DSZ2水准仪+测绘器，以保证监测精度。
视线长度不大于50米，闭合差小于士8
mm，测量数据保留至0.lmm。
同时沉降监测满足下列要求：
（1）观测前对所用水准仪、水准尺按规定进行校验，并作好记录，在使用过程中不随意更换；
（2）首次进行观测增加测回数，且不少于3次，取其稳定值作为初始值；
（3）固定观测人员、观测线路和观测方式；
（4）定期进行水准点校核、测点检查和仪器校验，确保量测数据的准确性和连续性；
6.4.3沉降监测提供的相关资料
（1）沉降监测计划，含水准点、测点的平面布置图；
（2）仪器校验记录资料；
（3）监测记录及报告表；
（4）沉降曲线及图表；
（5）监测结果的计算分析资料；
（6）沉降监测报告。
6.5邻近建筑物沉降监测
6.5.1对基坑周边建筑物的调查
在开工前对施工现场周边不小于2H（H—基坑深度）范围内建筑物进行普查，根据建筑物的历史年限、使用要求以及受施工影响程度，确定具体监测对象。
然后根据所确定的拟监测对象逐一进行详细调查，以确定重点监测部位。
6.5.2建筑物沉降监测
丁香公园站主体结构周围建筑物都大于2H基坑深度，只有2号出入口有一商业建筑物（迪卡侬）小于2H基坑深度，在这一建筑物上埋设4个沉降观测点。
沉降观测标志由膨胀螺栓固定在建筑物表面，涂红油漆作为观测标志。
沉降观测标志埋设时特别注意保证能在点上垂直置尺并达到良好的通视条件，同时监测时还要注意：
①仪器避免安置在有震动影响的范围内和有安全隐患的地点；②观测时水准仪成像清晰，前后视距相近，且不超过50米，前后视观测完毕应闭合在水准点上。
6.6地下管线沉降监测
（1）管线资料调查
根据设计院所提供的车站管线设计图纸，位于车站主体结构东侧3米处为一根Φ300给水管沿车站南北走向，距离车站西侧10米处为一根Φ900热力管线沿车站南北走向。
这两条管线均按每25米距离布置一个监测点。
位于1号和2号出入口暗挖段上方的DN500给水管、DN800雨水及污水管均采取换管保护，在进行施工时，在对应出入口上方各埋设3个沉降观测点。
管线图6.6-1
（2）测点埋设
以上管线均采用钢筋做成抱箍固定在管线上，抱箍上焊一测杆。
测杆顶端不应高出地面，路面处布设保护管，既用于测点保护，又便于道路交通正常通行。
抱箍式测点监测精度高，能如实反映管线的位移情况。
6.7桩顶位移监测
（1）基坑内桩顶位移监测与桩顶沉降监测同步进行
（2）建立平面控制网
平面控制网按两级布设，由控制点组成首级网，由观测点与所连测的点组成扩展网。
控制点是进行水平位移观测的基本依据，包括工作基点和基准点。
工作点是直接观测的基础，基准点是检查工作点的依据，两者布设成控制网后按统一的观测精度施测。
控制网采用导线网，扩展网和一级网采用基准线法，平面控制点采用普通标桩。
（3）监测要求
桩体位移使用全站仪精确测定各桩顶水平位移监测点的坐标，然后计算出本次位移值为△S=
，总位移△S=
。
值得注意的是，监测数据的采集，精度远远大于测量的精度，桩顶位移点坐标值的测定基准点应每周至少复核一次，确定基准点没有发生变化方能继续监测。
在位移监测中，由于允许位移量比较小（
≥20mm时，应警急采取防护措施），测量仪器精度要求较高。
应采用有光学对中装置。
计算位移值精度至0.1mm，同时将同一位移值进行矢量叠加求出最大值与允许值进行比较。
当最大位移值超出警戒值时应及时报警，防止意外的发生。
6.8桩体结构变形监测
6.8.1测斜点的布设原则
（1）测斜点在竖井平面上绕曲计算值最大位置，设置水平支撑结构的两道支撑之间；
（2）设在重点监测对象最近的竖井围护段；
（3）竖井挖深最大的围护段；
（4）基坑围护桩桩体变形测孔埋设在桩身内；
（5）测斜管中有一对槽口应自上而下始终垂直于竖井边线；
（6）测斜管接口应避开探头滑轮停留处，以保证测量准确。
6.8.2测斜管的埋设
对于丁香公园站基坑围护桩桩体变形测孔，通过直接绑扎将测斜管固定在钢筋笼上，在每个束节接头两端用防水胶布包扎，防止水泥浆从接头中渗入测斜管内。
测斜管与钢筋笼绑扎埋设，绑扎间距不宜大于1.5米，测斜管与钢筋笼的固定必须十分稳定，以防止浇筑混凝土时测斜管与钢筋笼脱落。
同时必须注意测斜管的纵向扭转，很小的扭转角度就可能使测斜仪探头被导槽卡住。
管底宜与钢筋笼底部持平或稍低于钢筋笼底部，顶部达到地面或冠梁挡墙顶。
顶部使用约1.2米长的铁皮或管套保护，避免凿桩头混凝土时被破坏。
如下图6.8.2-1：
图6.8.2-1
6.8.3测斜方法及步骤
（1）基坑开挖前，测斜仪应按规定进行严格标定，以后根据使用情况，每隔3个月标定一次；
（2）测斜管在基坑开挖前2周埋设完毕，在开挖前3-5日内重复测量2-3次，待判明测斜管已处于稳定状态后，将其作为初始值，开始正式监测工作；
（3）每次测量时，将探头导轮对准与所测位移方向一致的槽口缓缓放至管底，待探头与管内温度基本一致、显示仪读数稳定后开始测量；
（4）以管口作为计程标志，按探头电缆线上的刻度分划，匀速提升，每隔一定距离（500mm或1000mm）进行仪表读数并做记录；
（5）待探头提升至管口处，旋转180度后，再按上述方法测量一次，以消除测斜仪自身的误差；
6.8.4数据计算和计算分析
使用活动式测斜仪采用带导轮的测斜探头，再将测斜管分成n个测段（如图6.8.4-1），
测斜原理图6.8.4-1
每个测段的长度li（li=500mm）,在某一深度位置上所测得的两对之间的倾角θi，通过计算可得到这一区段的变位△i，计算公式为：
某一深度的水平变位值δi可通过区段变位△i的累计得出，即：
设初次测量的变位结果为δi（0）,则在进行第j次测量时，所得的某一深度上相对前一次测量时的位移值△xi即为：
相对初次测量时总的位移值为：
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