长春地铁监控量测施工方案.docx
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长春地铁监控量测施工方案
长春地铁1号线一期工程人民广场站～解放大路站
车站及区间工程项目
监控量测施工方案
一、编制说明
1.1编制依据
1、长春市地铁1号线一期工程施工设计；
2、长春市地铁1号线施工合同文件；
3、地铁施工有关的施工技术规范、规程、标准：
《地下铁道工程施工质量验收规范》（GB50299－1999）（2003版）
《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）（2006版）
《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）
《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
《城市测量规范》（CJJ8-99）
《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）
现场调查资料、场地影响范围内建、构筑物调查报告；
4、我单位多年从事铁路、地铁、市政等工程的施工经验；
1.2编制原则
1、严格执行国家及长春市政府所制订有关地铁施工的法律、法规和各项管理条例，并做到模范守法、文明施工。
2、确保工程质量及合同工期。
3、遵循经济、有效、可行的原则。
二、工程概况
长春地铁1号线一期工程人民广场站～解放大路站车站及区间工程项目包含：
解放大路站、人民广场站～解放大路站区间。
2.1解放大路站
解放大路站位于人民大街与解放大路十字路口交汇处，沿南北向跨路口设置，与规划地铁2号线呈“十”字换乘，车站为地铁1号线和2号线换乘车站，在区间配有联络线和单渡线。
1号线车站主体为岛式站台，有效站台宽14.5米，为标准双层、三跨拱顶直墙结构，采用一次扣拱暗挖逆作法施工，暗挖主体车站总长235.6米，净宽21.8米，车站由南向北设2‰的下坡，车站覆土为8.8~9.8米，车站底板埋深为24.77~25.77米，车站北端接暗挖区间，单洞单线标准断面，南端接盾构区间，为盾构双接收端。
2号线车站主体为侧式站台，有效站台宽6.8米，为标准双层、双跨拱顶直墙结构，采用6导洞PBA工法施工。
暗挖车站主体长206.7米，净宽21.6米，车站由西向东设2‰的下坡，车站覆土7.5~9.5米，底板埋深25.94~27.94米，车站两端接矿山区间，单洞双线断面。
2.2人民广场站～解放大路站区间
本区间出人民广场南端，侧穿中苏纪念碑，转入人民大街，沿人民大街路中布置，向南依次下穿锦水路、中华路、进入解放大路站，区间两侧为市公安局、市委大楼、儿童公园、牡丹园楼，区间全长932.8m，线间距16~17.5m，区间隧道顶埋深14.2~18.4m。
本区间设计里程K18+303.5~K19+236.3，区间长度约932.8m，其中右线单渡处到解放大路站端270.4米区段，采用暗挖法施工，兼做人民广场南端右线盾构接收井，左线单渡线到解放大路站端，长约220米，采用暗挖法施工，其余部分采用盾构法施工。
区间在K18+635处设联络通道一座，在K19+20.5处设置临时施工横通道及施工竖井，用于南端矿山区间施工以及北端盾构接收吊出所用。
三、监控量测的目的
1、掌握被监测物的变形情况，进行预测，调整设计和施工参数。
2、判断围岩和初期支护基本稳定的依据，确定二次衬砌的施作时间。
3、验证设计、施工方法的科学性和台理性，弥补理论分析存在的不足，为工程设计和施工提供类比依据。
四．监控量测的原理及流程
监控设计原理主要是通过现场测试获得关于稳定性和支护系统工作状态的资料，然后根据量测资料，通过力学运算确定支护系统的设计和施工对策。
这一过程可称为监控设计或信息设计，此外，它还包含着施工监视的含义在内。
监控设计通常包含两个阶段：
初始设计阶段和修正设计阶段。
初始设计一般应用工程模拟法或理论计算方法进行；修正设计则应根据现场量测所得资料，进行分析或力学运算，从而得到最终的设计参数和施工对策。
监控设计内容包括现场量测、量测数据处理及量测资料反馈三个方面。
现场量测包括选择量测项目、量测手段、量测方法以及测点布置等内容；数据处理包括分析研究处理目的、处理项目和处理方法以及测试资料的表达形式；量测资料反馈一般包括定性反馈（或称经验反馈）和定量反馈（或称理论反馈）。
定性反馈是根据人们的经验以及理论上的推理所获得的一些准则．直接通过量测资料与这些准则的比较而反馈于设计与施工；定量反馈是以测试所得的资料作为计算参数，通过力学计算进行反馈。
整个施工监控流程如图1所示。
图1、施工监控流程图
五、监控量测体系的建立
5.1双层暗挖车站主体监控量测
5.1.1监控量测项目
监控量测项目主要根据工程的周围环境、施工方法、重要性等选择测试项目。
根据本工程的具体情况，监测项目以位移监测为主，辅以应力监测，同时使各种监测数据能够相互印证，确认监测结果的可靠性。
主体双层地段监控量测项目及时间间隔见表1。
表1主体双层地段监控量测项目及时间间隔
序号
监测项目
监测方法与仪表
监测范围
监测间距
监测精度
距开挖面远近的量测时间间隔
图例
备注
0~5m
5~15m
15~30m
＞30m
1
洞内外观察
现场观察
开挖工作面、初支完成区、内衬完成区、洞口及地表
随时进行
含地质条件、结构、周围地面裂缝、塌陷、渗漏、超载等
2
隧道周围地表沉降
经纬仪水准仪
总宽为2倍隧道宽度
纵向步距＜5m
1mm
12小时
1天
3天
7天
▽
3
净空变化
收敛仪
每导洞一条
纵向步距＜5m
0.1mm
12小时
1天
2天
5天
4
拱顶下沉
水准仪钢尺
每导洞一条
纵向步距＜5m
1mm
12小时
1天
2天
5天
↓
5
地下水位
水位管水位仪
降水井内
5mm
12小时
1天
2天
5天
降水单位负责
6
重要管线监测
经纬仪水准仪
管线接头
1mm
12小时
1天
2天
5天
污水、雨水、自来水、电力、热力等
7
支撑柱轴力
轴力计应变仪
支撑中部
每3根取1根
0.1MPa
12小时
1天
2天
5天
8
钢筋应力应变
钢筋计应变计
初支格栅钢筋、内衬双向钢筋
支座、拱腰、跨中纵向间距15m
0.1MPa
12小时
1天
2天
5天
▍
9
围岩压力、接触压力
压力盒
初支与围岩之间、内衬与初支之间、桩与土体之间
同外围钢筋计位置
0.001MPa
12小时
1天
3天
7天
●
10
隧底隆起
水准仪
每导洞一条
纵向步距＜15m
1mm
12小时
1天
2天
5天
↑
11
桩顶、底位移
经纬仪
桩顶冠梁
长、短边中点且间距＜15m
1mm
12小时
1天
2天
3天
○
12
桩体变形
测斜管测斜仪
状体全高
长、短边中点且间距＜15m
1mm
12小时
1天
2天
3天
→
5.1.2监测点布设
（1）监测点布设方法
①观测基准点：
布设2～3个，应埋设在受变形和交通影响小的区域，沉降观测点见图2。
②拱顶下沉测点：
格栅拱架安装好，将预埋件焊于拱顶，混凝土喷射完凝固后，将预埋件上混凝土清理干净即可进行初始值量测。
③净空收敛测点：
格栅拱架安装好，将预埋件焊于拱腰，应尽量使两预埋件位于一轴线上。
待该环混凝土喷射完凝固后，将预埋件上混凝土清理干净即可进行量测。
④初支与二衬钢筋应力测点：
钢筋安装完成后，把将要安装钢筋应力计位置处的钢筋切断，将钢筋应力计搭接焊连接在被切断的钢筋上（搭接长度大于10d），安装时应注意能使钢筋计处于不受力的状态，将钢筋计的导线逐段捆在临近钢筋上，引到测试匣中，喷混凝土或二衬混凝土施作后，
图2、地面观测沉降点埋设
图3、车站监控量测布置图
检查钢筋计的电阻值和绝缘情况，做好引出线和测试匣的保护措施。
⑤围岩压力测点：
将压力盒直接埋设在围岩内、初支与围岩、初支与二衬间，做好引出线和测试匣的保护措施。
⑥桩体及土体水平位移测点：
桩后土体钻孔，埋设测斜管或将测斜管直接埋设在桩身混凝土中。
安装和埋设时，检查测斜管内的l对导槽，其指向应与欲测位移一致。
在未确认导槽畅通时，不得放人真实的测头。
埋设结束后，量测导槽方位、管口高程，及时做好孔口保护装置，并做好记录。
⑦地中分层沉降：
在分层沉降孔中，每隔2～2．5m布置一个测点，监测土体垂直位移。
⑧水平位移；住测斜孔中，每隔lmm布置一个测点，监测土体水平位移。
车站监控量测布置图见图3.
（2）监测点布设注意事项
①马头门开口施工后，2m范围内布设第一组拱顶下沉及净空收敛点。
拱顶沉降点、收敛点、地表沉降观测点设于同一里程断面。
②台阶法施工时，洞内收敛点依据导洞断面的大小布设，三台阶开挖施工的导洞同一断面设2组收敛点，分别设于起拱线及3／5高度处；二台阶开挖施工的导洞设1线收敛点，设于3／5高度处。
③沉降、水半位移测点在每个拐点处必须布设。
5.1.3监测方法及仪器
1、建立监测网
首先建立水平位移和垂直位移监测控制网。
利用地而平面控制点做主控点建立水平位移监测网，其形式依据车站结构布设成轴线形；利用局部高程控制网作为一级控制点，建立垂直位移监控网，与地表沉降等观测点组成地表高程位移监控网，同时将主控点高程通过临时施工竖井引测至井底，并在井底埋设水准基点（定期复测），与结构监测点组成地下高程控制网。
监控点要坚固、稳定，定期进行联测。
2、监测方法
（1）沉降监测：
采用精密水准仪和铟钢尺按二级水准测量进行。
水准网布设首次观测时，适当增加测回数，一般取3次的数据作为测点的初始读数。
（2）拱顶下沉：
在支护结构完成后的l2h内取得的读数为初始值，之后按前述监测频率要求进行日常监测。
（3）净空收敛：
初次量测时，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张紧时支架与百分表（或数显表）顶端接触且读数在0～25mm的范围内。
拧紧钢尺压紧螺帽，并记下钢尺孔位读数。
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，Un=Rn一Rn-1（Un：
第n次量测的净空变形量，Rn：
第n次量测的观测值，Rn-1：
第n-1次量测的观察值）。
（4）桩体及土体水平位移监测：
量测时，连接测头和测斜仪，检查密封装置、电池充电量及仪器是否工作正常。
将测头放入测斜管，测试应从孔底开始，自下而上沿导管全长每一个测段固定位置测读1次，测段长度为1m，每个测段测试1次读数后，将测头提转180°，插入同1对导槽重复测试，2次读数应接近，符号相反，取数字平均值，作为该次监测值。
在土体开挖前，以连续3次测试无明显差异读数的平均值作为初始值。
（5）地下水位监测：
采用电测水位计测量水位距孔口的距离，用水准测量方法测出孔口标高，从而确定水位标高，进一步计算水位变化情况。
施工前，对所有观测孔统一联测静水位，统一编号。
从降水开始，观测时间分别采用30min、lh、4h、8h、12h，以后24h观测l～2次，直到降水工程结束。
3、测量仪器及型号
测试元件及监测仪器汇总表见表2
表2、测试元件监测仪器汇总表
序号
监测设备
型号
1
全站仪
GTS一602
2
精密水准仪
005A
3
铟瓦尺
2m
4
铟钢尺
CH8008—92
5
收敛仪
GY—85
6
倾斜计、接收仪
GEKFON一6530
7
水位计
SWJ90
8
频率接收仪
ZXY—I1
9
土压力盒
TYJ2O
10
钢筋计
XYJ一2型
11
测斜管
φ70
12
裂缝观测仪
5.1.4监控量测控制值
监控量测控制值是根据有关规范、类似工程经验制定的。
本工程的监控量测管理见表3。
控制值如表4
表3、监控量测管理表
管理等级
管理位移
施工状态
备注
Ⅲ
U0＜Un/3
可正常施工
U0：
实测位移量
Un：
控制值
Ⅱ
Un/3≤U0≤Un2/3
应注意，并加强监测
Ⅰ
U0＞Un2/3
需商讨和采取施工对策
表4、监控量测控制值
序号
监测项目
控制值/mm
位移平均速率控制值/位移最大速率控制值
mm/天
1
地表沉降
30
2/5
2
拱顶下沉
30
2/5
3
管线位移
煤气：
10，其他：
30
煤气：
0.6/2，其他：
0.6/5
4
建筑物
沉降
桩基：
10，其他：
30
倾斜率
0.002H
5
净空收敛
0.005B且小于20
2/5
桩顶水平位移
30
2/3
6
桩体水平位移
50
2/5
桩体沉降
≤30
1/1
7
基底回弹
10
2/3
备注：
B为结构跨度，位移平均速率为7天的位移平均值，位移最大速率为任意1天的最大位移值；位移稳定临界值为0.1~0.2mm/天。
5.2人民广场站～解放大路站区间监控量测
5.2.1监控量测项目、仪器及频率
对临近建筑、管线以及本区间隧道均进行监测，根据监测结果及时调整设计参数，保证既有建构筑物的安全。
本区间分为盾构区间和暗挖区间，两段区间的监测项目见表5、盾构区间监测项目和表6、暗挖区间监测项目。
表5、盾构区间监测项目
序号
监测项目
方法及工具
测点布置
监测频率
1
洞内洞外观察
洞内的管片衬砌变形、开裂等、洞外地表沉降开裂建筑开裂，建筑物的开裂等通过肉眼观察
每天不少于一次
2
地表沉降
水准仪
轴线位置，每10~30m布置，复杂地区布置横向测点，每个断面不宜少于7个测点
开挖面距；量测断面前后＜20m时：
1次/天，开挖面距；量测断面前后＜50m时：
1次/2天，开挖面距量测断面前后＞50m时：
1次/周，根据数据分析确定沉降基本稳定后，1次/月。
3
临近建构筑物
水准仪、全站仪、裂缝观测仪
根据建筑物的沉降、倾斜、裂缝的不同内容分别布置
周围建筑物的沉降和倾斜监测频率与地表沉降的观测频率相同。
建筑物裂缝监测频率按照控制两次观测期间裂缝发展不大于0.1mm及裂缝所处位置而定。
4
地下管线变形
水准仪、水准尺、钢尺
地下管线每5~15m一个测点，管线接头处及位移变化敏感部位
与地表沉降相同
5
管片衬砌变形
全站仪、收敛仪、断面扫描仪
每个盾构施工的区间隧道设1~2个主测断面
在衬砌拼装成环，但尚未脱出盾尾即无外荷载作用时和衬砌环脱出盾尾承受外荷载作用且能通过视时两个阶段进行监测。
表6、暗挖区间监测项目
序号
监测项目
方法及工具
测点布置
监测频率
1
洞内洞外观察
地质预探、描述，拱架支护状态，建筑物的开裂等通过肉眼观察
每开挖环一个断面
开挖后立即进行
2
地表沉降
水准仪
轴线位置，每5~30m布置，复杂地区布置横向测点，每个断面不宜少于7~11个测点
开挖面距；量测断面前后＜2Bm时：
1次/天，开挖面距；量测断面前后＜5Bm时：
1次/2天，开挖面距量测断面前后＞5Bm时：
1次/周，根据数据分析确定沉降基本稳定后，1次/月。
3
临近建构筑物
水准仪、全站仪、裂缝观测仪
根据建筑物的沉降、倾斜、裂缝的不同内容分别布置
周围建筑物的沉降和倾斜监测频率与地表沉降的观测频率相同。
建筑物裂缝监测频率按照控制两次观测观察期间裂缝发展不大于0.1mm及裂缝所处位置而定。
4
地下管线变形
水准仪、水准尺、钢尺
地下管线每5~15m一个测点，管线接头处及位移变化敏感部位
与地表沉降相同
5
初期支护结构拱顶沉降
水准仪
每10~20m一个断面，每断面1~3个测点
由开挖面距离监测面距离和沉降速率综合决定
6
初期支护结构净空收敛
收敛计
每10~20m一个断面，每断面1~3个测点
由开挖面距离监测面距离和沉降速率综合决定
7
地下水位
电测水位计、PVC塑料管、可利用降水井
取代表性地段设置
1次/2天
5.2.2区间监控量测点布设
1、盾构区间监控量测项目详见表4，地面沉降观测点布置如图4
图4地面沉降观测点布置断面图
2、暗挖区间监控量测点的布设
暗挖区间监控量测项目、仪器、频率详见4.2.1表5。
区间监控量测点的布设如图5
图5、隧道标准剖面监控量测布置图
5.2.3监控量测预警值、报警值
本工程中，允许控制值得70%为预警值、允许控制值的80%为报警值，当监测数据达到活超过报警值时，应立即停止施工，通知设计，并修正支护参数后方能继续施工。
拱脚水平相对净空变化极限值300mm，拱顶相对下沉7mm，极限值的80%为警戒值。
5.3竖井、风道及明挖基坑监控量测
5.3.1竖井监控量测
1、竖井监控量测项目、仪器及频率见表7
2、竖井监控量测点布设
竖井围护结构监控量测测点布设见图6
图图6、竖井围护结构监控量测平面图
表7、竖井施工监控量测表
序号
监测项目
监测方法、仪表
监测范围
测点间距
测试精度
量测时间间隔
图例
备注
1
竖井内外观察
现场观察
竖井外地面、建筑地层图纸描述支护桩、内支撑
随时进行
含周围地面裂缝、塌陷、渗漏水、超载等
2
竖井周围地表沉降
水准仪
周围一倍竖井开挖深度范围
竖井各边中点
±0.3mm
注2
注3
▽
极限值：
0.15%h，且≤30mm，平均速率：
2mm/d，最大速率：
2mm/d
3
支护结构水平位移
经纬仪水准仪
竖井壁全高竖向间距1m
竖井各边中点
±0.3mm
注2
注3
●
极限值：
0.15%h，且≤30mm，平均速率：
2mm/d，最大速率：
3mm/d
4
地下水位
水位管水位仪
竖井周围距围护结构1.5~2m
竖井四角点、各边中点
5mm
注2
注3
Θ
5
初期支护应力应变
应力计频率接收仪
竖井壁全高竖向间距5m
竖井各边中点
0.15%F.s
注2
注3
▋
6
支撑轴力
应力计轴力计
竖井壁全高竖向间距5m
竖井各边支撑
0.15%F.s
注2
注3
▅
7
竖井井壁净空收敛
收敛仪
竖井井壁全高竖向间距1m
竖井各边中点
0.006mm
注4
注5
→
8
侧土压力
土压力盒
围护桩迎土侧和嵌固段桩背土侧
竖井各边中点
0.15%F.s
注2
注3
凸
9
重要建构筑物、管线监测
经纬仪水准仪裂缝观测仪
建筑物四周管线接头
周围1.5倍竖井开挖深度范围内
±0.3mm
注2
注3
▼
倾斜值≤0.002
注1：
报警值：
70%的极限值，警戒值：
85%的极限值
注2：
竖井开挖期间：
竖井开挖深度H＜5m，1次/3天；5m＜H＜10m,1次/2天；10m＜H＜15m,1次/天；H＞15m,2次/天。
注3：
竖井开挖完成以后：
1~7天，1次/天；7~15天，1次/2天；15~30天，1次/3天；30天以后，1次/周；经数据分析确认达到基本稳定后，1次/月。
注4：
在开挖及井壁结构施工期间1次/天；
注5：
结构完成后1次/2天；
注6：
情况出现异常时，增大监测频率。
5.3.2风道监控量测
1、风道监控量测项目、仪器及频率见表8
表8、风道施工监控量测表
序号
监测项目
监测方法、仪表
监测范围
测点间距
测试精度
监测频率
控制标准
图例
备注
1
洞内外观察
现场观察
开挖工作面、初支完成区、内衬完成区、洞口及地表
随时进行
开挖后立即进行
含地表条件、结构、周围地面裂缝、塌陷、渗漏、超载等
2
隧道周围地表沉降
经纬仪水准仪
位于结构外沿不小于1倍埋深
纵向步距＜5m
1mm
注2
位移值：
30mm平均速率：
2mm/d，最大速率：
5mm/d
▽
3
净空收敛
收敛仪
每导洞一条
纵向步距＜5m
0.006mm
注3
位移值：
20mm平均速率：
1mm/d，最大速率：
3mm/d
→
4
拱顶下沉
水准仪钢尺
每上导洞一条
纵向步距＜5m
1mm
注3
位移值：
30mm平均速率：
2mm/d，最大速率：
5mm/d
↓
5
地下水位
水位管水位仪
降水井内
5mm
注2
1次/2天
降水单位负责
6
钢筋应力应变
钢筋计
应变仪
初支格栅钢筋内衬双向钢筋
支座、拱腰、跨中纵向间距15m
0.15%F.s
注2
▋
7
支撑轴力
轴力计应变仪
支撑中部
纵向步距＜10m
0.15%F.s
住2
8
围岩压力接触压力
压力盒
初支与围岩之间内衬与初支之间
同外围钢筋计位置
0.15%F.s
注2
凸
9
重要建构筑物、管线监测
经纬仪水准仪
建筑物四周管线接头
围内
1mm
注2
▼
污水、雨水管
注1：
报警值：
70%的极限值，警戒值：
80%的极限值
注2：
开挖面距监测断面≤2B时1~2次/天，开挖面距监测断面≤5B时1次/2天，开挖面距监测断面＞5B时1次/周，基本稳定后1次/月。
（B为隧道开挖宽度）
注3：
当沉降或收敛速率＞2mm/天（或L≤1B时），1~2次/天；当沉降或收敛速率0.5~2mm/天（或1B＜L≤2B时），1次/天；当沉降或收敛速率0.1~0.5mm/天（或2B＜L≤5B时），1次/2天；当沉降或收敛速率＜0.1mm/天（或L＞5B时），1次/周；基本稳定后，1次/月。
（B为隧道开挖宽度）
注4：
情况出现异常时，增大监测频率。
2、风道监控量测点的布设
风道监控量测点的布设见图7
图7、风道监控量测点布设图
5.3.3基坑监控量测
1、基坑监控量测项目、仪器及频率见表9
2、基坑监控量测点布设见图8
图8基坑监控量测点布设图
表9、基坑施工监控量测表
序号
监测项目
监测方法、仪表
监测范围
测点间距
测试精度
基坑开挖期间量测时间间隔
基坑开挖完成量测时间间隔
图例
备注
1
基坑内外观察
现场观察
基坑外地面、建筑底土质描述支护桩、内支撑及土钉墙边坡
随时进行
1次/天情况异常时加密监测频率
含地质条件、结构、周围地面裂缝、坍塌、渗漏、超载等
2
基坑周围地表沉降
水准仪经纬仪
周围一倍基坑开挖深度范围
长短边中点间距5~10m
1mm
注2
注3
▽
极限值：
0.15%h，且≤30mm，平均速率：
2mm/d，最大速率：
2mm/d
3
桩体变形
测斜管测斜仪
桩体全高
竖向间距1m
0.02mm/0.5m
注2
注3
Ο
极限值：
0.15%h，且≤30mm，平均速率：
2mm/d，最大速率：
3mm/d
4
地下水位
电测水位计
基坑周边
基坑角点、长短边中点
5mm
注2
注3
降水单位负责
5
周边桩内力
应力计频率接收仪
桩体全身
长短边中点
0.15%F.s
注2
注3
▋
异常时频率适当加密
6
支撑轴力
应力计轴力计
支撑端部或中部
长短边中点
0.15%F.s
注2
注3
▅
异常时
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