快速化改造工程隧道工程施工监测方案.docx

1、快速化改造工程隧道工程施工监测方案XX江北大道快速化改造工程浦口新城段XX路隧道工程施工监测方案XX工程检测咨询有限公司2013年3月XX江北大道快速化改造工程浦口新城段XX路隧道工程施工监测方案编写：审 核：批准：XX工程检测咨询有限公司2013年3月12日目 录1. 工程概况 11.1 工程概况 11.2 监测目的 32. 编制原则与监测项目 32.1 编制原则 32.2 监测项目 43. 监测方法技术 53.1 技术依据 53.2 监测点位布置 63.3 监测点（孔）统计表 83.4 监测点的埋设及施工监测方法 83.5 监测系统配备 164. 监测精度及所采取的技术措施 164.1 监

2、测精度 164.2 技术措施 174.3 报警值 174.4 监测点（孔）初值的确定 185. 施工及组织 185.1 监测频率 185.2 组织实施 195.3 工作流程 195.4 质量管理 206. 提交的测试成果 207. 有关的紧急预案 218. 关于监测点的保护及现场与施工单位的配合 219. 附图 221. 工程概况1.1 工程概况XX路隧道沿浦珠路设置，下穿现状XX路，原浦珠路红线宽度约60m。隧道长525m，其中敞开段400m，暗埋段125m，属短隧道。隧道路线最低点处设置泵房一处。（1）主体结构分段划分如下：隧道U型槽段：MK3+715MK3+915（200m）；隧道暗埋段

3、：MK3+915MK4+040（125m）；隧道U型槽段：MK4+040MK4+240（200m）；（2）隧道采用明挖顺作法施工，即开挖至基坑底后顺作底、侧墙及顶板和其它结构。基坑由浅至深分别采用放坡开挖、SMW工法桩围护等形式进行支护开挖。隧道基坑南北长525m，宽28.329.2m，总面积约1.5万平方米，隧道基坑开挖深度1.109.25m，泵房处开挖深度11.9m。（3）地质条件场区勘探深度范围内揭露地层为第四系全新统冲积相松散沉积物，根据地层岩性、时代成因、物理力学性质，将场区地层分为2个工程地质层，各层又细分为若干亚层。现将各岩土层特征分述如下：1b杂填土：灰黄色，密实，主要成分路基

4、填土，含碎石，表层为路基。大多数孔有揭露，局部地段缺失。该层土厚度0.601.90m、平均0.91m。土层工程地质性能极差。1a素填土：灰黄色，松散，主要成分为粉质黏土，顶部含碎石。分布较普遍，仅少量孔缺失。该层土顶板埋深0.001.00m、平均0.57m；顶板标高7.228.60m、平均7.87m；厚度0.402.80m、平均1.49m。土层具中压缩性、工程地质性能极差。1-1粉质黏土：灰黄色，可塑，含铁锰质斑点。大多数孔有揭露，局部地段缺失。该层土顶板埋深0.402.40m、平均1.84m；顶板标高5.968.20m、平均6.64m；厚度0.702.70m、平均1.43m。土层具中偏高压缩

5、性、工程地质性能差。1-2淤泥质粉质黏土：灰色，流塑，具层理，夹粉砂薄层，层厚3mm左右，局部夹层较多，含云母碎片。均有揭露、普遍分布。该层土顶板埋深1.404.50m、平均2.96m；顶板标高3.807.20m、平均5.48m；厚度6.6023.60m、平均16.01m。土层具高压缩性、工程地质性能极差。1-2a淤泥质粉质黏土夹砂：灰色，流塑-软塑，夹粉砂薄层，个别地段揭露。该层土顶板埋深10.8019.50m、平均14.48m；顶板标高-10.90-2.35m、平均-5.93m；厚度1.7013.40m、平均9.28m。土层具高压缩性、工程地质性能差。1-2c粉砂、粉土（淤泥质）：灰色，饱

6、和，松散，颗粒级配差，含云母碎片。间断分布，大多地段缺失。该层土顶板埋深8.9015.10m、平均12.43m；顶板标高-6.68-0.30m、平均-4.06m；厚度0.902.40m、平均1.53m。土层工程地质性能差。1-3粉砂（粉质黏土夹砂）：灰色，饱和，稍密-中密，局部地段为粉质黏土夹粉砂。大多数孔有揭露，局部地段缺失。该层土顶板埋深19.8026.50m、平均23.01m；顶板标高-18.30-11.39m、平均-14.54m；厚度1.906.50m、平均3.74m。土层具中压缩性、工程地质性能一般较好。1-4粉质黏土：灰色，软塑，稍有光泽反应，无摇振反应，韧性和干强度中等均有揭露、

7、普遍分布。该层土顶板埋深23.4030.50m、平均26.45m；顶板标高-22.30-14.99m、平均-18.01m；厚度3.1014.60m、平均6.55m。土层具中压缩性、工程地质性能一般。1-4c粉土：灰色，湿，稍密，含云母碎片，黏粒含量高。仅CK118孔有揭露。主要物理力学指标：该层土顶板埋深30.20m；顶板标高-21.60m；厚度0.90m。土层工程地质性能一般。2-1粉质黏土：灰色，可塑，粉质含量高，稍有光泽反应，韧性和干强度中等。分布较普遍，仅少量孔缺失。该层土顶板埋深28.0036.50m、平均32.79m；顶板标高-28.10-19.68m、平均-24.41m；厚度1.

8、108.20m、平均4.17m。土层具中压缩性、工程地质性能较好。2-1c粉土：灰色，湿，中密，含云母碎片。仅ZK113孔揭露。该层土顶板埋深34.00m；顶板标高-25.60m；厚度2.50m。土层具中压缩性、工程地质性能一般。2-3粉砂(细砂)：灰色，饱和，中密密实，颗粒级配差，含云母碎片，局部富集，含少量砾石，粒径3mm左右。大多数孔有揭露，局部地段缺失。土层具中偏低压缩性、工程地质性能较好。（4）水文条件场区地下水主要为松散岩类全新统潜水和微承压水,含水层岩性为粉砂和粉土。潜水主要赋存于地表1a、1b层填土层中，微承压水主要赋存于1-2c层、1-3层、2-3层粉土或粉砂层中。勘察期间地

9、下水稳定水位为埋深1.502.80m、平均2.34m；标高5.406.90m、平均6.03m。1-2c层微承压水水位为8.60m（本次勘察在钻探结束24小时量取静止水位后用原土对钻探孔进行了回填）。根据本次在ZK119附近地下水水质分析资料，地下水矿化度0.836g/l,为淡水，根据公路工程地质勘察规范（JTJ064-98）中附录D中表D.0.7-1D.0.7-3进行判别：地下水对混凝土无结晶类、分解类和结晶分解复合类腐蚀性。按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）评价，场地地下水对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水状态下和干湿交替状态下均具微腐蚀性，对混凝土结构具微腐蚀性。1.2 监测目的

10、基坑开挖过程中，必须保证支护结构的稳定性，以确保基坑施工安全，从而不危及基坑周边建筑物和既有构筑物、地下管线等。为此施工过程中必须采取相应的监控保护措施，监测的目的主要是：(1) 了解围护结构的受力、变形及坑周土体的沉降情况，对围护结构的稳定性进行评价。(2) 对基坑周边地下水位、地下管线和建筑物的沉降、变位等进行监控，了解基坑施工对周边环境的影响情况。(3) 通过获得的围护结构及周围环境在施工中的综合信息，进行施工的日常管理，对设计和施工方案的合理性进行评价，为优化和合理组织施工提供可靠信息，并指导后续施工。(4) 积累资料，为类似工程提供参考。2. 编制原则与监测项目2.1 编制原则开展和

11、加强监测工作，可以根据实时的变形数据，分析判断预测基坑开挖过程中周边环境及围护体系的变形情况，采取有效措施，达到控制基坑变形，保护周边环境及基坑围护体系的目的。从时空效应的理论出发，结合本工程的具体情况以及设计单位的要求，本监测方案的编制按以下原则进行：（1）根据设计要求，基坑施工的平面影响范围从基坑边线起，向外至少延展到基坑开挖深度2倍的范围之内。根据设计说明、遂道周围的环境条件和基坑深度，本基坑等级定为二级，即地面最大沉降量控制在0.2%H，围护结构最大水平位移0.2%H,H为基坑开挖深度。（2）监测内容和监测点的布设，满足本工程设计和有关规范规程的要求，同时能客观全面反映本工程施工过程中

12、周围环境和基坑围护体系的变形。（3）采用的监测仪器满足精度要求且在有效的检校期限内，采用方法准确、监测频率适当，符合设计和规范规程的要求，能及时准确提供数据，满足施工的要求。（4）可靠性原则：可靠性原则是监测系统设计中所考虑的最重要的原则。为了确保其可靠性，必须做到：第一，系统采用可靠的仪器。第二，应在监测期间保护好测点。（5）多层次监测原则：多层次监测原则的具体含义有四点：A在监测对象上以位移为主，兼顾其它监测项目。B在监测方法上以仪器监测为主，并辅以巡检的方法。C考虑分别在地表、及临近建筑物与地下管线上布点以形成具有一定测点覆盖率的监测网。D为确保提供可靠、连续的监测资料，各监测项目之间应

13、相互印证、补充、校验，以利于数值计算、故障分析和状态研究。（6）重点监测关键区的原则：在具有不同地质条件和水文地质条件、周围建筑物及地下管线段，其稳定的程度是不同的。稳定性差的地段应重点进行监测，以保证建筑物及地下管线的安全。（7）方便实用原则：为减少监测与施工之间的干扰，监测系统的安装和测量应尽量做到方便实用。（8）经济合理原则：系统设计时考虑实用的仪器，不过分追求仪器的先进性，以降低监测费用。（9）监测信息及时反馈工程各方，同时以协助施工方在日常的施工过程中加强对各项监测数据综合分析，优化施工切实达到信息化施工的目的。2.2 监测项目为了及时收集、反馈和分析周围环境要素在施工中的变形信息，

14、实现信息化施工，确保施工安全。综合委托单位提供的资料、本工程周围环境特点及围护设计单位对工程环境监测工作的具体要求，确定本监测工程设置以下几方面监测内容：（1）周边环境监测A、基坑外地表沉降监测了解随着基坑开挖周围土体的沉降情况。B、基坑外地下水位监测了解基坑围护结构的止水效果。C、周边建筑物监测建筑物的沉降，了解基坑施工对周边建筑物、构筑物的影响情况，及时调整基坑施工，确保周边建筑物安全。D、坑外土体测斜监测了解在基坑开挖时，坑外土体水平位移变化情况。（2）围护结构监测A、地下连续墙墙顶变形（沉降、位移）了解基坑开挖期间墙顶的水平位移和竖直沉降情况。（3）支撑体系A、支撑轴力监测了解砼、钢支

15、撑受力情况。（4）人工巡视综合了解基坑的状态情况。3. 监测方法技术3.1 技术依据 （1）XX江北大道快速化改造工程(MK2+750.000MK5+300.000段)施工图设计-XX路隧道设计说明书设计图纸（2）工程测量规范（GB 50026-2007）（3）建筑变形监测规程（JGJ 8-2007）（4）建筑基坑工程监测技术规程（GB 50497-2009）3.2 监测点位布置（1）监测控制网的布设监测控制网分两种：平面控制网用于水平位移监测；水准控制网用于垂直位移监测。水平位移监测控制网的布设应符合下列要求：a 水平位移监测控制网可采用导线网、三角网、边角网、基准线和卫星定位等形式或方法，

16、当采用基准线控制时，基准线必须设立检核点。控制网方法视现场环境而定。b基准点应埋设在变形区外（不少于2倍开挖深度），按变形监测精度要求可建造具有强制对中标志的观测墩，也可采用对中误差小于0.5mm的光学对中装置。水平位移控制网的基准点不应少于3个。平面控制点计划布设8个，编号为P1P8，控制区域为整个监测区，为使测距、测角误差在横、纵坐标上均匀分布，网形为闭合导线网，引测外方向为施工用平面控制网。点位设在稳定、安全的地方，有条件可采用固定观测墩；通常在地面埋设钢钉点，顶上刻划“+”字。垂直沉降监测控制网的布设应符合下列要求：a 垂直沉降监测控制网采用几何水准测量，并布设成闭合网。基准点应埋设在

17、变形区外（不少于2倍开挖深度）。b 垂直沉降监测控制网基准点不应少于3个，基准点埋设在变形区外的密实的沙卵石层或原状土层中，也可埋设在稳固建筑的墙上。基准点计划布设8个，建立闭合环，编号为BM1BM8。在较安全的地方沿基坑四周布设，埋设按浅埋点要求进行设置。控制点具体布设情况将在进场后根据现场条件进行布设。基准点应定期复测，复测周期应视基准点所在位置的稳定情况确定，在基坑施工过程中宜每月复测一次。（2）监测点的布置根据设计单位设计图纸监测点布置图并参考建筑基坑工程监测技术规程（GB 50497-2009）的布设规范布设监测点（孔）。（详见后附监测点布点图）1）周边环境监测A、基坑外地表沉降监测

18、由于基坑的开挖，使得基坑外侧土体由于应力场的改变而产生沉降，影响显著区域一般在2倍基坑开挖深度范围内。在垂直于基坑围护墙边线外共布设18断面沉降监测点。每一测量断面在垂直基坑方向30米范围内布设，每组监测点间隔40-60米左右，每组布设3点，按距基坑5米、10米、25米设置。编号为：DB1-1DB1-3DB18-1DB18-3，共计54点。B、基坑外水位观测孔地下水位观测孔沿基坑周边布设，每40-60米布设一孔，深度为基坑开挖深度以下1m，共计14孔，编号为：SW1SW14。C、建筑物监测点基坑工程施工会引起周围建筑物产生沉降，较大的沉降或不均匀沉降都会危及周围建筑物的安全，为全面了解施工引起

19、的对周围建筑物的影响情况，并能根据监测信息实时的调整施工参数，以确保周围建(构)筑物的安全，在施工期间内对建筑物的沉降进行观测。建筑物点位宜选设在下列位置：a 建筑物的四角，核心筒四角、大转角处及沿外墙每6-10米处或2-3根桩基上，长边不少于3点。b 高低层建筑、后滞带和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处。c 邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜（沟）处本工程附近建筑物沉降视开挖前拆迁情况最终确定，编号：JZ1JZn。D、坑外土体测斜监测在对应的暗埋段墙体外布设，间距为40-60米左右，布设土体测斜14点。编号为TX1TX

20、14。2）围护结构围护墙顶变形（沉降、位移）监测点在暗埋段20-40米一点共布设38点，编号：QD1QD38。3）支撑体系A、支撑轴力监测支撑轴力监测是在基坑开挖及主体结构施工过程中，对支撑轴力的大小和变化情况进行观测，结合围护结构的位移情况对支撑结构的安全和稳定性做出评价。支撑轴力每60米一个监测断面，在钢支撑上安装反力计。共布设5组，编号为：ZL1ZL5。3.3 监测点（孔）统计表 监测点（孔）统计表监测项目点（孔）数基坑外地表变形54个基坑外地下水位孔14个建筑物沉降20个（待定）坑外土体测斜孔14孔混凝土支撑轴力5围护结构顶部位移38个支撑轴力5组立柱沉降7个3.4 监测点的埋设及施工

21、监测方法（1）周边环境监测A、基坑外地表沉降监测埋设：在基坑施工时，为了解各个施工对围护外侧土体的扰动影响，沿垂直于基坑主体方向，布设地表沉降点。首先用小钻机破硬化土层，开一个直径不小于15cm（便于标尺放入）的孔，用铁锤将不短于60cm的钢筋敲入土层（注意地下管线埋深），钢筋顶部应低于路面3-5cm，钢筋周围用砼加固。测量仪器：沉降监测采用DSZ2+FS1精密水准仪及相应的铟瓦水准标尺。 苏光DSZ2水准仪+FS1（测微器）测量方法：沉降监测采用独立高程系统，每次观测宜形成闭合或附合观测路线，同时工作中按国家二等水准测量各限差要求进行测量，并符合国家二等水准的各项精度要求。观测方法采用精密水

22、准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。如下图所示。观测时各项限差宜严格控制，每测点读数较差不宜超过0.5mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，如超过时，应重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于1.0mm，取平均值作为初始值。计算地表监测基点为标准水准点（高程已知），监测时通过测得各测点与水准点（基点）的高程差H，可得到各监测点的标准高程ht，然后与上次测得高程进行比较，差值h即为该测点的沉降值，即 Ht（1，2）=ht（2）-ht（1）数据分析与处理:首先绘制时间-位移散点图和距离-位移散点图，根据沉降规律判断基坑稳定状态和施工措

23、施的有效性。时间-位移散点图B、基坑外地下水位观测孔埋设：采用钻机钻孔埋设。在设计位置处用工程钻机采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺钻孔至基坑开挖面以下1米处，清孔换浆后，放入PVC水位管，在距离底部2米以上处安装滤水管并在其外侧用滤网包裹，回填时滤水管段用中粗砂回填，其余处用粘土回填至密实，最上部用配套的塑料盖盖上，以免地表水渗入影响观测。测试仪器：水位计。测试方法：采用水准联测各管口高程h孔口后，直接用钢尺水位仪测试水位管内水位深度。慢慢将探头放入水面，刚接触水面时在钢尺上读数一次，然后慢慢将探头拉出水面，当探头刚离开水面时在钢尺上再读数一次，取两次平均值即为水面之深度h深。特别需要注意

24、的是：初值的测定在开工前23天，在晴天连续测试水位取其平均值为水位初始值；遇雨天，在雨天后12天测定初始值 ，以减小外界因素的影响。水位监测计算公式如下： h水 = h孔口-h深 dh水i = h水i-h水i-1 Dh水i = (dh水1 + dh水2 + + dh水i)式中： h水 水位高程 h孔口 管口高程 h深 地下水位深（管口与管内水面之深度） dh水i 本次水位变化 Dh水i 累计水位变化数据分析与处理：根据水位变化值绘制水位-随时间的变化曲线，以及水位随施工工况情况的变化曲线图，以评价施工对周边环境影响的范围及程度。C、周边建筑物监测埋设：建筑物测点埋设时先在建筑物的基础或墙上钻孔

25、，然后将预埋件放入，孔与测点四周空隙用水泥砂浆填实。测点基本布设在被测建筑物的角点上，测点的埋设高度应方便观测，同时测点应采取保护措施，作好明显标志，并进行编号，避免在施工和使用期间受到破坏。桥梁路面只用道钉埋设在桥面上，埋设的位置注意避开汽车过往处，避免来往车辆挤压。每幢建筑物上一般至少在四个角部布置4个观测点，特别重要的建筑物布置6个或更多测点。建筑物沉降测点示意图建筑物沉降监测点测试仪器：采用DSZ2+FS1精密水准仪及相应的铟瓦水准标尺。测试方法：沉降监测采用采用独立高程系统，每次观测宜形成闭合或附合观测路线，同时工作中按国家二等水准测量各限差要求进行测量，并符合国家二等水准的各项精度

26、要求。计算方法同地表沉降监测点。D、坑外土体测斜监测埋设：采用钻孔埋设。在埋设点上用钻机钻孔至相应地下连续墙深度，冲孔后逐段安放外径70mm、内径59mmPVC测斜管。在安放测斜管时，管内的十字导槽必须有一组垂直于基坑边线，底部封闭，接头处用自攻螺丝拧紧，并用胶布密封，顶部用保护好，盖子顶部基本与路面持平。测试仪器：CX3型数显自动记录测斜仪。测试方法：先以测斜孔顶为起测基准，以0.5m点距由下向上进行测试，到顶后探头旋转180再次以0.5m点距由下向上进行测试（正反方向测试可消除仪器本身存在的系统误差），每次测试均用全站仪测量测斜管口的偏移量，利用全站仪测得的孔口位移进行测斜成果的修正，经计

27、算处理产生数据报表及测斜曲线。测斜公式推导：测斜仪工作原理是测量探头在测斜管内与重力线的倾角，得出探头两滑轮间的相对位移。并以其中一个已知不动点始作累加。 即S1=X1 (X1为孔底不动点)S2=X1+ X2S3= X1+ X2+ X3 Sn= Sn-1+ Xn= Xn+Xn-1+X3+X2+X1=由于基坑开挖过程中，测斜孔孔底不可能保持不动，因此以孔顶作为不动点，孔顶用其他精度方法测量出该点的绝对水平位移。计算测斜公式：Sn=X/n (X/n为已知点水平位移)Sn-1=X/n-Xn-Xn-1Sn-2=X/n-Xn-Xn-1-Xn-2S1=X/n-Xn-Xn-1-Xn-2-X3-X2-X1=X

28、/n-资料整理：1、初始值标定： 基坑开挖前完成测斜数据初始值测定。在多次重复观测的数据中，选取收敛最小的一次观测数据作为该孔的初始值。2、符号规定：规定测斜管向基坑方向偏移为正值，反之为负值。3、偏移量：本次各点测试值与同点号上次测试值之差为本次偏移量；本次各点测试值与同点号的初始测试值之差为累计偏移量。4、绘制累计偏移量-深度曲线图。测斜孔的保护：由于施工的工期较长，为确保测斜孔不被破坏，必须采取相应的保护措施，措施如下：a、请参建单位共同配合，做好测斜管的保护工作。b、为防止异物落入孔内，测试前清除孔口周围杂物，测量完毕封堵孔口。c、基坑开挖过程中，应避免测斜孔被损、被堵等情况的发生。数

29、据处理与分析：每次量测后应绘制位移历时曲线，孔深-位移曲线；当水平位移速率突然过分增大是一种报警信号，收到报警信号后，应立即对各种量测信息进行综合分析，判断施工中出现了什么问题，并及时采取保证施工安全的对策。（2）围护结构监测A、地下连续墙墙顶变形监测埋设：将顶面画“十”字半圆形的不锈钢沉降标在浇筑围护体顶圈梁混凝土过程中，在设计位置处直接埋入。测量仪器：沉降监测采用DSZ2+FS1精密水准仪及相应的铟钢水准标尺；平面位移监测采用TOPCON全站仪或经纬仪。测量方法：按国家二等水准要求施测。每次测量均将基地外的基本水准点引进基地内部，做单点引测。平面位移主要采用视准线法，用经纬仪测量地表各测点

30、与基线间距离的变化；如果视线受限制，则采用小角度法进行量测，从而了解围护体顶部水平位移的情况。墙顶水平位移测量按小角度法进行观测。在平行与基坑围护墙延长线上的平面控制点设工作站，取远方50米外位置稳定、成象清晰的永久性目标作固定后视方向分别测出各监测点相对后视的夹角，每次四测回取平均值A。光电测距量出测站至监测点边长S。同一测点相邻两次测角差dA=Ai-Ai-1，从而计算出该测点本次位移量，第一次位移量累加至当次本次位移量即为该测点累计位移量。计算公式如下： dSi = (dAiS)/ DS = (dS1+dS2+dSi)式中 dSi 本次位移量 dAi 本次角度变化量 常数 = 206265 DS 累计位移量（3）支撑体系A、支撑轴力监测测试元件选择：本次支撑轴力监测采用反力计。反力计安装：支撑轴力反力计在安装前，要进行各项技术指标及标定系数的检验。反力计有一套安装配件：两块400*400*20mm的钢板，一只直径为15cm的圆形钢筒，钢筒外翼状对称焊接有4片与钢筒等长的钢板。安装时，一块钢板与圆钢筒一端焊接，并焊接在钢支撑一端的活络头上；反力计一端安放在钢筒中，并随钢支撑的安装一起撑在围护墙的围檩上。测读仪器：XP02型振弦测试仪。测读方法：直接用XP02型振弦测试仪测读测力计显示的频率读数，通过公式换算得到支撑所受轴力值。计算公式为：