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1、整理地铁车站监控量测方案南京地铁二号线汉中站基坑和区间隧道施工监测方案南京水利科学研究院二六年八月一、汉中门车站基坑施工监测方案11工程概况汉中门车站位于汉中路南侧，其南侧为汉中门市民广场，北侧为南京中医药大学，车站西端离虎踞路高架桥最近的桥墩约30m。车站总长度为：16150米，车站标准段宽度：2090米。顶板埋深约2836米，基坑开挖深度约2093231米。车站西端南北侧在施工阶段各设一个10m8m的盾构吊出井，东端车站底板设1919的电缆过轨通道与l号风道内电缆夹层相界接。车站东西两端北侧设活动塞风道、风井，在南北两侧共设四个出入口通道。车站西端地下三层设防淹门一道 (与人防隔断门结合)

2、，其承载力按秦淮河百年一遇洪水标高115m考虑。汉中门站地形平坦，本场地南侧为汉中门广场。车站设计为地下三层三跨箱形结构，采用明挖顺做法施工；岛式站台，站台宽12m，有效站台长度140m。根据本工程特点，车站土体基坑围扩设计采用间隔布设、桩芯相切、护壁咬合人工挖孔桩，同时利用人工挖孔桩设混凝土圈梁，与主体结构共同参与基坑围护。车站西端的2、3号出入口由于地质条件好分别采用锚喷支护及土钉支护；位于车站东端的1、4号出入口采用800钻孔灌注桩作为基坑围护结构，桩间距900。地下二层框架结构，围护结构采用密排的1000人工挖孔桩，挖孔桩采用钢筋砼桩与素砼桩间隔布设(局部地段采用密排钢筋砼桩)，桩芯相

3、切，护壁咬合。东端1号风道为地下三层框架结构，围护结构采用密排的1200人工挖孔桩，挖孔桩采用钢筋砼桩，桩芯相切，护壁咬合。围护结构支撑采用609mm的钢管支撑(壁厚t=12mm)，竖向设四道，支撑水平间距为5m。12工程地质条件和周边环境情况121地形、地貌、地质汉中门站拟建场区隶属于I级阶地地貌单元。地表以下180430米为近期杂填土、粉质粘土、素填土；第四系沉积层底板埋深5102290米，主要为全新世上更新世沉积粉质粘土和混合土：下部基岩为白垩系“红层”，岩芯为泥质粉砂岩加粉砂质泥岩，软硬相间，属极软岩。汉中门车站地质参数由南京地铁二号线汉中门站岩土工程详细勘察报告 (编号：200416

4、8-1)提供。穿越的主要土层由上至下依次为：杂填土；2b2-3素填土；1b1-2粉质粘土；3b2-3粉质粘土；lbl-2粉质粘土：2b23粉质粘土；3b1- 2粉质粘土：4e粉质粘土：Klg-1a强风化泥质粉砂岩：Klg-2a 中风化泥质粉砂岩。122水文 本站地下水类型主要为上层滞水、孔隙潜水和基岩风化裂隙水。上层滞水主要赋存于层填土的碎砖、碎石等杂物的孔隙格架中；孔隙潜水分布在层软土中；层硬可塑粉质粘土，可视为相对隔水层；基岩风化裂隙水土要分布于岩石风化界面和粉砂岩、泥质粉砂岩裂隙中，裂隙多被允填、裂隙一般不富水。地下水年变幅050150米，地下水对砼无腐蚀性，对钢筋砼结构中的钢筋无腐蚀性

5、，对钢结构具有弱腐蚀性。场地土对砼无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。设计时，地下水位埋深按100米考虑。123气象本项目所在区域处于长江下游北热带季风气候区，具有气候温和，雨量充沛，日照充足，无霜期长，四季分明等特点，因受大陆、海洋以及来自南北天气系统段影响，气候比较复杂，年际间的变化大，气象灾害比较频繁，年降雨量为10001200mm，年内分布也不均衡，主要集中在夏季，69月份雨量占52，夏秋之际多台风暴雨。124周边环境情况本工程部分施工场地受附近建筑物及地下管线的限制，如：西端约30m处有虎踞路高架桥外及东端南侧距南水苑宾馆最小距离为1.8米，车站范围内管线密集。地层中主要以粉质粘土为主；基

6、坑开挖深度为209323l米：基坑变形要求高。13监测目的和内容131 施工监测的目的基坑开挖是一个动态过程，与之有关的稳定和环境影响也是个动态过程。因此，加强在施工过程中的监测，有助于快速反馈施工信息，以便及时发现问题并采用最优化的工程对策。根据监测结果，及早发现可能发生危险的先兆，判断工程的安全性，防止工程破坏事故和环境事故的发生，采取必要的工程措施及手段，把危险的先兆消灭在萌芽状态。132 施工监测的意义1）运用现代化的信息技术来指导施工，提供可靠连续的监测资料，以科学的数据、严谨的分析来指导预防工程破坏事故和环境事故的发生。2）及时整理监测信息，通过数据处理确立信息反馈资料，将现场测量

7、结果与预测值相比较，以判别前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以便确定和优化下一步施工参数，从而指导现场施工，做到信息化施工。3）通过监控量测，确保车站周围建筑物的安全，用反馈的信息优化设计，使设计达到优质安全、经济合理、施工快捷，另外还可将现场监测结果与理论预测值相比较，用反分析法寻求更接近实际的理论公式用于指导其它工程。4）为因不可抗力造成的工程事故或其它意外，以及由此产生的纠纷、诉讼、索赔、反索赔时提供可靠依据。5）指导现场施工，保障邻近建筑物、构筑物、地下管线及周围环境的安全。133 监测信息化施工工艺流程（详见信息化施工工艺流程图）监测流程图134 监测内容根据本工程的特点确定

8、的量测项目有围护结构裂缝及渗漏水观察；基坑周围地表、地下管线沉降、建筑物沉降及倾斜；围护桩顶水平位移及垂直位移；钢管支撑与腰梁应力监测等。具体要求见下表。基坑施工监测的具体项目监测项目测点布置量测频率监测范围测点断面及间距基坑外观察基坑内外地面、建筑地层土质描述连续墙、内支撑随时进行基坑周围地表沉降基坑边50m范围测点间距510m以内10m内12次/天基坑外，1020m 1次/2天，2030m 1次/3天，3050m 1次/周基坑周围建筑物沉降倾斜基坑边50m范围测点间距510m以内基坑周围地下管线基坑边50m范围测点间距510m以内围护桩顶水平垂直位移围护桩顶测点间距510m 1次/12天地

9、下水位基坑周边基坑外侧4孔深层土体水平位移墙体全高纵向2030m间距1个断面埋设1周内1次/12天，埋设1周后1次/周桩背土压力主断面量测桩身内力主断面量测1次/12天支撑轴力支撑端部或中部长、短边中点且间距30m注：根据2006.7.15地铁二号线委外监测单位技术交底会议纪要，关于桩背土压力监测是否实施由上级主管部门另行决定。测点布置：结合地质勘察资料、地下管线图纸、围护结构图及现场实际调查，对施工测点进行综合布点，严密监测。 测点布置原则为：（1） 观测点类型和数量的确定综合考虑工程地质条件、设计要求、施工特点等因素；（2） 为验证设计数据而设的测点尽量布置在设计中的最不利位置和断面，如最

10、大变形处、最大内力处，为及时反馈信息，考虑相同工况下的最先施工部位，以指导施工；（3）观测变形的测点（连续墙水平、垂直位移，建筑物位移等）考虑既能反映监测对象的变形特征，又能便于使用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。即全面监测、选择最危险断面集中设置多种测点、各种测试结果相互验证，既安全可靠又经济合理。根据设计要求结合本工程实际情况，基坑开挖共设基坑周围地表沉降测点32 个、围护桩顶垂直位移测点各16个、深层土体水平位移（测斜管）16个、钢支撑轴力9个断面36个测点、土压力2个断面16个测点、支护桩内力2个断面32个测点（拉、压双向）、4个水位测点（利用4孔测斜管），具体布置见附图1、2。基

11、坑周围地面建筑物、地下管线沉降按实际情况布置。腰梁应力建议不测。拟对隧道设4个重点观测断面，布置在覆盖层最浅及距已有建筑物最近处。共设置周边位移测点16个、拱顶下沉测点8个、地表沉降测点40个、土体水平位移测孔4个（2个断面）、土体垂直位移测孔4个、地下水位测孔2个（利用4孔测斜管）。135 量测项目警戒值 警戒值应根据现场具体地质及周边情况确定,现提供量测项目警戒值参考值,供施工初期参考,在施工过程中根据现场情况予以修正。围护结构水平位移：10mm，地表沉降：15mm，管线沉降：5mm， 内力：90的设计允许最大值。1.4 监测方法1.4.1 围护桩顶水平垂直位移采用水准仪和水准尺以几何水准

12、方法测量，在桩顶预埋钢桩，用水准仪测量钢桩顶垂直位移。水平位移测点使用垂直沉降相同的测点，各测桩上刻痕，使之在一条直线上且与围护桩中线平行。按视准线法或小角度法利用经纬仪观测，布设测点时保证同一侧所有测点位于一条直线上。1.4.2 深层土体水平位移将测斜管预安装在围护结构钢筋笼上，滑槽方向对准基坑方向，上下用盖子封好，钢筋笼吊装完成后，立即在管内注入清水，以防止泥浆进入，随钢筋笼浇筑在混凝土中。量测时使用测斜仪自孔底开始，自下而上沿导槽全长每隔一定距离测取读数，根据测量结果判断土体的水平位移。测量图示如下：143 地下水位监测 钻孔预埋4孔地下水位监测管。为保证管内水位地下水位一致在测斜管51

13、5 m深处打透水孔并外包土工布保护。使用电子测钟量和卷尺测地下水位。144 钢支撑轴力监测监测方法：在钢支撑的端头或中部安装钢弦式轴力计进行量测，用频率读数仪测读轴力计工作频率计算出轴力计和钢支撑的受力。145 土压力监测钻孔预埋土压力计或在挖孔桩成孔施工时人工埋设，用频率读数仪测读土压力计工作频率计算出土压力。146 支护桩内力监测 使用钢筋计对称焊接安装在围护结构钢筋笼受力主筋上，用频率读数仪测读钢筋计工作频率计算出钢筋受力。147地表沉降地表沉降测点结构见下图。按三等水准测量方法量测。图3 地面测点结构图148邻近的建筑物沉降、倾斜及裂缝观测建筑物沉降监测，主要在门窗、边角上设置沉降监测

14、点，同时布设倾斜监测点。必要时在已有的裂缝处贴石膏饼，观察裂缝的变化情况。测点布置拟在2H(H为基坑开挖深度)施工影响范围内对重要建筑物布点。一般居民房四角布设沉降点，长边超过25米和现行结构较差、距离基坑较近的房屋在中部适当加密测点。149地下管线沉降及水平位移监测根据基坑周围地下管线的功能、管材、接头形式、埋深等条件，在基坑开挖前布设好管线沉降监测点。监测点分直接监测点和间接监测点。布点原则是对位于基坑施工影响范围内的管线作为重点监测保护对象，一般情况下对直径小于300mm的刚性管线(煤气、上水)及直埋的柔性管线(电力、市话)，采用包裹法布设直接监测点，即把被监测管线开挖暴露，将一根测针包

15、裹在管线上，测针垂直管顶并露出地面；对于直径大于等于300mm的刚性管线(煤气、上水)及以排管或管块方式埋设的柔性管线(电力、市话)，采用包裹法布设直接监测点将无法实施，特别是在道路上施工，大面积的开挖时不现实的。以最小的开挖面积，挖至被监测管线的顶部，然后埋设中70的PVC护管，测量时把测针通过护管直接置于被监测管线顶部即可，也可按管线单位要求布设在管线设备上(人孔、窨井、阀门、抽气孔等)；间接测点是将管线测点做在靠近管线底面的土体中。由于车站施工范围内的市政管线在施工前均进行搬迁，在管线搬迁的过程中尽可能设置地下管线直接监测点，同时利用已有设备点进行直接监测。图4 管线测点示意图15监测频

16、率的相关具体要求监测下作布置的基本原则是在确保基坑安全的前提下，本着“经济、合理、可靠”的原则下安排监测进程，尽可能建立起一个完整的监测预警系统。在风井、通道口围扩施工时，正常情况下，临近监测对象每天观测1次，当日变化量或累计变化量超警戒值时，监测频率适当加密，。基坑预降水前，应提前1周完成水位观测孔、围护结构顶面变形点的埋设，并测定初始值，观测项目为建构筑物、管线、水位观测，测量频率为1次周；居民住宅为1次3天。在基坑开挖过程中，由于土体压力场的变化，维护结构深部将向坑内位移，势必造成周边地表、地下管线、圈梁的沉降，尤其是根据管线单位交底要求进行布设当基坑开挖至坑底垫层浇注前这一段时间内，整

17、个围护体处于最不利受力状态。特殊情况如监测数据有异常或突变，变化速率偏大等，适当加密监测频率，直至跟踪监测。在车站地下结构施工阶段，各监测项目观测频率为13次周，支撑拆除阶段1次天。16监测仪器结合本站实际情况，并根据业主、设计、监理单位要求，结合施工环境和工况，其主要目的是掌握基坑及周围环境的车站施工期间的变形，以及时反馈给设计和施工方，确保本工程及临近建筑物的安全。主要监测仪器见附表1。17 监测人员组成为了确保汉中站基坑及周围房屋建筑的安全，我院按设计要求编制了监测方案，成立以范明桥为组长的监测小组，在监测中心及监理工程师的指导和施工单位中铁四局配合下，全面负责本项目的监测工作。小组人员

18、及职责划分见附表2。深基坑开挖施工全过程中，监测小组成员负责现场监控量测的实施，收集资料并统计分析监测成果，及时反馈施工信息，及早发现问题采取最优工程对策，确保基坑稳定与安全。18监测结果提交监测的最终结果是提供详细的数据用于指导施工，因此，我院将根据地表沉降、管线位移、水位变化、周边建筑物倾斜及裂缝、围护结构位移、钢支撑轴力、土压力、支护桩内力等分类制定监测信息报表，按监测大纲统一的格式按时、如实的填报监测资料，做好信息反馈工作。（1）每次监测资料以报表的形式提交。（2）当监测值接近报警值时，及时向上级预警；当达到报警值时，及时报警，并提交有关系列资料及分析报告。（3）在监测结束后，提交监测

19、分析报告。（4）向驻地监理、驻地业主及监测中心上报监测日报、周报、月报。18 施工监测技术及质量保证措施（1） 根据监理工程师批准的监测点位布置测点，并且保证监测的正常操作，明确各项监测内容的量测精度及预警值。（2）小组及时收集、整理各项监测资料外，尚须对这些资料进行计算、分析、对比，预测基坑及结构的稳定性及安全性，提出工序施工的调整意见及采取的安全措施，保证整个工程安全、可靠的推进。（3）协调好施工和观测设备埋设间的相互干扰，将观测设备的埋设计划列入工程施工进度控制计划中。及时提供工作面，创造条件保证监测埋设工作的正常进行。在施工过程中，教育全体施工人员采取切实有效措施，防止一切观测设备、观

20、测桩点和电缆受到机械和人为的损坏，如有损坏，按监理工程师的要求，及时采取补救措施，并详细作出记录备查。（4）仪器安装完毕，按批准的方法对设备进行测试、鉴定和校正，并记录其观测系统的各仪器设备在工作状态下的初始设施，按照监理工程师的要求进行定期观测，并记录和整理全部原始观测资料报送监理工程师和抄送设计单位。（5）施工具体情况，设定变形值、内力值及变化速率警戒值，当发现超过警戒值时，及时报告监理工程师并采取应急补救措施。（6）监测的数据及时进行分析处理和信息反馈，确保围护结构、地面建筑物、地下管线的稳定和安全。附表1 拟投入的仪器设备清单仪器设备型号精度检定证书精密水准仪NAL232(苏光)0.

21、25mmGS060082光学经纬仪J2(苏一光)2力00110447-001伺服加速度侧斜仪CX010.02 mm/8新购置频率读数仪XS-937A0.1HzH2005-1080938电子测钟，钢卷尺1 mm计算机联想中国打印机惠普日本工程钻机100型中国附表2 监测小组成员表姓 名职 务主要职责范明桥项目负责监测方案的审核、监测人员的安排及审核分析崔伯华现场负责负责现场监控测量，分析审核监测成果黄康理监测主管具体安排监测工作，现场测量、收集数据并保存、统计分析监测成果朱满培测量工程师现场测量、收集数据并保存现场记录张建宁测量工程师现场测量、监测仪器的保管及监测点位的保护二、汉中门车站上海路车

22、站区间隧道施工监测方案21工程概况211竖井及通道本区间竖井及通道为施工期间临时性结构，在土建施工结束须回填。竖井施工场地设在汉中路与牌楼巷交叉口东南侧绿地及停车场内，竖井井深2246m，井窝深155m。竖井通道与区间右线正交，交点里程为K12+5780，在右线K12+598处设左右联络通道，联络通道与左右线区间隧道正交，施工期间兼作运输通道，使用期间做为防灾通道，在通道两端设双向开启的甲级密闭防火门。坚井井身及联络通道处于中风化层，地质条件较好。根据设计资料所知施工竖井通道和左右线的联络通道是交错设置的，其竖井及通道的中心里程为K12+57800，左右线联络通道的中心里程为K12+59800

23、0。待右线正洞施工到左右线联络通道的位置时再进行左右线联络通道的施丁。竖井通道纵坡3，断面拱部为单心圆，直墙，内净宽380m，内净高350m，衬砌结构采用复合式衬砌。竖井通道初期支护为150mm厚的C20网喷混凝土，钢筋采用E6钢筋。拱墙设中25中空锚杆，锚杆环、纵向间距10m，L=25m。二次衬砌为300mm厚素混凝土，在与正线隧道交叉处设钢筋混凝：卜环梁加强：左右线联络通道为永久结构，断面拱部为单心圆，直墙，内净宽3SOm，内净高350m，衬砌结构采用复合式衬砌。初期支护为150mm厚的C20网喷混凝土，钢筋网采用E6钢筋。拱墙设25中空锚杆，锚杆环、纵向间距10m，L=25m。二次衬砌为

24、300mm厚的钢筋混凝土。A.环境影响报告表根工程地质、地下管线埋设和设计要求，竖井通道和左右线的联络通道按全断面法施丁，贯彻短开挖，强支扩，勤量测，早封闭的原则精心组织施工。大纲要求212区间隧道汉中门站上海路站区间隧道从汉中门站东端以400m曲线过渡到汉中路北侧，隧道中线与道路中线基本平行，沿汉中路北侧延至上海路站西端。区间与汉中门站分界里程为K12+189301，与上海路站设计分界里程为K12+84770：区间设计为左右线分离的单洞单线隧道，右线隧道全K 658399m：左线隧道设有断链，区间隧道全K 662342m；区间最大纵坡20，最小竖曲线半径3000m。区间拱顶覆土厚度90915

25、21m，左右线线间距152162m。施工场地布置于汉中路与牌楼巷交叉口东南侧绿地及停车场内，设施工竖井组织施工。发现规划存在重大环境问题的，审查时应当提出不予通过环境影响报告书的意见；隧道设计使用年限为100年，结构防护按6级人防的抗力标准，按7度地震区设防，二级防水标准。区间结构支护形式为复合式衬砌，根据围岩分级情况及施工需要，正洞有4种断面形式，分别为、V、级围岩衬砌断面及级围岩管棚工作室。1.环境影响评价依据的环境标准体系22工程地质条件和周边环境情况竖井通道位于中风化泥质砂岩中。属于级围岩范围，地质条件较好。汉中门站上海路站区间拟建场区隶属于I级阶地地貌单元。勘探深度范围内，地表浅部为

26、近期杂填土、素填土；局部有层新近沉积土，下部主要为上更新世沉积粉质粘土和混合土；基岩为白垩系“红层”，岩性为泥质粉砂岩、角砾砂岩，软硬相间，属极软岩，其中3bl-2层具弱膨胀潜势。（6）环境影响评价结论的科学性。本区间地下水类型主要为上层滞水、孔隙潜水和基岩风化裂隙水。上层滞水土要赋存于层填土的碎砖、碎石等杂物的孔隙格架中：孔隙潜水主要赋存于层粉质粘土中；层可塑粉质粘土，可视为相对隔水层：基岩风化裂隙水土要分布于岩石风化界面和粉砂岩、泥质粉砂岩裂隙中，裂隙多被充填，一般不富水。（3）对环境影响很小、不需要进行环境影响评价的建设项目，填报环境影响登记表。沿线离区间最近的构筑物为星汉大厦地下室，水

27、平净距246m，隧道上方管线密集，主要有600给水管，450雨污水管，500煤气管及较多的电信电缆，110KV、10KV电力电缆，380V路灯电缆等。23监测项目和内容根据本标段工程的具体情况，监测项目有洞内地质及支护观察、周边位移、拱顶下沉、地表下沉、地下管线沉降、周围构筑物和建筑物沉降及倾斜土体水平位移、地下水位观测等。C.环境影响报告书(1)首先对工程施工可能引起地表下沉的原因、机理、规律及下沉值等作出必要的分析，进行预测控制。采用暗挖法施工隧道引起地表下沉的主要原因为：（2）列出有关的法律、法规、规章、标准、规范和评价对象被批准设立的相关文件及其他有关参考资料等安全预评价的依据。开挖过

28、程中的地层损失；支护结构的整体沉降及支护结构的受力变形：因应力变化而使土体产生的新的弹塑性变形，(2)对隧道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：施工方法、步骤的确定与改变；（3）对环境影响很小、不需要进行环境影响评价的建设项目，填报环境影响登记表。地质及围岩情况的改变；地表沉陷及地下水活动的异常情况出现；1）采取防护措施。外部荷载的异常变化。(3)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，监测项日内容见下表隧道施工监控量测项目表。监测项日以位移监测为主，监测数据应相互印证，确保监测结果的可靠性。

29、表2.1 隧道施工监测的具体项目监测项目测点布置量测频率地址支护观察随时进行每次开挖后周边位移每1020m一个断面开挖面距量测断面2时1次/天开挖面距量测断面时1次/天开挖面距量测断面时1次/周为开挖宽度拱顶下沉每1020m一个断面地表沉降横向50m一个断面纵向1020m一个测点建筑物沉降倾斜按实际情况布置 地下管线沉降间距15m土体水平位移4孔埋设1周内1次/12天，埋设1周后1次/周土体垂直位移4孔地下水位2孔1次/2天24监测点的布置拟对隧道设个重点观测断面，布置在覆盖层最浅及距已有建筑物最近处。共设置周边位移测点16个、拱顶下沉测点8个、地表沉降测点44个、土体水平位移测孔4个（2个断

30、面）、土体垂直位移测孔4个、地下水位测孔2个（利用4孔测斜管）。对竖井在其四边中点设表面沉降测点和水平位移测点各1个。监控量测测点布置见图21、22区间隧道监控量测测点布置图。25监测的实施(仅器、埋设、测试及报表内容等)1)隧道周边位移每个断面设2对测点。测定固定杆的埋设时间应在爆破后24小时内和下一次爆破前获取初读数，并要求测点位置距开挖面不超过2m，以使初读数能较真实地反映其变形值。2)隧道拱顶下沉拱顶下沉测点布设在拱顶中心线上，与周边位移监测点设于同一断面上。测点的安设时间和量测频率与隧道周边位移测点相同。3)地表沉降观测地表沉降测点，每断面10个测点断面总宽72m在隧道中心线左右平均布置。4)周边重要管线变形的监测根据规范要求，每条管线的测点间距为6m。测点尽量作成直接测点，布置直接测点时将测点布置处的管线暴露，严格按照图所示埋设。在开挖管线过程中遇困难不能布置时，按图23所示布置地表点。通过地表的变位来反应管线的变位。具体布置参见管线测点图。对于管线的检查井，同时布置沉降观测点。在测量的过程中，对于每次的监测结果根据水平位移与沉降换算山管线的曲率，对施工起指导作用。图2.3 管线测点结构图5)周围建筑物变形的监测隧