地铁站施工监测方案.doc

施工监测方案施工监测方案一、 编制依据：（1）按设计图纸及规范要求；建筑基坑支护技术规定（GJB02-2000）、地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB50308-1999）、地下铁道工程施工及验收规范GB50299-1999）、城市测量规范（CJJ13-87）、工程测量规范（GB50026-93）等。（2）以往地铁施工的技术储备、及现场实地调查情况。二、工程概况（1）车站位置及周围环境车站有效站台中心里程为YDK9+931.49；呈东西走向，车站有效站台中心里程为YDK29+395.600。车站号人行通道的出入口设置在xx制药厂东门前的空地上，车站号人行通道出入口在东南角市xx市场拐角处，车站号人行通道出入口在东北角待建的xx花园地块内；车站号人行通道的出入口在西南角xx制药厂前的空地上（预留），号出入口在西北方向待建的xx名苑二期地块内。车站共设3组共7个风亭，分别位于交叉口东北角和东南角地块内；车站共设2组共6个风亭，一组位于车站西北角待建的xx名苑二期地块内；一组位于车站东南角的市xx配件市场。站址周边环境：在站址周围主要是商贸和厂区，具体有东侧的一条小河涌客运站、西侧的药业公司厂区以及距车站南侧约5m的一幢烂尾楼、约30m左右的两幢A9住宅楼，北侧约9m的一座立交桥。东侧与北侧约96度斜交，西南侧为xx公司厂区，东侧为xx大道道路及名苑待建区，北侧为工业大道及一座立交桥，车站施工期间对工业大道交通均有较大影响，设计施工分期进行，在施工期间将对道路交通进行分期疏解。基坑开挖影响的管线主要有一根100给水管（铸铁管），一根电信光纤8孔200400（八条线），一根电信光纤8孔200400（六条线），一根300排水管（砼），一根电信直埋四条线。（2）基坑规模及形式基坑安全等级设计为特级。基坑围护结构采用800厚地下连续墙，整个车站基坑呈L形，方向长146.20m，标准段基坑宽20.7m(局部宽36.9m)、深度约16.3m(扩大段深17.4m)；方向长157.75m，标准段基坑宽21.3m(局部宽28.3m)、深度约25.3m（扩大段基坑深度26.3m）。第一段支撑均采用钢筋砼支撑，其余各道支撑采用钢支撑。车站通道、风道为地下一层结构（东端风道地下二层）。号通道和北端风道上下重合（地下二层）。东端风道及号通道围护结构采用地下连续墙，其余风道和通道采用1000套管咬合灌注桩。设计车站基坑施工分期进行，即将L形变为二段条形基坑进行开挖，第一段基坑南端开挖、内部结构开始受力，并进行回填后再对下一段基坑北端进行开挖施工。三、工程地质、水文地质情况（1） 地形地貌在地貌单元上属海陆冲积平原,地面高程为7.558.0m。（2） 岩土分层及其特征条件根据岩土工程勘察报告，场地范围分布的地层主要包括白垩系红层和第四系土层，站区地震基本烈度为度，车站施工的地层从上到下共分九层，依次为： 人工填土层； 淤泥质土层； 淤泥或淤泥质砂层； 中、细砂； 冲洪积粉质粘土层；淤泥质土；可塑状残积层粉质粘土； 硬塑状残积层粉质粘土； 基岩全风化层； 基岩强风化层； 基岩中等风化层；基岩微风化层；土层主要物理力学指标见下表：土层主要物理力学指标表层号土层名称天然容重g/cm3泊松比静止侧压力系数K0承载力标准值fk(kPa)基底摩擦系数（f）抗剪强度（标准值）桩周土摩擦力特征值围岩类别凝聚力内摩擦角C（kPa）( )C（kPa）( )人工填土层1.900.420.72100172410淤泥质土层1.650.450.82500.2011.066.0淤泥或淤泥质砂1.880.400.67800.258.058.0冲洪积砂层2.000.300.431200.3503015.0冲洪积粉质粘土层1.900.330.491200.25251025淤泥质土1.700.450.82700.201058可塑粉质粘土1.900.330.491800.2521.015.030硬塑状粉质粘土1.900.300.432200.3530.017.035全风化岩2.000.280.393500.40 35.0 23.045强风化岩2.100.354500.450.3*24*75 粉砂岩中风化岩2.300.3312000.6550030.0泥灰岩中风化岩2.200.328000.6550030.0粉砂岩中风化岩2.480.29250007580033.0泥灰岩中风化岩2.450.27150007580033.0（3）地下水xx站地下水有两种类型：一、是第四系松散层和全风化带潜水型孔隙水，二是基岩-中等风化带的裂隙水。淤泥质土、粘性土、残积土、基岩全风化为不透水-微透水层，可视为相对隔水层，只有淤泥质砂，冲洪积砂，基岩强中等风化层为相对含水层，覆土与基岩两个含水层间一般有厚达2-6m，局部为0-2m的相对隔水层，它们之间的水力联系较为缓慢。大气降水是地下水的主要补给来源，每年4-9月是地下水补给期，10月-次年3月为地下水消耗期和排泄期。车站范围内地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。 （4）地质条件对施工的影响软土的分布与影响：车站零星分布少量具有低强度、高压缩性、灵敏度高、稳定性差、存在震陷特点的软土，由于软土分布不广泛，厚度薄，对工程影响较小。水对工程的影响：车站基坑范围内透水性较强的砂层分布广泛，厚度大，水对工程影响较大，必须做好地下水位的监测工作。 岩、土的崩解问题：混合岩残积土、全中风化混合岩遇水易崩解，受水影响其强度会迅速降低，稳定性较差。若支护不及时，则可能发生较大范围坍塌失稳现象，施工时注意及时支护，同时做好抽排地下水的工作。四、监测方案（1）监测目的1）判定地铁结构工程在施工期间的安全性及施工对周边环境的影响，保障工程施工和周边建筑物、构筑物的安全。2）将监测结果用于反馈设计，为改进设计施工提供信息指导。3）对可能发生的安全隐患建立预警机制，以便及时采取有效措施，避免事故发生，节约工程建设成本。4）对周边建筑现状及因工程施工产生的变化进行监测，评估工程施工对周边建筑、地貌的影响程度，指导工程施工，并为可能的法律纠纷提供依据。5）积累深基坑开挖施工经验，提供可靠施工工艺，为以后类似的施工提供技术储备。（2）施工监测的原则 施工监测的总原则：系统力求先进、仪器确保可靠、费用调配合理、资料反馈真实、及时，服务安全施工。（3）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） 通过监控与信息化反馈优化设计，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，用反分析法导出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。（4）监测内容根据设计要求，xx站主要监测内容如下：（1）支护结构地连墙顶的水平位移；（2）土体侧向变形；（3）支护结构变形；（4）锚杆拉力；（5）支撑轴力；（6）支撑立柱沉降；（7）地下水位；（8）爆破振速；（9）周边建筑物沉降、倾斜；（10）周边建筑物裂缝宽度监测。（5）.施工监测项目及仪器结合本站实际情况，并根据设计图纸要求及地下铁道、轻轨交通工程测量规范、地下铁道工程施工及验收规范的有关规定，本车站主要监测项目选择仪器见下表：xx站施工监测仪器汇总表类 别设备、仪器名称单位数量用途监测仪器ZW2000测斜仪个1围护结构变形监测SS-2频率接收仪台1支撑轴力监测传感器、放大器、TOPBOX508型信号自动仪台1爆破振速监测钢弦应变计个72支撑轴力监测全站仪（TC-702，精度2）台1围护结构顶部位移监测CXG（53）测斜管个26围护结构变形监测CTY水位仪、水位管台1周边地下水位监测苏光水准仪（0.1mm）+测微器台1沉降监测铟钢水准尺对1沉降监测（6）.测点平面布置及要求频率根据分期施工的特点，对开挖基坑进行施工监测，进入施工现场后，对施工基坑范围内及周边地区进行实地调查，同时对基坑围护结构、地下水位、钢管支撑稳定性、期施工基坑南端一幢A3烂尾楼、西侧xx药业公司一幢生产楼；期基坑北端的立交桥两桥墩基础、西侧的xx药业公司办公楼等分期、合理布置测点严密监测， 具体测点见施工监测平面布置图：（周边建筑沉降观测点按施工现场及权属单位实况布置）xx站施工监测项目汇总表序 号监测项目量测仪器及标致精度精度指标要求测点布置量测频率及起止时间预警值1围护结构的顶部水平 位 移徕卡TC702全站仪（22+2ppm）1.0mm沿车站纵向每1015m选一个测点开挖及回筑过程中2次/天24mm围护结构变 形ZW2000测斜仪（2个字）1.0mm沿车站纵向1015m一个，同一孔竖向间距0.5m开挖及回筑过程中2次/天24mm2土体变形ZW2000测斜仪1.0mm每车站四周5个共10个基坑开挖期间1次/2天，主体结构施工期间1次/2天243地面沉降苏光水准仪、测微器、和铟钢尺（0.5mm/Km）1.0mm20m一个基坑开挖期间1次/2天，主体结构施工期间2次/周30mm4地下水位水位仪5.0mm沿车站纵向25m一个开挖、施工期间1次/2天，突变5支撑轴力(含支撑变形)钢弦应变计轴力计1/100(F.S)按支撑的30%设置开挖及回筑过程中2次/天按设计要求控制值的0.8倍6支撑立柱沉降苏光水准仪、测微器、和铟钢尺（0.5mm/Km）1.0mm按砼支撑的30%设置开挖及回筑过程中2次/天107砼支撑中部挠度苏光水准仪、测微器、和铟钢尺（0.5mm/Km）1.0mm按砼支撑的30%设置开挖及回筑过程中两天一次砼支撑长度1/8008锚杆拉力应力计1/100(F.S)按锚杆总数的5%施工期间两天一次按设计要求控制值的0.8倍9车站南侧、西侧房屋的基础苏光水准仪、测微器、和铟钢尺（0.5mm/Km）1.0mm根据房产部门的要求设置施工期间两天一次1010爆破振速传感器TOPBOX508型信号自动仪1.0/s爆破施工过程中爆破全过程2.4/s（7）.信息化施工工艺流程制定监测计划施工建点及原始数据记录量测数据处理分析施工状态评价修改支护参数稳定性判别 否 结束（8）监测方法1) 地下连续墙稳定性监测： 围护结构变形量测：a、按设计要求，每一开挖断面（1015m）设一组测点，深度超过底板下1m，将与测斜仪配套的一只测斜管预先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，随钢筋笼浇筑在砼中。纵向两侧墙体各7根测斜管，南、北端头各4根测斜管；横向墙体南、北端头各2根测斜管。共埋设26个测斜管，编号J1-J26。b、测量方法如图1所示，在土方开挖前开始测原始值，将测斜探头插入测斜管，使滚轮卡在导槽上，缓导下至孔底，自孔底开始，自下而上沿导槽全长每隔0.5m稳定探头，记取原始数据，测量完毕后将测头旋转180重复测量一次，确定原始基准数值，土方开挖后再进行定期量测，记录变形数据，根据测量结果判断墙身的稳定性,并加设收敛桩相互校检来监测墙体的变形。 图1 墙身位移测量示意图 连续墙顶水平位移量测，在连续墙顶布设水平测点来监测墙顶水平位移。测量方法：观测基点采用施工导线点，施工导线点是按相关地铁测规标准的精密导线要求建立并经地铁测量队复核的的控制点；冠梁施工完毕土方开挖前在梁顶预埋监测点。由专人在选定的的导线点上安置全站仪，精确整平对中，瞄准另一端的导线点作为起始方向，依次按方向观测法测取监测点的坐标值、水平距离（前视置镜同样有专人操作，一律采用基座棱镜），最后附合到另一施工导线点作为结束方向，并复核其坐标以保证测量精度。土方开控后进行定期监测点位偏移，根据坐标偏移方向偏移量来确定墙顶的水平位移。 2) 支撑轴力监测按设计要求，按支撑的30%设置。期南侧设8组，期北侧共布置11组。为掌握支撑系统的正常受力，支撑轴力测点布设从平面、立面、断面三方面综合考虑：a根据基坑围护结构设计方案中支撑内力计算结果，在设置同一平面（同一标高），即同一道支撑杆件中选择轴力最大者（或选择平面净跨较大者）跟踪监测。b支撑在基坑竖直方向有5道钢管支撑1道砼支撑，有3道钢支撑1道砼支撑，选择在各道支撑的测点位于同一断面位置，以便根据轴力-时间曲线观察各道支撑设置-加力-拆除。因此，在选择断面的每道支撑上设一个应变计，钢管支撑采用附着式应变计，钢筋砼支撑采用埋入式应变计；期监测八个断面其中40个附着式、8个埋入式，期监测十一个断面（2个、9个）其中37个附着式、11个埋入式合计77个附着式19个埋入式共96个，编号Z1-Z48、 Z49-Z96。C、埋置方式：附着式测点焊接在钢支撑受剪力最小处，（约在支撑跨的四分之一处）如图2所示；埋入式测点直接在浇灌支撑砼时预埋在砼撑受剪力最小处的钢筋上，并预留好电缆线连接。通过频率仪量测结果分析钢支撑的受力情况，确定是否调整钢支撑参数。 图2 钢支撑轴力量测点布置图监测方法：采用振弦式频率读数仪对预埋的轴力计或钢筋计进行量测其频率，量测后根据频率曲线，将频率读数换算成应力值，计算公式如下：受拉时：N1=K1（f12-f02）受压时：N2=K2（f02-f12）N1 某一施工阶段时的钢筋拉力（KN） N2某一施工阶段时钢筋压力（KN）f1 钢筋计在某一施工阶段测量频率值（HZ） f0钢筋计的初频值（HZ）K1钢筋计受拉时的灵敏度系数（KN/HZ1）K2钢筋计受压时的灵敏度系数（KN/HZ2）钢筋计使用之前必须进行率定。在万能试验机上进行试拉、压率定试验，根据试验结果绘制率定曲线，根据初频和率定曲线得到传感器系数。3）支撑立柱沉降按设计图纸要求，直接按30%随机选择在支撑柱进行布点量测，期施工监测取六个断面共六个点，期施工监测取十个断面共十个点，合共16个点。监测方法：采用二等水准观测法。首先建立监测水准基准网，按地铁测规精密水准网要求，在离开基坑边上50m以外，通视良好的地方建立两水准基准点，（利用施工水准点BM1、BM2）；同时在土方开挖前在钢立柱上做测点标志，按二等水准要求测取原始标高，建立监测点；建点后按设计要求进行定期标高观测，其标高变化值即为立柱沉降量。4）砼支撑跨中挠度设计第一道支撑为砼支撑，按砼支撑的30%频率布点，期施工监测取六个断面共12个点，期施工监测取十个断面共20个点，合共32个点。监测方法：在砼支撑的两端及跨中观测原始标高，根据三点标高计算其原始挠度，同时在砼支撑跨中埋设膨胀螺栓作为监测点，施工水准点BM1、BM2、为基准点，按二等水准观测法观测监测点的标高变化值即挠度变化值，其控制点、监测点测量方法同支撑立柱沉降。5) 地下水位监测测点布置：按设计图纸要求，按车站纵向25延m每点，期监测设11个，期监测设10个共计21个测点编号为W1-W21。监测方法：地下水位监测对象为基坑开挖过程中外部的地下水位标高，在基坑周边钻观测孔，孔内埋PVC管，PVC管在地下水位处进行钻孔，外包滤水网并与中粗砂回填以保证观测孔与地下水连通，观测孔靠地面部分回填粘土保证地下水与地表水隔离。观测仪器采用CTY钢尺水位仪，钢尺水位仪的工作原理是在埋设好的水管中缓慢向下放入水位仪测头，当测头接触到水面时仪器会自动启动讯响器，此时读取测量钢尺在管顶位置的读数，根据管顶高程、管顶与地面的高差，即可计算地下水位的高程与埋深。在基础开挖前测取原始水位，然后根据设计要求用同样方法进行定期观测。通过测量结果了解在大面积基坑开挖过程中地下水位的升降情况以及施工降水对工程带来的影响程度6）周边土体变形观测测点布置：每基坑周边5个，按分期施工需要 期、期施工各设5个观测孔，共十个孔编号T1-T10。监测方法：用地质钻在基坑周边钻取土成孔（12），埋入7的测斜管，并用中粗砂回填水密法压实；具体按地下连续墙变形监测方法用ZW2000测斜仪进行监测。7）锚杆拉力监测按设计图纸要求，本车站在交叉处设置有斜拉锚杆，须进行锚杆拉力监测，期监测设6个，期监测设4个（2个属重复）共计8个测点编号为M1-M8。监测方法：采用附着式应力计附在锚杆上，在锚（索）安装过程中随时进行轴力计监测，观测是否有导常情况，如有应采取措施处理，当进行锚索拉拔试验或张拉锁定时，应同时测量应变计读数，与拉拔或张拉压力表（或压力传感器）进行对比测试。锚索安装时必须从中间开始向周围锚索逐步对称加载，以免偏心受力。具体测量原理方法按钢支撑监测。8) 地表沉降监测 期共布设7个断面，每个断面距约20m在垂直基坑方向两侧布设沉降测点，两边排开共设4点，编号CJ1-CJ28。期拟布设十个断面，共40点，具体随施工进度及现场情况定。监测测点平面布置如附图所示。监测方法：按二等水准标高观测法进行观测，基准点利用施工水准点BM1、BM2，在基坑开挖前测取原始值，施工过程中按设计要求进行定期监测，精度要求、测量方法按二等水准同支撑立柱。9）周边建筑物的沉降、倾斜、观测按照设计图纸要求，期施工监测对南侧A3烂尾楼、西侧药业公司生产楼进行沉降观测；期施工监测对二号丝北侧立交桥两桥墩基础进行沉降监测。根据与房产权属单位沟通，期监测在A3烂尾楼布置13测点，药业公司布置12测点，监测点采用在建筑物的结构立柱上进行钻孔埋点。监测方法：按地铁测量精密水准要求，在监测建筑物远离施工基坑侧的另外建筑物墙柱上建立三临时监测水准点LBM1、LBM2、LBM3，以此为基准点按二等水准同支撑立柱观测法进行监测；计划对A3烂尾楼进行倾斜观测，首先假设原始倾斜度为零，当建筑物的四大角沉降产生不均匀沉降时产生倾斜，倾斜量计算公式为：=h/DH i=/H其中：h建筑物任意两角点的沉降量差异值 D对应的角点的长度H建筑物的高度 i倾斜度；裂缝监测采用游标卡尺测量，在开挖基坑前进行拍照留底，当发现裂缝有变化时须加密至每天测量其变化值。10）爆破振速监测 当进行爆破作业时通过传感器、自动信号仪进行监测。起爆前将传感器用粘贴剂固定于爆破点附近，通过自动信号仪采集到加速度曲线等相关数值，用仪器自动处理软件进行分析，量取速度曲线中最大振幅，可得最大振速。（9）、监测设计控制值、警戒值 各项检测的控制值、警戒值按特级基坑设计值提出（警戒值为控制值的0.8倍）。监测项目监测控制值监测警戒值支护结构地连墙水平位移总位移0.1H%和30小值总位移24土体侧向变形最大变形30或曲线上折点最大变形24或曲线上折点支护结构地连墙变形最大变形30或曲线上折点最大变形24或曲线上折点支撑轴力按轴力设计允许最大值按设计要求控制值的0.8倍锚杆拉力按锚杆拉力设计允许最大值按设计要求控制值的0.8倍支撑立柱沉降最大沉降10最大沉降8砼支撑挠度砼支撑的L/800砼支撑的0.8L/800地表沉降最大沉降值30最大沉降24地下水位监测出现突变值出现突变值爆破振速监测最大振速3/s最大振速2.4/s建筑物沉降最大沉降10最大沉降8建筑物倾斜最大倾斜i0.002最大倾斜i0.0016裂缝宽度每天裂缝0.1裂缝开始出现变化（10）、人员组成及施工监测信息反馈 1.监测人员组成 为确保监测工作的顺利进行，经理部施工技术部成立项目总工程师为组长的6人监测小组进行监测工作。监测小组人员及职责划分见下表。监测人员组成表姓名职务主要职责xx项目总工（组 长）监测方案的批准、监测人员的安排，统计分析监测成果xx技术部长（副组长）具体安排监测工作并统计分析监测成果xx组 员现场监控测量，统计分析监测成果xx组 员现场监控测量，统计分析监测成果xx组 员现场监控测量，统计分析监测成果xx组 员现场监控测量，统计分析监测成果 2.监测信息反馈 监测的最终结果是提供详细的数据用于指导施工。因此，经理部将根据围护结构位移及收敛变形、钢支撑轴力、水位变化等、分类制定监测信息报表，按监理工程师批准的格式按时、如实的填报监测资料，做好信息反馈工作。五、监测实施基坑的监测工作按施工进度分、两期，每期监测又可分为施工前期阶段和开挖阶段，前期准备阶段主要包括测点布设和监测方案的编制；开挖阶段包括基坑开挖和车站施工情况挖土，于2005年12月开始实施。1、监测信息的报告与反馈监测结果要每日整理监测日报；每周整理监测周报，及时整理分析后上报监理，并与第三方监测联系复核确认。监测报告内容包括工程进度概况、各项监测数据变化的最大值（预警值、设计允许最大值）、基坑安全的稳定性评估等。2、监测例会经理部定期组织有关人员召开例会及时交流监测数据，通过监测数据正确指导施工。在监测数据出现异常或突变时分析其原因，共同商讨对策，制定措施，对基坑施工安全达成共识，使施工全过程处于良好的安全控制中，保障施工基坑安全可靠。3、监测技术及保证措施 (1) 根据设计图纸的要求布置测点，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控制值。 (2)监测小组及时收集、整理各项监测资料外，尚需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) 妥善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。在施工中及时为施工监测提供工作面，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、观测桩点、电缆受到机械和人为的损坏，如有损坏，主动按标准恢复，并按监测规范要求，及时采取补救措施，并详细做出记录备查。 (4) 监测仪器安装完毕即对设备进行测试、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测值，然后按要求频率定期观测，并记录和整理全部原始观测资料后分析、通报、归档。 (5) 根据设计、规范的要求及施工具体情况，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,及时报告并采取应急补救措施。 (6) 施工中监测的数据及时进行分析处理和信息反馈，确保主体以及周边、围护结构、地面建筑物、地下管线的稳定和安全。