地铁四号线基坑监测方案.doc

目 录
一、编制主要依据
二、工程概况
三、工程周边环境
3.1地面建筑物及构筑物
3.2地下管线
四、监测人员组织机构及仪器设备和仪器管理
4.1人员组织机构图
4.2主要监测仪器及工具的配备
4.3仪器的管理
五、施工监控量测
5.1监测概况、监测目的、监测总方案和监测项目
5.2监测点布置原则
5.3各项监测项目点位的布设及监测方法和使用的仪器
5.4监测技术要求及监测频率
六、监测管理体系及质量保证措施
6.1监测数据管理
6.2监测程序
6.3监测组织管理

附:xx区间沉降监测点布置图
Xx车站沉降监测点布置图

一、编制主要依据
1、北京地铁四号线第十七标段xx及 xx区间工程施工图及招标文件中工程施工技术规程；
2、xx及xx至黄庄区间所处的周边边环境、地质条件、工程特点等实际情况；
3、相关规范、标准
（1）、《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999；
（2）、《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97；
（3）、《工程测量规范》GB50026-93；
（4）、《城市测量规范》CJJ13-87；
（5）、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308-1999；
（6）、《城市地下水动态观测规程》CJJ/T76-98；
二、工程概况
本标段为北京地铁四号线17标段，位于北京市海淀区xx大街机动车道和人行道下，包括xx站-xx区间和xx。
黄庄站-xx区间基本上沿xx大街方向，双线682米。xx大街是一条重要的南北方向主干道，交通繁忙，机动车流量大，沿线有xx大厦、住宅小区、中科大厦等处，多为高层建筑，建筑较密集，而且路面下及两侧辅路由众多市政管线，错综复杂。区间隧道为暗挖区间，采用注浆小导管超前支护。
xx位于xx东侧，车站东侧为科贸大厦，北侧为四环路。车站主体采用盖挖法施工，主体东侧出入口及风亭通道采用暗挖法施工，主体西侧出入口及风亭通道采用明挖法施工。
三、工程周边环境
3.1地面建筑物及构筑物
xx周边有xx、科贸大厦、xx科技广场（西区）展示中心。
黄庄站-xx车站区间建筑物xx大街24号、xx大街812号、中科大厦、xx邮电局。
3.2地下管线
根据我部现场调查xx车站范围内主要有一条D=1000的雨水管线（管顶高程47.02m）、一条D=1000的污水管线（管顶高程45.78m）、一条φ500的天然气管道，穿越车站一号出入口通道、四号出入口通道和二号风亭通道，对车站暗挖施工影响较大，采取注浆加固保护措施,施工过程中须监控。
四、监测人员组织机构及仪器设备和仪器管理
4.1人员组织机构图
经理部负责人
杨永国

中关村车站监测组组长
黄超林
黄庄至中关村监测组组长
张贵平
张
洪
锁
唐建林
王乾斌
李
剑
波
杨

波
刘丹
平

4、2主要监测仪器及工具的配备
序 号
仪器名称
型 号
数 量
检定状况
1
全站仪
Leica(TCR1201)
1
合格
2
全站仪
Topcon(GTS602)
1
合格
3
电子水准仪
DNA03
1
合格
4
铟钢尺
GPCL3m
2
合格
5
自动安平水准仪
DS3
1
合格
6
塔 尺

2
合格
7
钢卷尺
50m
1
合格
8
收敛计
JSS305A
2
合格
9
数码相机
SONG T3
1
合格
上表为我部目前监控量测所购置的仪器，根据工程进展情况，将对所需的其他仪器进行购置。
4.3仪器的管理
4.3.1仪器由专人保管,定期对仪器进行保养、充电,保证仪器不受潮、不生锈、不起尘。
4.3.2定时开箱把仪器拿出来放置一段时间，以防仪器受潮。
4.3.3使用和运输仪器中必须轻拿轻放。

4.3.4定期对仪器进行检校。
4.3.5使用仪器半小时前必须开箱让仪器外置一段时间，以保证使用的精度。
4.3.5仪器使用结束后必须除去灰尘和检查仪器各部件是否完好，以保证下次能正常使用。
五、施工监控量测
5.1监测概况、监测目的、监测总方案和监测项目
5.1.1监控概况
1）结合本车站埋深、地质及地面建筑物、管线情况和施工顺序，布设了较密集的监测点并设置监测主断面进行全面的监测项目监测。
2）根据本区段建筑物及管线调查资料，确定xx、科贸大厦、xx科技广场（西区）展示中心、xx大街24号、xx大街812号、中科大厦、xx邮电局和穿越xx车站一号出入口通道、四号出入口通道和二号风亭通道范围内的一条D=1000的雨水管线、一条D=1000的污水管线、一条φ500的天然气管为重点监测对象。
5.1.2施工监测的目的和任务
1)通过对测量数据的分析、处理掌握隧道和围岩稳定性的变化规律、修改和确认设计及施工参数。
2)通过监控量测了解施工方法和施工手段的科学性和合理性，以便及时调整施工方法，保证施工安全及地面建（构）筑物和地下管线的安全。
5.1.3监测总方案
根据本标段工程设计文件要求及其施工特点,并考虑到施工过程会对地层产生拢动,有可能引起地表或附近的建筑物、管线变形或沉陷,故确定以下监测方案。
建筑物主要xx、科贸大厦、xx科技广场、xx大街24号、xx大街812号、中科大厦、xx邮电局进行沉降和倾斜监测。
地面沉降主要对车站主体、风道及出入口和区间隧道上部路面进行监测。
管线沉降主要对穿越xx车站一号出入口通道、四号出入口通道和二号风亭通道范围内的一条D=1000的雨水管线、一条D=1000的污水管线、一条φ500的天然气管道。
5.1.4监测项目
① 地表沉降；②隧道拱顶下沉；③水平收敛；④建筑物监测；⑤土体水平和垂直位移；⑥隧道底部隆起；⑦衬砌内力和变形监测；⑧土压力；⑨管线监测。
5.2监测点布置原则
(1)根据本工程工程性质、地质条件、设计要求、施工特点及周边环境等综合因素确定监测对象。
(2)为能及时掌握隧道和围岩稳定性的变化规律,及时布点并进行监测。

(3)所有观测点埋必须稳固，初始值在确认点位已稳定才能采集。
(4)在结构受力不利、地质条件差、断面变化大的地方增设观测点。
(5)在一个断面上实施多项监测时，各类测点布置应相互结合，力求能反映同一个断面上不同的物理量。
(6)在施工中出现异常的地方，根据实际情况，在不利的位置增设监测点。
(7)地面沉降点的布设应考虑到以下几点：
a点位位置能反映监测对象的变化特征；
b避开由于地面车流量大不便于观测和给人身带来安全威胁的地方；
c点位布置在有利于的保护和不易受破坏的地方；
(8)根据施工进度应预先布置好各种观测点，以保证点位在观测之前有较长时间的稳固性。
(9)如果观测点在施工中受破坏，应尽快在原来位置或原来较近位置补设测点，以保证该测点观测的连续性。
5.3各项监测项目点位的布设及监测方法和使用的仪器
5.3.1地表监测
a沉降测点布设
区间沿隧道中心线每20m布置一个常规量测横断面，每个横断面26个点，每个断面点的布置见黄庄-xx区间沉降监测点布置图（附图），在车站两端各加设一个主断面；车站沿主体结构外边缘每20米对称布设一组观测点，在联络通道和竖井口附近加设观测点。监控的管线在通过车站结构段沿管顶中心每5米布设一个观测点。各点的布置见车站沉降监测点布置图（附图）。
点位尽量不布在有填回填土、绿化带和管线周围的地方,如果必须要埋点时,埋设时要要选择不易水地方,人工开挖直径500mm深800-1000mm的坑,用混凝土楔子夯实底部,并设400*400方方砖底盘，插入φ20圆钢并用混凝土把坑回填密实（见图1）。
底盘
混凝土
回填土、绿化带地表
沉降点布置图 图1

b监测方法
按变形测量规程中测站高差中误差≤0.5mm的精度要求，采用电子水准仪、铟钢尺由高程监测网的控制水准点按国家二等水准测量的技术要求对监测点进行量测。基准点每月进行检测一次。
c测量精度
单纯地面沉降按照变形三等的规定按国家二等水准技术要求进行。
车站四周高大建筑物、地下管线、隧道拱顶下沉和结构收敛等按照变形二等规定按国家一等水准技术要求进行。若地面沉降与其中任何一种联测,则全部按一等水准技术要求进行。
附:国家一、二等水准测量施测要求
等级
视线长度
前后视距差
视距累差
往返高差不符值
附合线路闭合差
环闭合差
检测测段高差
一等
≤30m
≤1.5m
≤1.5m
1.8mmL1/2
----
2mmL1/2
3mmL1/2
二等
≤50m
≤1.0m
≤0.3m
4mmL1/2
4mm
4mmL1/2
6mmL1/2
基点的高程每三个月与高等级水准点检测一次,按国家一等水准技术要求。
d测量施工中对操作的掌握
由于条件的限制,沉降点大部份位于公路上,为符合实际情况,视距差可作适当调整,为了每次反映出沉降的真实值,每次必须保证置镜点不变、测量路线不变、但累差不可超限。
e使用的仪器
采用DNA03电子水准仪和铟钢尺。对所采用的水准仪和铟钢尺，应按国家水准测量规范要求的检验项目定期进行检验和校正。
5.3.2地表建（构）筑物监测
隧道两侧受施工影响的地面建筑物，根据现场具体情况布置测点后，遵循一定量测频率主要作精密水准测量。
对地面建筑物倾斜监测通过选择具有代表性的构筑物角面观测点，用全站仪进行建筑物倾斜变化观测。建筑倾斜率警戒值为0.002或按设计规定。
对地面建筑物开裂监测，在开工前委派具有经验的监测人员，仔细检查本标段拟定监测建筑物自身裂缝，对发现的每一条裂缝的末端用铅笔作一道与裂缝垂直的标志。标志旁注明：观测时间，裂缝长度、裂缝最宽处和宽度，拍相片保存。需要监测的裂缝统一编号，裂缝所在墙面上绘制坐标方格网以利于观测和记录。
a观测点埋设
①倾斜观测

在要观测的建筑物上、下设两个标志观测点，要求两个点位于同一垂直视准面，靠建筑物下部的观测点要求离地面50cm。（见图2）

图2
b监测方法
图2中A、B为上、下两个观测点，如建筑物发生倾斜，A、B将由铅垂线变为倾斜线。观测时，全站仪与建筑物距离不小于建筑物的高度，瞄准上部观测点A，用正倒镜法向下投点B'，如果B'点与B点不重合，则说明建筑物发生倾斜，倾斜度为：i=a/H。
c沉降观测
建筑物沉降监测按二级变形测量精度等级用精密水准仪，铟钢尺进行量测。与地面沉降共用高程监测控制网。
5.3.3地下管线监测
地下管线监测是在管线所在覆盖土的正上方挖孔布置观测点，按二级变形测量精度等级用精密水准仪，铟钢尺进行量测。与地面沉降共用高程监测控制网，地下管线监测点的布置见车站沉降监测点布置图（附图）。
5.3.4隧道内监测
(1)隧道内观察描述
观测掌子面稳定状况，是否有渗漏水，支护状况是否良好，为确定开挖进尺，支护是否加强，提供感观印象。每次开挖、支护后均进行描述。
(2)隧道初期支护位移量测
①测点布置
洞周收敛量测：沿隧道轴线方向每10m设一个断面，每个断面布设2条测线。
洞室拱顶下沉及隧底隆起量测：每10m设一个量测断面，测点设在开挖断面下沉和隆起变化最大的地方，与周边收敛测点在同一里程处。
A、车站主体观测为顶板下沉和净空收敛，测点布置见下图。

b、车站附属(四个出入口和二个风道) 初期支护位移量测为净空收敛、拱顶下沉、隧底隆起量测。测点布置见下图。

c、区间隧道初期支护位移量测为净空收敛、拱顶下沉、隧底隆起量测。测点布置见下图。

②隧道内拱顶下沉监测
在开挖后24小时内和下次开挖之前设点并读取初始值，采用精密水准仪和铟钢尺进行水准测量。
③隧道内水平收敛监测
在起拱线设一条水平收敛测线，车站隧道根据施工顺序设每个导坑设水平收敛测线（测点设置见相应的监控量测图），采用JSS305A数显式收敛计，设点及测试频率同拱顶下沉。
(3)隧道围岩压力、初期支护与二衬间的应力应变测试
根据本工程隧道的特点，决定在竖井转风道、风道转主体结构地段、隧道下穿热力管沟以及换乘节点抬高段各布置一个量测断面，在每个断面的拱顶、拱腰、起拱、连墙、仰拱等处布置测点。
围岩压力与两层衬砌间压力测点在主断面上布置，围岩压力测点位于初期支护与围岩之间，使用压力盒及压力传感器测试，压力盒及传感器在使用前均需进行标定，围岩压力计在初期支护前设点，压力盒及导线在施工前安装。一般采用安装支架结构进行安装，在围岩上打设钎钉固定压力盒，测线用导线保护管引出并编号；衬砌间压力在二衬施工前安装，安装方法同围岩压力计。
(4)隧道支护、衬砌钢筋应力监测钢筋应力监测点布置见下图。

应力计布置在初期支护结构中有代表性位置的钢筋格栅上和二次衬砌环向和纵向有代表的主钢筋上。
钢筋应力测试设在主断面上。将钢筋应力计焊接在格栅钢架主筋上，替代该段钢筋，然后按序安设格栅钢架、喷射砼，初期支护完成后进行；二次衬砌钢架应力测试采用钢筋应力计与测试主筋焊接，在钢筋布设前埋入（在使用前均需进行标定），在衬砌完成后进行。埋设钢筋应力计后要在后续工序中特别注意保护好应力传感脚线。
5.4监测技术要求及监测频率
监控量测项目汇总一览表
监测项目
监测仪器
监测方法
监测频率
地表下沉
水准仪、铟钢尺
精密水准测量
开挖期间2次/天,开挖完后1次/天,底板浇筑完筑后1次/天,1星期后1次/周,三月后1次/月
拱顶下沉
水准仪、铟钢尺
精密水准测量
开挖面距离量测＜2B,1次/天; 开挖面距离量测＜5B,1次/2天; 开挖面距离量测＞5B,1次/周(B为隧道宽度)
建筑物沉降及倾斜
水准仪、铟钢尺
精密水准测量
与地表观测相同
周边位移
收敛计

与拱顶观测相同
地下管线
水准仪、铟钢尺
精密水准测量
与地表观测相同
土体水平位移
测斜管、测斜仪

与地表观测相同
钢筋应力
钢筋应力计

初埋期间1次/天,十天后1次/2天;1个月后1闪/周
地下水位
水位管、地下水位仪

降水开始分别采用30min、1h、4h、8h、12h，以后24h观测1-2次，直到降水结束。开始施工正常监测。
底部隆起
水准仪、铟钢尺
精密水准测量
与拱顶观测相同
桥桩沉降
水准仪、铟钢尺
精密水准测量
与地表观测相同
六、监测管理体系及质量保证措施
6.1监测数据管理
在施工监测过程中对各种监测数据及时进行整理分析，判断其稳定性并及时反馈到施工中去指导施工。
本合同段监控量测管理基准值如下表，当监测数据达到管理基准值的70%时，定为警戒值，采取加强监测频率；当监测数据达到或超过管理基准值时，立即停止施工，采取加强支护手段后方能继续施工。根据以往地下工程施工的成功经验，我们采用《铁道部隧道喷锚构筑法技术规则》（TBJ108-92）Ⅲ级管理并配合位移速率作为管理基准，见表1-1、1-2、1-3：
位移管理等级 表1-1
管理等级
管理位移
施工状态
注：
U0-实测位移值
Un-允许位移值
Ⅲ
U0＜Un／3
可正常施工
Ⅱ
Un／3≤U0＜2Un／3
加强支护
Ⅰ
U0＞2Un／3
采取特殊措施
隧道监控量测管理基准值 表1-2
监测项目
地表下沉
拱顶下沉
管线允许沉降
建筑物允许倾斜率
水平收敛
允许值
30mm
50mm
10mm
0.002
0.005D
注：D为隧道跨度

序号
监测项目
位移速率（mm/d）
施工状态
1
地表下沉
3
可正常施工
5
施工中应注意
8
加强支护或采取特殊措施
2
拱顶下沉
5
可正常施工
8
施工中应注意
10
加强支护或采取特殊措施
位移控制标准表 1-3
6.2监测程序
测点布设
量 测
数据整理
数据分析
量测结果处理
信息反馈
测点设计
监测程序如下：
6.3监测组织管理
根据本工程监测项目的特点，成立专职监测组，监测小组由六人组成，设组长一名，组内按地面及地下监测项目分成两个监测小组，各设一名专项负责人，在组长指导下负责地面、地下的日常监测工作及资料整理工作，其余人员在专项负责人指导下工作。监测小组由具有丰富施工、监测经验和结构受力计算与分析能力的工程技术人员组成。监测小组除及时收集、整理各项监测资料外，尚需对这些资料进行计算、分析、对比，并做到:
6.3.1预测隧道开挖、支护及结构的稳定性和安全性，提出工序施工的调整意见并提出相应的安全措施，保证整个工程施工能安全、可靠的向前推进；
6.3.2优化设计，尤其是车站基坑开挖和围护结构施工，通过优化设计，能使其达
到优质、安全、经济合理、施工快捷的目的。
6.4监测质量保证措施
6.4.1项目监测人员相对固定，保证数据资料的连续性；仪器管理采用专人使用保养，专人检验的办法管理。
6.4.2坚持按计划、有步骤的进行，监测前编制工程监测实施性计划，包括监测程序、方法、使用的仪器、监测精度、监测点的布置、监测的频率和周期、监测质量的保证措施等。各量测项目在监测过程中严格遵守相应的监测项目实施细则。
6.4.3使用的仪器、设备，在监测过程中要保证其精度和可靠性，确保工程监测质量。
6.4.4根据施工具体情况确定监测项目，设定变形值、内力值及其变化速率预警值，当发现超过预警监测值时，及时报告监理并采取应急补救措施。
6.4.5所有变形观测所用基准点，观测点尽早设定。所有变形观测在土体开挖前读初始值。
6.4.6安排有经验的工程技术人员进行施工现场观察，并作好记录。消除可能出现的事故。
6.4.7每个工程项目的监测资料保持有完整清晰的监测记录、图表、曲线和监测文字报告，并报送监理审查。量测资料的整理均设专人负责。
6.4.8测点变形值采用回归分析，并及时反馈信息指导施工。回归分析选择目前常用的对数函数、指数函数、双曲线函数方程进行。根据所选择的回归方程，将回归曲线画到相应的整理后的变化图上。
6.4.9开展相应的QC小组活动，做好量测分析处理和信息反馈工作。对大量的量测信息，使用计算机绘图和数据处理，并注意计算机监测资料的保存和备份。
6.4.10QC小组成员组成及职责见下图：
组长：
负责组织、计划、对外联系及监测资料的质量审核

洞内监测专项负责人：
1、洞内观察与描述
2、拱顶下沉监测
3、水平收敛监测
4、隧道底部隆起监测
5、土压力监测
6、钢拱架应力监测
洞外监测专项负责人：
1、地表、地面建筑、地下管线及构筑物变化监测
2、土体水平位移监测
3、地下水位监测