施工监测方案.doc

南昌市城北水厂隧道工程监控量测方案

江 西 洪 城 水 业 南 昌 城 北 水 厂 隧 道 工 程
（始发井、接收井，栈桥）

监控量测方案

编制：____________
审核：____________

北京天地华成铁道工程技术有限公司
2013年07月

目 录
1. 编制依据 2
2．工程概况 2
2.1 工程地质条件 2
2.1.1地形地貌 2
2.1.2水文地质 3
2.2周边环境 3
3．监测的目 3
4．监测项目及测点布置 4
5.监测控制标准及监测频率 4
6．监测方法 6
6．1地表沉降监测 6
6．2构筑物（栈桥桩体）沉降 7
6．3围护结构顶水平位移 7
6．4围护结构顶沉降 8
6．5基坑收敛 8
6．6支撑轴力、拉杆轴力 9
7．信息化施工管理程序 10
7．1施工监测反馈程序 10
7．2监测数据分析 11
7．3提交的监测成果 12
7．4监控量测保证措施 12
7．5现场巡视 12
8 突发情况下的监测应急措施 13
9．现场设备情况 13
10．附件（监测点位图） 13

14

1. 编制依据
本实施大纲主要依据以下规范标准和文件编制：
(1)《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008
(2)《工程测量规范》GB50026-2007
(3)《城市测量规范》GJJ13-99
(5)《新建铁路工程测量规范》TB10101-99
(6)《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006
(7)《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-2003
(8)《建筑变形测量规程》JGJ8-2007
(9)《城市地下水动态观测规程》CJJ/T76-98
(10)《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
(11)《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
(12) 委托方提供相关图纸及资料
2．工程概况
本工程为江西省南昌市城北水厂，始于赣江西岸的防洪大堤下穿赣江后终止于赣江东岸的取水泵房沉井。
为了满足施工需求，需建设施工栈桥连接西岸防洪大堤与盾构始发井，施工栈桥采用钻孔灌注桩基础，盾构始发井采用止水帷幕和钻孔灌注桩的围护结构形式，明挖施工，接收井采用沉井和矿山法施工。
2.1 工程地质条件
2.1.1地形地貌
本工程区域地面较平坦，地面标高18～25m，属赣江冲积平原地貌单元。地貌单元为赣江冲积平原一级阶地与河漫滩交界地带，河漫滩及赣江河道。后经回填改造成现有地貌。
河流东岸为富大有堤，堤顶面高程约25.5m,堤顶宽约35.0m，堤底宽40m,防洪堤迎水面为块石护坡。堤防外侧地势较平坦，地面高程在20.0~23.0m左右。西岸防洪堤顶面高程约23.0m，堤外侧为红谷滩开发区，地势较平缓，地面高程约在19m左右。
2.1.2水文地质
2.1.2.1地表水
场区地表水主要为赣江及池塘，目前地表水位高程约为15.50～19.60m之间。
2.1.2.2地下水
根据地下水含水空间介质和水理、水动力特征及赋存条件，拟建工程沿线按地下水类型可分为上层滞水、松散岩类孔隙水、红色碎屑岩类裂隙溶隙水三种类型。
根据勘测报告，场地地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性，地表水（赣江）对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性。
2.2周边环境
施工区域周边无大型建筑物，地形空旷。
3．监测的目
监控量测及信息化施工技术是地下工程施工方法的重要组成部分，是监控工程周围岩土体与结构稳定性的重要手段。通过利用位移及应力的监控测试信息，分析权衡施工方法的效果，并据此进行调整施工的方法，是动态的信息化设计和施工的重要工作内容。因此，在深基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和周围的土体的变化情况有全面了解，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采用必要的应急措施。这也是动态信息化设计和施工的重要工作内容。所以为确保本工程结构及周边环境的安全，在施工全过程必须全面、系统的进行监测工作。
监测的目的及意义主要有以下几方面：
（1）施工过程中对周围房屋及构筑物沉降和倾斜监测及地面、管线沉降监测确保周围房屋、构筑物及管线在施工过程中的安全，以及行车路面的车辆安全运行。
（2）通过监控量测了解隧道支护结构在施工过程中受力的动态变化，明确工程施工对周边土体的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节。
（3）通过监控量测，收集数据，为以后的工程设计、施工及规范修改提供参考和积累经验，并可以和计算结果比较，完善计算理论。
4．监测项目及测点布置
监控量测的项目主要根据工程的重要及难易程度、工程地质和水文地质、围护结构形式、基坑深度、施工方法、经济情况、工程周边环境等综合而定。施工前做好场地现状的仔细调查和记录、拍照、录像等，设置变形观测点并测得初始数据。
根据该标段的实际情况，现场监控量测项目有：围护结构的水平位移及变形、地表及管线沉降、地下水位监测、支撑轴力监测、建筑物（构筑物）沉降及倾斜监测等。
5.监测控制标准及监测频率
5.1 监测控制标准
在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断其稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。根据以往经验以《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》（TBJ108-92）的Ⅲ级管理制度作为监测管理方式（表1）。
表1 监测管理表
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
U0＜Un/3
可正常施工
Ⅱ
Un/3≤U0≤Un2/3
应注意，并加强监测
Ⅰ
U0＞Un2/3
应采取加强支护等措施
表中：U0 ——实测位移（压力）值
Un ——允许位移（压力）值
Un——允许位移值
Un的取值，也就是监测控制标准。根据以往类似工程经验、有关规范规定的要求，提出控制基准见表2。
表2 始发井监测控制标准表
序号
监测项目名称
控制值
备注
日变化速率
1
墙顶水平位移
10mm
设计值
≤2mm
2
墙顶沉降
25mm
规范
≤3mm
3
地表沉降
29mm
设计值
≤2mm
4
支撑轴力监测
支撑轴力标准的80%
设计值

5
基坑收敛
30mm
规范
≤3mm
表3 接收井监测控制标准表
序号
监测项目名称
控制值
备注
日变化速率
1
地表沉降
30mm
设计值
≤2mm
2
拉杆轴力监测
设计承载力的70%
设计值

3
基坑收敛
20mm
设计值
≤2mm
表4 栈桥监测控制标准表
序号
监测项目名称
控制值
备注
日变化速率
1
桩体沉降
20mm
规范
≤3mm
根据上述监测管理基准，可选择监测频率：一般在Ⅲ级管理阶段监测频率可适当放大一些；在Ⅱ级管理阶段则应注意加密监测次数；在Ⅰ级管理阶则应密切关注，加强监测，监测频率可达到1～2次/天或更多。
5.2 监测频率
根据招标文件、设计文件以及相关规范，结合我单位地铁工程中的施工及监测经验，确定监测内容如下：
基坑监测项目表
序号
监测项目
监测仪器
监测频率
1
地表沉降
精密水准仪，铟钢尺等
基坑开挖区域1次/1天；
主体结构施工底板浇筑大于7d时1次/3天；中板浇筑大于7d时1次/7天直至封顶。

2
建（构）筑物沉降
精密水准仪，铟钢尺等
3
围护结构顶水平位移
经纬仪，钢尺
4
围护结构顶沉降
精密水准仪，铟钢尺
5
基坑收敛
钢尺收敛计
6
轴力，拉力
轴力计，频率接受仪
支护状态观测
每次开挖后对开挖面进行观测，如发现异常应立即进行处理；对已施工的区段每天至少观察一次，发现结构开裂、突出等异常应立即采取应急措施。
注：可根据施工条件和沉降情况增加或减少观测次数，随时将监测信息报告给施工人员。
6．监测方法
6．1地表沉降监测
（1）监测目的
基点埋设方法示意图
60
60
主要是测定纵、横沉降槽曲线及最大沉降坡度、最小曲率半径和沉降速率等，可按Peck公式，预测施工引起的地面沉降槽曲线；以达到控制沉降的最优效果。

（2）测量仪器
精密水准仪，铟钢尺等。
（3）测量实施
①基点埋设方法
基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据需要埋设，基点要牢固可靠，如图4所示。
②沉降测点埋设
沉降测点埋设，用冲击钻在地表钻孔，然后放入长200～300mm，直径20～30mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。
③测量方法
观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。
观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，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。
④沉降计算
求得各点高程。施工前，由基点通过水准测量测出沉降测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差△Ｈ＝Hn－H0即为沉降值。
⑤数据分析与处理
1）时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图，根据沉降规律判断围岩稳定状态和施工措施的有效性。
2）当位移——时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析。预测最大沉降量。
3）作横断面和纵断面沉降槽曲线，判断施工影响范围、最大沉降坡度、最小曲率半径、土体体积损失等。
6．2构筑物（栈桥桩体）沉降
（1）监测目的
在建筑物周围设置测点，据以判定建筑物的安全性，以及采用的工程保护措施的可靠性。
（2）监测仪器
精密水准仪，铟钢尺等。
（3）监测实施
①测点埋设
在地表下沉的纵向和横向影响范围内的建筑物应进行建筑物下沉监测。基点的埋设同地表隆陷观测。
图5 建筑物沉降测点示意图
沉降测点埋设，用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔，然后放入长直径200～300mm，20～30mm的半圆头弯曲钢筋，四周用水泥砂浆填实。
测点的埋设高度应方便观测，对测点应采取保护措施，避免在施工过程中受到破坏。测点的布设如图5示。
②观测方法：地表沉降观测同。
6．3围护结构顶水平位移
（1）监测目的
观测和掌握围护结构桩顶水平位移，确保围护结构的安全。
（2）监测仪器
电子经纬仪
（3）监测实施
①测点埋设
沿围护结构冠梁纵向布置，基点、测点的埋设。
②观测方法：
1) 采用小角度法和视准线法进行观测。
③数据分析与处理
A.绘制时间——位移曲线散点图，据以判定施工措施的有效性。
B.位移——时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析，预测桩顶水平位移最终值，并及时采取保证施工安全的对策。
6．4围护结构顶沉降
（1）监测目的
①及时了解围护结构的沉降情况，必要时调整基坑开挖顺序和速度，确保基坑和周围环境的安全；
②验算支护结构的变形量；
（2）监测仪器
精密水准仪，铟钢尺。
（3）监测实施
①测点埋设
将监测点埋设在设计位置，监测点顶端加工成半圆球形。
②量测与计算
同地表沉降。
③数据处理与分析
绘制沉降—时间变化曲线图，据此分析围护结构的安全性。
6．5基坑收敛
（1）监测目的
了解基坑开挖过程中，围护结构不同深度的水平变形情况。
（2）监测仪器
收敛计
（3）监测实施
1) 测点埋设
安装测点时，在被测结构面用凿岩机或人工钻孔然后安装测点使测点固定牢靠，尽量使两测点轴线在基线方向上并使销孔轴线处于垂直位置，待稳固后即可进行量测。
2) 收敛值计算
1)初次量测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块能与百分表（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。
2)再次量测，按前次钢尺孔位，将钢尺在支架的固定螺杆上，按上述相同程序操作，测得观测值Rn。按下式计算净空变化值：
Un=Rn-Rn-1
Un－第n次量测的净空变形值
Rn－第n次量测时的观测值
Rn-1－第n-1次量测时的观测值
3) 数据的分析与处理：
首先作出时间-位移及距离-位移散点图，对各量测断面内的测线进行回归分析，并用收敛量测结果判断隧道的稳定性。如果收敛值过大，应改善周围岩体或土体的稳定性，改变开挖方法或改变凿岩爆破参数及一次爆破的规模，尽量减小开挖对周围岩（土）体的扰动；加强支护；或采取以上几种方法进行综合处理，以确保其收敛值在规范允许的范围内层压力。
6．6支撑轴力、拉杆轴力
（1）监测目的
了解基坑开挖过程中支撑的水平受力情况，以便随时调整支撑轴力，确保支护结构稳定。
钢筋轴力计埋设示意图
（2）监测仪器
VW-1数字频率仪，钢支撑反力计，钢筋计
（3）钢支撑监测实施
①测点埋设
将钢支撑反力计布置在支撑的端头并固定，在拟安装轴力计位置焊接加强垫板，安装工程必须注意轴力计和钢支撑轴线在一直线上，以方便施工和测量。
②量测与计算
每次所测得的反力计的频率可根据钢支撑反力计的频率-轴力标定曲线来直接换算出相应的轴力值。
（4）拉杆轴力监测实施
①测点埋设
测点布设时在拉杆中部的钢筋应测部位截去一部分钢筋，把钢弦式钢筋计再焊接在原部位，代替截去的一部分，确保焊接牢固
②数据计算
每次所测得的频率可根据钢筋计的频率-应变标定曲线来直接换算出相应的内力值。
7．信息化施工管理程序
7．1施工监测反馈程序
主要以日报表的形式进行施工期间的反馈工作。施工期间有特殊情况时，将以阶段小结形式进行及时反馈。
日报表：在取得监测数据后，要及时对原始数据进行计算，对测点数据变化较大者，应组织人员进行复测，并查看测点的可靠性，观察测点施工附近情况，确认所取得数据的真实性，将所测得数据输入计算机，由相关软件自动计算得出，并生成相应的日报表上报相关部门，以指导施工。
工程结束后，将根据业主要求，提供一份完善的施工期间监测总结报告。图为监测信息反馈程序图。
监测信息反馈程序图

7．2监测数据分析
监测工作进行一段时间或施工某一阶段结束后都要对量测结果进行总结和分析，把原始数据通过一定的方法，如按大小的排序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征值计算，离群数据的取舍。寻找一种能够较好反映数据变化规律和趋势的函数关系式，对下一阶段的监测数据进行预测，以预测该测点可能出现的最大位移值和应力值，预测结构和建筑物的安全状况，评价施工方法，确定工程措施，采用的回归函数有：

U=Alg（1+t）+B
U=t/（A+Bt）
U=Ae-B/t
U=A（e-B/t-e-B/t0）
U=Alg[（B+t）/（B+t0）]
式中：U－变形值（或应力值）
B－回归系数
t－测点的观测时间（day）
并绘制位移或应力的时态变化曲线图，即时态散点图，见图10。

图10 时态回归曲线示意图

7．3提交的监测成果
（1）监控量测成果图、表；
（2）监测月报及监测总结。

7．4监控量测保证措施
为保证量测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项措施：
（1）监测组与业主密切配合工作，及时向业主报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录。
（2）制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划中。
（3）量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。
（4）量测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理。
（5）量测设备、元器件等在使用前均应经过检校，合格后方可使用。
（6）各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。
（7）量测数据均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。
（8）量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。
（9）各量测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。
（10）针对施工各关键问题及早开展相应的QC小组活动，及时分析、反馈信息，指导施工。
7．5现场巡视
基坑开挖期间每天都要安排固定人员在现场进行巡视，对基坑周围以及支撑情况进行重点观察，发现异常应立即通知相关人员停止施工采取措施。
8 突发情况下的监测应急措施
施工过程中，发生以下突发情况时，现场监测人员应采取监测应急措施：
1，我方保证安排固定人员经常巡视、保护监测点（孔），以保证监测点（孔）的正常使用并能及时发现监测点（孔）的异常与损坏情况，并及时作出处理。
2，对以电脑处理的监测资料做合理的备份保护，以避免由于电脑故障而对监测工作造成的影响。
3，对日常使用的监测仪器定期或不定期进行校核，确保采集的数据真实、可靠，同时应足够的备用监测仪器，当现场仪器出现故障或损坏时能及时调换，保证监测工作的正常进行。
4，雨季是明挖基坑施工的不利因素，也给监测工作带来一定的困难。因此雨季在保证正常的监测频率的情况下，应加强一些受雨季影响较大项目的监测频率，如测斜、支撑轴力等，同时，应根据监测结果，加强一些不利区域的监测，以保证整个基坑工程始终处于监控状态。
5，当监测数据出现异常或基坑施工过程中出现未预测的险情，应主动调整监测频率，并及时提交监测报告。
9．现场设备情况

序号
仪器设备名称/型号
仪器设备性能
生产厂家
数量
备 注
1
经纬仪
1”

1台

2
徕卡NA2水准仪
精度：0.1mm

1台
附测微器
3
收敛计
精度：0.01mm

1台

4
频率接收仪
HZ

1台

5
电脑

1台

6
惠普打印机

1台

7
数码相机

1台

8
发电机

1台

9
冲击钻

1台

10．附件（监测点位图）0万U豆体验卡
卡号：50D890668267e3349e33
密码：686d03401eefba96faba
奖品名称：500万U豆体验卡
卡号：50De7a00c543af387fc0
密码：b26488ce65abc1787202
奖品名称：500万U豆体验卡
卡号：50Dbac638

85c802fd52e
密码：3d1c344384327b85efff
奖品名称：500万U豆体验卡
卡号：50Dd97f0765bdf6998a3
密码：48db1c14e42a2b321fac
奖品名称：500万U豆体50D61

215eb41ae3cc919
密码：25bffae5346e7b7d2548

奖品名称：100万U豆体验卡
卡号：10D1cab621456ab278ab
密码：709f65f32865af2559c2
奖品名称：100万U豆体验卡
卡号：10D8f1d6a4b953f3474e
密码：6e2e4017cce30dc7e055
奖品名称：100万U豆体验卡
卡号：10Dd1fc6d6dd529b6892
密码：a5dbdd8338f91d2c0701

奖品名称：100万U豆体验卡
卡号：10D08377b71d4374262b
密码：1d7a7c21ebd99b798a54