车辆出入线明挖区间工程施工监控方案.doc

七堡车辆出入线明挖区间工程施工监控方案 七堡车辆出入线明挖区间工程施工监控方案审 核：徐长节项目负责：徐长节 校 对：占 宏编 写：蔡 靖单位地址：浙江省杭州市玉古路20号浙江大学 教四503室邮政编码：310027联系电话：87952619,目 录一、 编制依据4二、工程概况42.1七堡车辆出入线明挖区间工程概述42.2 周边环境及工程地质条件523水文地质特征5三、 监测目的7四、 监测方法技术84.1、监测的基本原则84.2监测技术要求84.3监测内容94.3.1七堡车辆出入线明挖区间工程监测项目94.3.2测点布设原则10五、监测布点105.1七堡车辆出入线明挖区间工程监测布点105.2七堡车辆出入线明挖区间工程监测项目布点原则及频率11六、主要监测项目及报警值12七、 监测资料的收集整理和信息反馈137.1 施工监测管理流程图137.2 监控量测数据的分析与预测147.2.1量测成果整理147.2.2数据处理147.2.3监测资料的收集整理15八、监测管理体系及保证措施168.1监测管理体系要求168.2质量保证措施178.2.1、加强对监测人员的要求188.2.2精心组织监测点施工188.2.3落实保证措施188.2.4、认真整理数据198.2.5、密切配合工况198.2.6、严格控制速率198.2.7、及时报警198.2.8、应急措施19九、监测仪器设备设备20十、监测机构组成20十一、监测点埋设方法及测试方法2111.1、土体深层位移(测斜)观测2111.2、土体分层沉降观测2311.3、支撑轴力观测2311.4地下水位的监测2411.5、围护墙顶水平位移与沉降观测点2511.6、基坑周围地表沉降观测2511.7、地下管线沉降观测26十二 监测资料成果的提交成果27一、 编制依据七堡车辆出入线明挖区间工程监测工作方案制定的主要依据有：1、 国家标准工程测量规范（GB50026-93）2、 城市测量规范（CJJ 8-99）3、 地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB50308-1999）4、 地铁铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）5、 建筑结构荷载规范（GB50009-2001）6、 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）7、 钢结构设计规范（GBJ17-88）8、 建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）9、 建筑基坑支护技术规程（YGJ120-99）10、 市政管线部门的要求地铁设计规范（GB50157-2003）11、 业主提供的工程资料及设计图纸的要求二、工程概况2.1七堡车辆出入线明挖区间工程概述七堡车辆明挖段及U型槽工程范围为自里程C1K0+770至C1K1+058.668。C1K0+770处设盾构接收井，C1K0+770C1K1+042为明挖段, C1K1+042C1K1+058.668为U型槽段。地面区间与U型槽段的分界里程为C1K1+058.668。根据总体通风系统要求，地下区间C1K0+825和C1K0+860两处分别设置射流风机。根据给排水专业要求，在明挖段洞口位置设置集水坑。主体结构为地下一层，采用现浇钢筋混凝土箱型结构。主体结构设计使用年限为100年，结构安全等级为一级。不考虑人防。主体结构顶板覆土4.20.3m，底板埋深12.6m1m，结构底板坐落在3、5、6层灰色粉、砂性土层。6为粉砂，下有第3层灰色淤泥质粉质粘土。围护结构采用SMW工法桩。SMW工法桩的桩径850mm，围护水泥土体内插规格7003001324mm的H型钢，施工完毕后可将其回收。采用“明挖顺筑”法施工，SMW工法与内衬墙之间、顶底板设置全外包防水。2.2 周边环境及工程地质条件七堡车辆出入线段明挖区间（西出入线）位于沪杭高速公路东侧（沪杭高速公路距离区间开挖段约有20米），横跨备塘中路、备塘河和四号港，出入段周边现状多为三四层的农居、田地，并有一些规模不大以一、二层为主的厂区，居住用地与工业用地混杂。路网系统除备塘中路，四号港旁边道路外，其余现状路网均以小路为主。现状交通主要通过备塘中路与艮山东路沟通，地块内有35路、842路公交车通过。现状房屋规模都不大，但周边管线较多。地上管线主要为分布在备塘中路上的高压、低压和通讯架空线；地下主要是在备塘中路上的电力、弱电、路灯和污水管线。23水文地质特征1、水文地质特征拟建场地浅部及中部地下水类型主要为第四纪松散岩类孔隙水和孔隙承压水，深部为基岩裂隙水。2、潜水拟建场地浅部地下水属潜水类型，受大气降水及地表迳流补给。勘察期间所测得的地下水静止水位埋深一般在0.20m3.40m之间，其相应高程一般在5.35m2.53m之间，平均潜水位高程4.19m。根据区域水文地质资料，浅层地下水水位年变幅为1.02.0m，多年最高地下水水位埋深约0.51.0m。另根据类似工程经验及场地环境，拟建场地地下水流速较小。3、承压水拟建场地承压水主要为中部第4层砂质粉土夹粉质粘土、第3层砂质粉土中赋存的微承压水和深部第1层粉细砂、第4层圆砾中赋存的承压水。拟建出入段线盾构掘进及明挖段需考虑承压水影响，本次利用杭州地铁1号线彭埠站、建华站测试资料见表1.2.3.2-1。承压水头测试结果表 表1.2.3.2-1测试位置承压水含水层承压水位埋深(m)相应高程(m)建华站43.801.63彭埠站1、49.20-3.96建华站1、47.70-2.454、地下水腐蚀性拟建场地地下水（潜水）和土对混凝土均无腐蚀性；对长期浸水环境下钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性；对干湿交替环境下钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性；对钢结构具有弱腐蚀性。承压水对混凝土结构无腐蚀性；在长期浸水环境下，承压水对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱中等腐蚀性。5、不良地质（1）浅层沼气浅层沼气是地下空间开发所可能遇到的地质灾害之一。当出段线隧道推进作业时，由于浅层沼气释放，可能造成下伏土层失稳，使已建好的隧道产生位移、断裂，造成无可挽回的重大经济损失，而且沼气为有害气体，不宜长时间滞留于隧道。浅层沼气主要有两个层位：20m以上气层，分布在钱塘江冲积相的砂质粉土、粉砂层，一般呈交互状的扁豆体出现，以砂层为主储气层，构成杭州市埋藏最浅的储气层；20m以下气层，分布上部海相淤泥质土中，主要储气层为砂层、贝壳透镜本，一般呈透镜体或单向尖灭体出现。(2)明（暗）浜、塘拟建车辆段范围有多量鱼塘分布，且鱼塘面积较大。另外车辆段综合基地及出入段线范围有备塘河、四号港河流分布。三、 监测目的监测的主要目的为：确保杭州七堡车辆出入线明挖区间工程施工期间基坑的稳定性、区间结构体本身的安全和稳定；监视施工是围岩应力和变化情况，验证支护结构的设计效果，保证支护结构稳定；提供判断围岩和支护稳定的依据；确保施工影响区域内的已有建筑物及地下管线的安全稳定，为控制施工对周围环境的影响提供判断数据；及时为区间施工提供反馈信息，通过测量数据的分析，掌握围岩稳定性的变化规律，随时根据监测资料调整施工程序，消除安全隐患，是工程信息化施工的重要组成部分；为优化施工方案提供依据；为理论验证提供对比数据；积累区域性设计、施工、监测的经验。四、 监测方法技术4.1、监测的基本原则1、本工程项目监测方案以安全检测为目的，根据施工步序、地段和参数等确定监测项目、监测仪器及精度、测点布置等项目，监测频率及变形速率为主要的报警值，针对监测对象安全稳定的主要指标进行方案设计。2、施工区域影响范围：按两倍于基坑开挖深度确定最大影响范围，在此范围内的建筑物、地下管线、土体和基坑本体均作为本工程监护的对象。3、所采用的监测仪器满足精度要求且在有效的检校期限内，采用方法正确、监测频率适当，符合设计和规范规程的要求，能及时准确提供监测数据，满足施工安全的要求。4、监控量测工作设专人负责，按设计文件、招标文件技术要求和监测计划有步骤地进行，及时做好数据处理和信息反馈，并以此指导施工，从而提高监测工作质量。5、本工程项目监测点的布置能够全面地反映监测对象的工作状态。6、各监测项目能相互校验，以利数值计算，故障分析和状态研究。4.2监测技术要求依据中华人民共和国工程测量规范，结合本工程的具体情况，制定如下技术要求：1、沉降和位移观测的闭合差按中华人民共和国工程测量规范中的二等执行。2、监测点埋设结束后，及时绘出正规的测点位置图。3、各项监测点埋设完毕且稳定后，初始值测试应不少于两次，并取两次稳定值的平均数作为原始基准数据。4、所有测量器材及测量仪器在使用前必须经过检定。5、在监测过程中要加强对现场测点的保护，发现问题及时与有关单位联系，若有因施工不慎损坏测点，应当尽最大努力进行补救。对于被损坏而无法进行补救的测点，应及时发出工程联系单，告知各方认可。6、当监测数据超出所要求的报警值时，立即报警，并及时分析原因，提出合理化建议供有关方参考。4.3监测内容根据监测目的，本次标段段监测工作的主要内容有：4.3.1七堡车辆出入线明挖区间工程监测项目1、土体深层位移（由于现场围护墙体采用SMW工法桩，墙体内无法下放侧斜管，与设计联系后，故将原设计围护墙变形更改为土体深层位移）2、土体分层沉降3、支撑轴力监测4、地下水位监测5、墙顶水平位移、沉降6、地表沉降7、地下管线沉降4.3.2测点布设原则.观测点类型和数量的确定结合工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综合考虑。.为验证设计数据而设的测点布置在设计中最不利位置和断面上，为结合施工而设的测点布置在相同工况下的最先施工部位，其目的是及时反馈信息、指导施工。.表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于应用仪器进行观察，还要有利于测点的保护。.埋测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不削弱结构的刚度和强度。.在实施多项内容测试时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使一个监测部位能同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。.根据监测方案在施工前布置好各监测点，以便监测工作开始时，监测元件进入稳定的工作状态。.测点在施工过程中遭到破坏时，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，保证该点观测数据的连续性。五、监测布点5.1七堡车辆出入线明挖区间工程监测布点区间主体结构监测系统由地面及地下监测系统组成，地面系统为地表沉降、围护墙体沉降、建筑物量测；地下系统包括：围护桩水平位移、钢支撑轴力、及地下管线量测等：七堡车辆出入线明挖区间工程监测点平面布置图（附后）5.2七堡车辆出入线明挖区间工程监测项目布点原则及频率车站区间结构量测频率按下按表中数据进行，当遇异常情况时，予以调整，如当区间周边地相对位移0.8%时，或当位移时间曲线出现反弯点，即位移急剧增长时，加密量测频率并加强支护；当位移的变化量0.1mm 时，则根据情况减少量测。对地面建筑物进行监测时，其量测项目、布点、量测频率视建筑物大小和重要性确定。七堡车辆出入线明挖区间工程监测项目表序号监测项目位置和监测对象监测频率测点布置1土体深层位移围护结构外侧土体基坑开挖时，1次/1天；主体结构施工时，1次/2天详见监测点平面布置图2土体分层沉降高速公路周边土体开挖过程中1次/1天；主体结构施工时，1次/2天3支撑轴力监测支撑端部或中部开挖过程中2次/1天主体结构施工时，1次/1天4地下水位监测围护结构外侧土体开挖过程中1次/1天；主体结构施工时，1次/2天5墙顶水平位移、沉降围护结构上端部开挖过程中1次/1天；主体结构施工时，1次/2天6地表沉降围护结构周围土体开挖过程中1次/1天；主体结构施工时，1次/2天7地下管线沉降沿管线轴向开挖过程中1次/1天；主体结构施工时，1次/1天六、主要监测项目及报警值主要监测项目及报警值序号监测项目测点间距报警值1土体深层位移40m10mm，2mm/d2土体分层沉降10m30mm，2mm/d3支撑轴力监测每开挖段测两组取计算轴力的80%4地下水位监测40m观测孔水位比原水位下降不超过1m，连续3天大于50cm/d5墙顶水平位移、沉降40m10mm，2mm/d6地表沉降3m30mm，3mm/d7地下管线沉降10m30mm，2mm/d 七、 监测资料的收集整理和信息反馈监控量测资料主要包括监测方案、监测数据、监测报告等。定人、定时、定仪器地进行收集资料，用专用表格做好记录，做到签字齐全，对监测结果进行一致性和相关性分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，及时反馈指导施工。7.1 施工监测管理流程图是是否否施 工量 测措 施经济？济？措 施量测计划是否改变？管理基准是否改变？量测计划改变管理基准改变开 始安全7.2 监控量测数据的分析与预测7.2.1量测成果整理每次量测后，将原始数据及时整理成正式记录。7.2.2数据处理在取得量测数据后，要及时进行整理，绘制位移或应力的时态变化曲线图，即时态散点图。在取得足够的数据后，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值或应力值，预测结构和建筑物的安全状况。 典型时态回归曲线示意图如图所示。时态回归曲线示意图我们常采用的回归函数有： U=Alg(1+t)+B U=t/(A+Bt) U=Ae-B/t U=A(e-Bt-e-Bt0) U=Alg(B+t)/(B+t0)本工程拟采用：U=Alg(1+t)+B式中： U变形值（或应力值） A、B回归系数 t、t0测点的观测时间（day） 为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，及时上报监测日报表，并按期向施工监理、设计单位提交监测周报、月报，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。7.2.3监测资料的收集整理.根据提供的量测网点、量测数据资料、报警值要求，编制监控量测计划及测点布置平面图，经批准后实施。.编制量测意见报告（包括施测方法、操作规程、观测仪器、设备配备、计算方法、量测人员设置等），报监理工程师批准后实施。.监控量测资料坚持长期的、连续的、定人、定时、定仪器地进行收集，用专用表格做好记录，做到签字齐全。.为确保周围建筑物的安全，监测过程将采用先进的监测仪器及监测数据的信息化管理，用计算机进行各项数据的整理，绘制各种类型的表格和曲线图，对监测结果进行一致性和相关性分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，及时反馈指导施工。.每周把量测成果图表送交监理工程师并上报监测中心，若监测对象出现异常变化，采用紧急报告当即递交。.工程交工后验收，完成监控量测任务随交工验收资料提交全监控过程资料归档。八、监测管理体系及保证措施针对本工程监测项目的特点建立专业组织机构，组成监控量测队。设队长一名，由具有丰富施工经验，具有较高结构分析和计算能力的技术人员担任，负责监测工作的组织计划、外协工作以及监测资料的质量审核，其余成员在组长的领导下工作。8.1监测管理体系要求不断向工作人员提供监测领域的新技术、新工艺、新仪器，不断提高监测队伍的素质。对业主提供的基准点资料及时进行复测，对不同之处及时提出意见以便修正，从而确保基准点数据的准确性。确定受施工影响的建（构）筑物和地下管线，并在其上设置必需的监测点，相应的测点埋设保护措施。监测组内建立二级检查制度，监测仪器按规定时间进行核准，以确保测量数据的准确性，固定专人管理仪器，进行保养和维修。检测资料的存储、计算、管理均采用计算机进行。每天的监测成果要及时送报主管工程师（并报送监理工程师）。将所有被保护对象的详细调查资料汇编成册，以备随时查阅。监测值出现异常时，迅速报告相关工程师并加密观测次数，必要时进行24小时不间断监测，直至稳定为止。要保留所有的原始资料，以供抽查。施工期间，派有经验的岩土工程师定期巡视工程现场，当发现有异常征兆时，立即通知有关各方，并及时增加相应的监测项目，加密监测。雨季施工将给监测工作带来一定难度，因此，在雨季里，保证正常的监测频率的情况下，对受雨季影响较大的项目适当加密量测频率。测点埋设达到有关规范的要求，位置准确，安全稳固，设计醒目的警戒标志加以保护。8.2质量保证措施为保证量测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项质量保证措施：.监测组与监理工程师密切配合工作,及时向监理工程师报告情况和问题,并提供有关切实可靠的数据记录。.通过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。.量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。.量测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理。.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。.各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。.量测数据均要经现场检查、室内两级复核后方可上报。.量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。.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。.针对施工各关键问题开展相应的QC小组活动，及时分析、反馈信息，指导施工。监测工作为信息化施工提供准确的数据。为保证真实、及时、准确地作好监测数据预报工作，我们将从以下几方面抓好监测的质量管理工作:8.2.1、加强对监测人员的要求监测人员首先要对工作内容、工作环境做到心中有数，这样才能主动积极、有的放矢地做好工作。要求监测人员做到以下几点：了解本工程工程、水文地质情况和周围环境；了解围护结构和基坑开挖施工概况；了解监测内容的预计变化值及变化规律；要结合现场情况来分析监测数据，一旦数据出现异常时，能及时发现并提出问题。8.2.2精心组织监测点施工埋设监测点前应摸清工程项目周围的情况，特别是地下管线的准确位置，按照规范进行各类监测点的埋设。8.2.3落实保证措施对于水准测量点，应设立相应的参考点。参考点一般设在远离现场的合适位置，必须保证参考点的稳定性。场内的监测点高程定期与参考点联测，以掌握场内各测点的绝对高程变化量。在测量工作开始之前，对要使用的测量仪器进行全面的检查和鉴定，保证仪器正常工作。测量时固定人员，固定仪器，以减小误差。加强监测全过程的质量监督，监测资料须经过自检、互检、专检后方可提交有关各方。8.2.4、认真整理数据对采集到的数据及时进行处理，对变化较大的数据要进行复核，即重新采集数据，重新进行计算，保证数据的真实性。8.2.5、密切配合工况根据现场施工过程，随时记录施工工况，根据工况变化调整监测频率，结合工况分析监测数据，增强数据的可靠性。8.2.6、严格控制速率速率变化是环境变化的重要信息，是监测单位报警的重要依据。如果发现变化速率有超常规现象，应立即报警。8.2.7、及时报警当数据变化超常规时，不管是否有合理的解释，都应该提出报警，报告各有关单位，组织专家对情况进行分析，以确保安全施工。8.2.8、应急措施在施工出现险情时，除了提高监测频率，进行监测外，还应采取一些必要的应急措施，为施工抢险提供更及时的信息监测。（1）组织现场24小时监测值班人员；（2）根据现场情况，配备2组以上监测人员；（3）为现场检测提供多套监测仪器，保证监测测量工作的需要；（4）公司组织应急监测队伍，为现场抢险服务；（5）及时汇总分析各项监测数据，并建立畅通有效的信息传递体系。九、监测仪器设备设备仪器的功能和精度需满足监测工作的技术要求。本次监测采用以下设备：主要测量仪器及工具的配备序号仪器名称型号单位数量检定状态1测斜仪CX-3套1已检合格2频率仪HXZX-2台1已检合格3电子全站仪GTS-721套1已检合格4电子水准仪DSZ2台1已检合格5钢卷尺30m把1已检合格6水位计SWJ-8090台1已检合格十、监测机构组成监测组织机构：姓 名本工程拟任岗位年龄性别专 业专 业年 限职称类似工程经历徐长节项目总负责人37男岩土工程10教授200余项类似工程经历占 宏技术负责人35男岩土工程15博士工程师100余项类似工程经历周杰现场负责24男岩土工程3工程师20余项类似工程经历徐起测试24男岩土工程3测量员15余项类似工程经历蔡靖计算、分析25男岩土工程3工程师20余项类似工程经历十一、监测点埋设方法及测试方法11.1、土体深层位移(测斜)观测（1）测斜仪的构造及原理：图（1）为一个测斜仪的构造和原理示意图，横截面为圆形，上下各有两对滚动轮，上下轮距500mm。其工作原理是利用重力摆锤始终保持沿直方向的性质，测得仪器中轴线与摆锤直的倾角，从而可以知道被测构建筑物的位移变化值。深层土体位移测试原理是基于测斜管底处土体位移为零，然后测出一分段（测头的测试长度）内的斜度，则可换算成两端点的相对位移值，于是在点处的绝对位移为：。（2）测斜仪的测试方法： 测斜管断面图如图（1）所示。当用测斜仪量水平位移时，先将塑料测斜管埋入土体里，管顶高出基准面150-200mm，底部和顶部用盖子封牢，测量时，将侧斜仪与标有刻度的信号传输线连接，信号线另一端与读数仪连接，再将测斜仪沿测斜仪与垂直线之间的倾角变化，即可得出不同部位的两对滚轮之间的相对水平位移。（3）测斜管的埋设：依照埋设的位置，选用f108提土器开孔至设计深度，立即放置测斜管，然后在测斜管与钻孔壁之间用粗砂填实至孔口。测斜管的管口用封盖盖好并做好保护箱，避免测斜管被损坏。图111.2、土体分层沉降观测分层沉降仪所用传感器是根据电磁感应原理设计，将磁感应沉降环预先通过钻孔方式埋入地下待测的各点位，当传感器通过磁感应环时，产生电磁感应信号送至地面仪表显示，同时发出声光报警。读取孔口标记点上对应钢尺的刻度数值，即为沉降环的深度。每次测量值与前次测值相减即为该测点的沉降量。11.3、支撑轴力观测钢支撑轴力监测一般采用反力计来测试支撑的轴向压力，其由一个十字安装支架和一个反力计组成。钢支撑架设时把安装架垂直焊接在活络头上，然后把反力计平稳安放在安装架内，并用周围的四个螺丝固定，在围檩侧焊接一块厚钢板，使围檩面受力均匀，安装示意图如下：图2钢支撑受到外力作用后产生形变，其应变量通过振弦式频率计来测定，测试时，按预先标定的率定曲线，根据反力计频率算出钢支撑轴向所受的力。计算公式：FK（fi2-f02）式中： F为支撑轴力(kN) (计算结果精确至1 kN)fi为反力计的本次读数(Hz)f0为反力计的初始读数(Hz)K为反力计的标定系数(kN/Hz2)11.4地下水位的监测 (1)监测仪器电测水位计、PVC塑料管、电缆线。(2)监测实施方法测点埋设：测点埋设采用地质钻钻孔，孔深根据要求而定（确保能测出施工期产生的水位变化）。测孔的安装应确保测出施工期间水位的变化。用地质钻机钻直径89mm孔，水位孔的深度在最低设计水位之下（坑外孔深同基底，坑内孔深达到基坑底下12m），成孔完成后，放入裹有滤网的水位管，管壁与孔壁之间用净砂回填至离地表0.5m处，再用粘土进行封填，以防地表水流入。水位管用55mm的PVC塑料管作滤管，管底加盖密封，防止泥砂进入管中。下部留出0.51.0m深的沉淀管（不打孔），用来沉积滤水