地铁暗挖车站施工中的监控量测体系.pdf

地铁喑挖车站胞工 【 l 】 的监控 王学理 摘要：城市地铁施工 中，保证周 围的 交通、建筑物、桥 梁、地下 管 线等的安 全特别 重要 ，为实现这一 目标 ，就必 须建立完善 、有效的监 控 量测技 术体 系。 关键词 ：地铁施 工 ；暗挖 ；监控量测 1 工程概况 3 监控量测体系的建立 北京地铁 l o 号线苏州街车站为 两端双层双跨单柱结构( 长1 6 5 + 2 1t i ) ， 中间为单层双连拱结构 ( 艮3 0 1t i ) ； 车站主 体双层地段 、风道标 准段采 用“ 洞桩法” 施工 ， 单层地段 采用 “ 中 洞 法 ” 施 工 ， 风 道 标 准 段 采 用 “ c r d” 法施工 ， 出入 口采用明暗挖 相接台 的方法施工 。 2 监控量测的目的 ( 1 ) 掌握 被 监 测 物 的 变 形 情 况 ，进 行 预 测 ，调 整 设 计 和施 工 参 数 。 ( 2 )判断 围岩 和初期支护基本 稳定的依据 ，确定 二次衬砌的施作 时间。 ( 3 )验证设计 、施工方法 的科 学性和台理性 ，弥补理论分析存在 的 足 ，为工程设 。计和施工提供 类 比依据 。 i 星测 - 一 旦i 哪 = 鼻 = 一 3 1 监控量测项 目 监控量 测项 目主要根据 工程 的 体系 周围环境 、 施 工方法 、 重要性等选择 测试项 目。 根据本工程的具体情况 ， 监测项 目以位移监 测为主 ，辅 以应 力监测 ，同时使各种 监测数据能够 相互印证 ， 确认监测结果的可靠性 。 主体双层地段 监控量 测项 目见表 1 ， 监控量测频率见表 2 。 3 2 监测点l布设 ( 1 )监测点布设方法 表 1 主体双层地段监控量测项 目 序号 量测项目 1 地质及支护观察 2 净空收敛 3 地下水位 4 拱顶下沉 5 地表沉降 6 基底回弹、底板隆起 7 钢管柱下沉 8 钢管柱受力 9 水平位移 l 0 地 中分层沉降 i i 围岩压力 l 2 初支与围岩之间的压力 l 3 初 支与 _i 衬之间压力 l 4 格栅 、二衬钢筋应力 1 5 衬砌内应力 l 6 渗水压力 i 7 建筑物沉降、 倾斜、 开裂 1 8 管线沉降、倾斜、开裂 王学理：中 铁十二局集团第二工程有限公司，工程师，山西太原 0 3 0 0 3 2 方法及工具 观察、描述 收敛 仪 水位计 水准仪、铟瓦尺 精密水准仪、铟 瓦尺 水准仪 、铟瓦尺 水准仪、铟瓦尺 钢筋计、混凝土应变计 测斜仪、测斜管 分层沉降仪 压力盒 压力盒 压 力盒 钢筋应 力计 混凝土内应力应变计 渗压计 、频率计 精密水准仪、铟瓦尺、 全站仪、觇牌、裂缝观 测仪、倾斜计 测点间距 每循环 纵 向 1 0 n 1 纵 向 3 0m 纵 向 1 0 n 1 纵 向 l 0 m 纵 向 1 0 1“11 每根钢管柱 设 2个主 断面 车 站主体设 2个主断 面 ，每断而钻 2个孔 主体单、舣层地 段、 每座附属结构各设 2 个主断面 建筑物4角 管线接头 珈 代 城 巾 轨 蛆 交 强 2 2 0 0 6 m o d e r n u r b a n tr a n s it o 维普资讯 表 2监控量测频率 一一 量测频率 ( 距开挖、模筑后的时间) 序号 量测项目 。 。 1 1 5天 l 6 3 0天 3 1 9 0天 1 地质及支护观察 挖及支护后立即进行 2 其他项目 2 次天 1 次灭 2 次 沣：根据监测变化情况可增加 减少 洲频率t若监测倩拱l乖稳定且该地段来施-t，即 停t e 监测。 图 1 地面沉降观测点埋设 观测基准点 ：布设 2 3 个 ， 应埋设在受变 形和交通影响小 的区 域， 沉降观测点见图1 。拱顶下沉 测点 ：格栅拱架安装好 ，将 预埋什 焊于拱顶 ， 混凝土喷射完凝固后 ， 将 预埋件上混凝 土清理 干净 即叮进行 初始值量测。净 卒收敛 测点 ：格 栅拱架安装 好， 将预埋件焊于拱腰 ， 应尽量使两预埋件位于 一轴 线上。 待该环7 昆 凝土喷射完凝崮后，将预 埋件上混凝土清理干 净即口 t 进行量 测。初支与二衬钢 筋应 力测点 ： 钢筋安装完成后 ，把将 要安装钢筋 应 力计位置处的钢筋 切断 ，将 钢筋 应 力计搭接 焊连接在被切 断的钢筋 卜 ( 搭接长度大于 1 0 d ) ，安装时应 注意能使钢筋计处于不受力的状态 ， 将钢筋计 的导 线逐段捆在 临近钢 筋 f ， 引到测试 匣中 ， 喷混凝土或二衬 混凝土施作后 ，检查钢筋计的电阻 值和绝缘情 况 ，做 好引 出线和测 试 匣的保 护措 施。 围岩压 力测点 ： 将 压力盒直接 埋设 在 围岩 内、初支 与围岩、 初 支与 衬问 ， 做 好引出线 和测试匣的保护措 施 。桩体及 土 体水平位 移测 点 ：桩 后土体钻 孔 ， 埋 设测斜管或将 测斜管直接埋设 在 桩 身混凝土 中。 安 装和埋设 时， 检 查 测 斜管 i 、】 的 l 对 导槽 ，其指 向应 与 欲 测位移一致 。在 未确认 导槽 畅通 时， 不得放 人真实 的测头。 埋设结 束 后 ， 量 测导槽 方位 、 管 口高程 ， 及 时 做 好孔口保护装置 ， 并做 好记录 。 地 中分层沉 降 ：在分层 沉降孔 中 ， 每隔2 2 5 m布置 一 个测点 ， 监测土 体垂直位移 。 水平位移 ； 住测斜孔 中，每隔 l i n布置一 个测点 ， 监 测土 体水平位移 。 ( 2 )监测点布设注意事项 马 头门开 u施工后 ， 2 m范 围 内布设第 组 拱顶 下沉及净 守收敛 点。 拱顶沉降点 、 收敛 点 、 地表沉降 观测点设于同一里程断面。台阶 法施工时 ，洞内收敛点依据 导洞断 面 的大小布设 ，三 台阶丌 挖施工 的 导洞同 断面设 2 组收敛点 ， 分别设 于起拱线及 3 5 高 度处 ；二台阶开 挖 施工的导洞设 1线收敛点 ，设 于 3 5 高度处 。 沉 降、 水半位移测点 在每 个拐点处必 须布设 。 3 3 监测方法及 仪器 3 3 1 建立 监测 网 首先建 立水平位 移和垂肓位 移 监 测控 制网 。利用地 而平面控 制点 做主控 点建立水平化 移监测 网，其 m o d e r n u r b a n tr a n s it 2 2 0 0 6王 埘 代 埘 市 轨 蛆 交 固 形式依据 车站 结构布 设成轴 线形 ； 利用局部高程控 制网做为 级控 制 点 ， 建立 垂直位移监控 网 ， 与地表沉 降等观测点组成地 表高程位移监控 网 ，同时将主控 点高程通过临 时施 工竖井引测至井底 ，并在井底埋设 水准基点 ( 定期复测 ) ，与结构监测 点组成地下高程 控制i 叫。监控点要 坚固、稳定 ，定期进 行联测 。 3 3 2 监 测 方法 ( 1 ) 沉降监 测 ：采用精密水准 仪和铟钢尺按_ 二 级水准测量进行 。 水准网布设首次观 测时 ，适当增加 测回数 ， 般取 3 次的数据作为测点 的初始 凑数 。 ( 2 ) 拱顶下沉 ：在 支护结构完 成 后的 l 2 h内取得 的读数为 初始 值 ，之 后按前述监测频 率要求进行 日常监 测。 ( 3 )净空收敛： 初次量测时， 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 时支架与百分 表( 或数 显表 )顶端接 触且 读数在 0 2 5 mm的范围内。 拧 紧钢尺压紧 螺帽 ， 并记下钢尺孔位读数。 再次最 测 ， 按前次钢尺孔位 ， 将钢尺固定在 支架的螺杆上 ，按 卜 述相同程序操 作 ，测得观测值 rf 1 u =r 一r ( u l 1 第 ， 2 次最 测的 净空变 形值 ； r 第 ， ! 次量测h ,j 。 的观测值 ；r ： 第 n 一1次量测 时的观测值 ) 。 ( 4 )桩体及土体水平位移监测： 量测时 ， 连接测头和测斜仪 ， 检查 密 封装置、电池充电量及仪器是否工 作正常。 将测头放入测斜管 ， 测试应 从孔底开始，自下而上沿导管全长 每 一个测段 固定位置测读 1次 ，测 段 长度 为1 m， 每 个测段 测试 1次读 数后 ， 将测头提转 1 8 0 。 ， 插入 同 1 维普资讯 对导槽重复测试 ，2次读 数应接近 ， 符 号相反 ， 取数字平均值 ， 作为 该次 监 测倩 。 在土体开挖前 ， 以连续 3次 测试尢明显差异凄数的平均值作为 刀 始值 。 ( 5 )地 下水 位监测 ：采用 电测 水位计测量 水位距 孔 几的距离 ，用 水准测量方法测 出孔 r 标高 ，从而 确定 水位标 高 ，进 一 步 计算水位变 化情况 。 施工前 ， 对 所有 测扎统一 联 测静 水位 ，统 编号 。从 降水开 始 ， 观测时间分别采用3 0 rai n 、 l h 、 4 h 、8 h 、1 2 h ，以后 2 4 h观测 l 2次， 直到降水工程结束。 表 3 测试元件和监测仪器汇总表 序号 监测设备 型 号 i 全站仪 gq s 一 6 0 2 2 精密水准仪0 0 5 a 3 钠 乩尺 2 m 4 铟钢尺 c h8 0 0 8 9 2 5 收敛仪 g y 8 5 6 倾斜计、接收仪 ge kf on一 6 5 3 0 7 水位计 s wj 9 0 8 频 率接 收仪 z xy i1 9 k 压 力盒 r r yj 2 o 1 o 钢筋计x y j 一 2 型 1 1 i=!l! l】 斜管 曲7 0 1 2 裂缝观测仪 表 5 级监控量测管理表 管理等级 管理位移 施工状态 备 注 ： u, u 2 3 需商讨和采取施工对策 “ 测试元件和监测仪器 汇总表 见 表 3 。 3 4 监控 量测控制值 监控量测控制值 是根据有 关规 范 、 类似工程经验制定的。 本工程的 监测 i t 级 监控 量测管理见表 5。控 制值如表 4 。 3 5 监测数据的采集和记录 ( 1 ) 监测数据取得后 ，需及时 进行处理 ， 排除仪器、 读数等操作过 程 中的失误 ，剔除和识别各种偶然 和系统误差 ， 避免漏测和错测 ， 保证 监测数据 的可靠性和完整性 。 ( 2 )采用统计分析方法对监测 结果进行 回归 分析 ，预 测下一阶段 的变 形值 ， 判断结构 、 建筑物的安全 状况，并编 写 日、 周 、 月报 ， 及时反 馈信息 ， 指导施 _。 3 6 精度要求 测茸精度要求 为：变形点的高 程中误差0 1 mi t t ； 水平位移变形 表 4 监控量测控制值 序 号 监 恻 项 目 控 制 u n 釜 凳 薹 蔷 l 地表沉降 3 0 2 5 2 拱 顶 f 沉 3 0 2 5 3 管线位移 煤气： 1 o ， 其他： 3 o 煤气： 0 6 2 ，其他： 0 6 5 沉降 性基： 1 0 ， 其他： 3 o 4 建筑物倾斜率 o o o 2 h 5 净空收敛0 0 0 5 3 丑 _ ， j 、 于2 0 2 5 f j土 顶水平位移 3 0 2 3 6 桩体水下何移 5 0 2 5 柑体沉降 3 0 1 1 7 基底 【t ij 弹 1 o 2 3 备注：b为结构跨度 ；位移平均速率为7天的位移平均值 ，位移最火速率为任意 i 天 的最人位移值；位移速率稳定临界值为0 i 0 2 ram天。 点 的中误差 0 1 ro l l 3 ； 沉降观测采 用二 等水准测量标准 ；地下水位测 试精度为 9 -l 0 mm。 3 7 监控量测资料的管理 ( 1 ) 分析实测数据 、绘制各种 表格及 曲线 图，当曲线趋于平衡 时 推算 出最终值 ，并推测结构物 的安 全性。 ( 2 ) 监测组 长及时 向施工 管理 人 员提交监测 日报、 周报和月报 ， 同 时对 当月 的施 工情 况进行评 价并提 出施工建议 ， 保证安全施工 。 收稿 日 期 2 0 0 5 1 1 1 0 ( 上接第3 0 页) 依照顶模一侧模一端 模 的顺序 ，打开模具 ； ( 6 ) 管片脱模。移去预埋于管 片中的部 件 ，从管片模具 中吊起管 片，清理模具 。 4 结束语 随着盾构法 施工越来越广泛的 应用 ， 管片模具的市场需求很大 ， 而 且管片模具的结构 形式