管线交底方案(基坑监测).doc

上海世博会地区B02A(中铝、商飞)地块地下空间基坑及周边环境监测管线专项保护方案上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO., LTD.2014年06月上海世博会地区B02A(中铝、商飞)地块地下空间基坑及周边环境监测管线专项保护方案集团董事长(总院法定代表人)汤 伟集团总(副总)工程师张 辰勘察设计院院长刘 敏勘察设计院总（副总）工程师胡 立 明审定人/审核人王 德 刚项目负责人魏 国 平工程勘察综合类甲级证书编号：090603-kj上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司2014年06月上海世博会地区B02A(中铝、商飞)地块地下空间基坑及周边环境监测管线专项保护方案目 录1、工程概况11.1、工程简述11.2、基坑围护设计21.3、基坑周边环境22、监测方案编制依据22.1、监测方案编制依据22.2、执行的技术规范23、监测范围及内容33.1、监测范围及监测周期33.2、监测等级及监测内容33.2.1、监测等级33.2.2、监测内容34、监测点布设44.1、地下管线、共同沟（上部）位移44.2、共同沟内部结构及管线位移44.3、现场安全巡视54.4、监测点数量统计55、 监测作业方法65.1、地下管线、共同沟（上部）位移65.2、共同沟内部结构及管线位移85.2.1、共同沟内部结构自动化水准85.2.2、人工监测106、监测技术要求116.1、监测频率116.2、监测报警指标117、监测数据的分析和拟提交成果127.1 监测资料分析及反馈127.2 监测报表、报告内容及报送127.2.1、 监测报表、报告内容127.2.2、 监测报表、报告报送要求148、 应急措施14附图、基坑监测点布置图、周边环境监测点布置图上海世博会地区B02A(中铝、商飞)地块地下空间基坑及周边环境监测管线专项保护方案1、工程概况1.1、工程简述上海世博会地区B02A(中铝、商飞)地块地下空间工程位于世博会B片区，地块编号为B02A-01，用地面积约16500平方米。BO2A-01图1.1-1：基坑位置平面图 本B02A-01基坑为图中的虚线内所示范围。该基坑北临世博大道，东临规划一路，南临博城路，西面和世博集团、国新地块相邻，距长清北路约50米。基坑东西宽约110m，南北长约150m，开挖深度约14.3m。1.2、基坑围护设计B02A-01地块地下空间为地下三层结构，基坑开挖深度约14.3m。基坑周边采用600mm地下连续墙作为围护体，坑内设置三道钢筋混凝土边桁架+对撑式水平支撑体系。基坑采用明挖顺作法施工。1.3、基坑周边环境B02A-01地块北侧为世博大道，南侧为博城路、西侧为拟建空地，东侧为规划道路。由于本基坑距西侧长清北路已经超过3倍基坑开挖深度的距离，所以本基坑所涉及环境监测内容主要为基坑北侧世博大道、南侧博城路及其地下管线、共同沟。基坑围护结构边线外3倍开挖深度范围地下管线和建、构筑物分布情况详见表1.3-1。 表1.3-1：基坑开挖深度影响范围内地下管线及建构筑物分布一览表序号环境目标位置距围护结构边线最小距离（m）备注1信息世博大道45.82给水40.53雨水15.9、42.7监测重点4污水9.5、47.5监测重点5电力5.3监测重点6污水博城路26.07雨水24.28燃气21.8监测重点9共同沟2.8监测重点2、监测方案编制依据2.1、监测方案编制依据（1）监测项目比选文件；（2）随比选文件提供的相关资料。2.2、执行的技术规范 国家标准建筑基坑工程监测技术规范(GB 50497-2009) 国家标准地基基础设计规范(GB 50007-2011) 国家标准工程测量规范(GB 50026-2007) 国家标准国家一、二等水准测量规范（GB/T 12897-2006） 行业标准建筑变形测量规范（JGJ 8-2007） 上海标准岩土工程勘察规范（DGJ08-37-2012） 上海标准地基基础设计规范（DGJ08-11-2010） 上海标准基坑工程施工监测规范（DG/TJ08-2001-2006） 上海标准基坑工程技术规范（DG/TJ08-61-2010） 国家和上海市其它有关标准、规范、规定等。3、监测范围及内容3.1、监测范围及监测周期本工程监测作范围涵盖了基坑围护体系内力、变形；坑内、坑外土体变形；地下水位；周边环境（道路、地下管线、共同沟）变形等。工程施工过程中出现监测数据变化速率过快，累计过大，或发现施工隐患，建设单位会同设计、施工、监理确认有必要增加的监测对象或监测项目也纳入实际监测工作范畴。本工程计划开工日期为2014年5月，服务期限自委托之日起至0.000结构顶板施工结束后一年，监测周期暂估为2年。3.2、监测等级及监测内容3.2.1、监测等级根据本工程围护设计方案及周边环境现状，按照基坑工程施工监测规程（DGTJ08-2001-2006）本工程基坑安全监测等级定为一级；周边环境监测等级：南侧为一级，其余为二级。3.2.2、监测内容（1）基坑周边环境监测主要是针对基坑周边三倍基坑开挖深度范围内的道路、管线及周边地下水位进行变形监测，监测内容如以下所列： A、 周边道路及地面沉降B、 周边建、构筑物（共同沟等）水平位移及沉降监测C、周边地下管线的水平位移及沉降监测D、基坑外土体水平位移（测斜）监测E、基坑外潜水水位监测F、基坑外古河道切割区微承压水水位监测G、基坑外正常沉积区承压水水位监测（2）基坑围护监测 A、地下连续墙墙顶变形（水平位移、竖向位移）监测 B、地下连续墙体深层水平位移（测斜）监测 C、支撑轴力监测 D、钢立柱隆沉位移监测 E、基坑坑底隆起监测（3）现场安全巡视表3.2-1：现场安全巡视对象及内容序号巡视对象巡 视 内 容1支护结构支护结构成型，冠梁、支撑、围檩有无裂缝出现，支撑、立柱有无较大变形，止水帷幕有无开裂、渗漏，墙后土体有无沉陷、裂缝及滑移，基坑有无涌土、流砂、管涌。2施工工况开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异，基坑开挖分段长度及分层厚度，有无超长、超深开挖，场地地表水、地下水排放、基坑降水状况，基坑周围地面有无超堆荷载。3基坑周边环境地下管道有无破损、泄露情况，周边建（构）筑物有无裂缝出现，周边道路（地面）有无裂缝、沉陷，邻近基坑及建（构）筑物的施工情况。4监测设施基准点、测点完好状况，有无影响观测工作的障碍物，监测元件的完好及保护情况。4、监测点布设4.1、地下管线、共同沟（上部）位移对有阀门、窨井的管线（如燃气、给水、共同沟等）设直接观测点，其他管线根据现场条件布设深层模拟点。4.2、共同沟内部结构及管线位移共同沟内部结构位移监测点采用自动监测和人工监测相结合的方式。测点布设于共同沟内沉降缝两侧，测点采用钻孔埋设沉降钉方式。管线位移监测点直接布设在管线接口处结构上。4.3、现场安全巡视现场巡视，用目测观察结构与岩土体的稳定性是必不可少的的监测辅助手段，它有利于获得是否存在不稳定征兆的直观信息。巡视观察若发现异常和危险情况应及时通知相关各方。现场巡视内容如下：（1）既有建（构）筑物：裂缝、剥落。包括裂缝宽度、深度、数量、走向、剥落体大小、发生位置、发展趋势等。（2）道路、地面：地面开裂。包括裂缝宽度、深度、数量、走向、发生位置、发展趋势。地面沉陷、隆起。包括沉陷深度、隆起高度、面积、位置、距墩台的距离、距基坑的距离、发展趋势。地面冒浆/泡沫。包括出现范围、冒浆/泡沫量、种类、发生位置、发展趋势等。 （3）地下管线：管体或接口破损、渗漏。包括位置、管线材质、尺寸、类型、破损程度、渗漏情况、发展趋势。检查井等附属设施的开裂及进水。包括裂缝宽度、深度、数量、走向、位置、发展趋势、井内水量等。 （4）基坑周边临近施工情况。4.4、监测点数量统计根据比选文件规定，本项目布设的监测点数量及监测次数情况详见表4.4-1。表4.4-1：B02A-01基坑及周边环境监测工作量清单项目测点数量备注地下连续墙顶垂直、水平位移25点地下连续墙侧向变形（测斜）18孔34米/孔坑外土体侧向变形（测斜）18孔39米/孔坑外地下水位12孔10米/孔坑外承压水位4孔40米/孔立柱隆沉14点支撑轴力第一道12组4个/组第二道12组4个/组第三道12组4个/组坑底隆起8点地面沉降30点6断面地下管线垂直、水平位移113点共同沟垂直、水平位移人工50点自动化26点5、 监测作业方法5.1、地下管线、共同沟（上部）位移 监测方法（1）水平位移采用轴线投影法（准直线法）进行观测。在某条测线的两端远处各选定一个较为稳固的平面工作基点A、B，经纬仪架设于A点，定向B点，则A、B连线为一条基准线；观测时，在该条测线上的各监测点设置觇板，由经纬仪在觇板上读取各监测点至AB基准线的垂距E，某监测点本次E值与初始E值的差值即为该点累计位移量，各变形监测点初始E值均为取两次平均的值。另外，在施工影响区域外布置若干个平面基准点，用全站仪定期检测各工作基点的稳定性，若发现工作点有所位移，则及时对其坐标进行修正，以提高水平位移观测精度。（2）垂直位移按国家二等水准精度要求，采用几何水准测量方法进行沉降监测。所有采用水准测量的监测项目（如围护结构墙顶沉降、支撑立柱沉降、建（构）筑物沉降、道路和地表沉降、地下管线沉降等），其沉降监测点应与测区附近的基准点、工作基点共同组成变形监测网，采用闭（附）合水准路线进行观测（见下图）。各监测点高程初始值在监测工程前期两次测定(两次取平均)，某监测点本次高程减前次高程的差值为本次沉降量，本次高程减初始高程的差值为累计沉降量。图5.1-1工点水准观测线路图水平位移观测拟采用瑞士Leica TCA2003全站仪（测量机器人，带伺服马达，高精度仪器的典范，能自动对中，自动记录观测数据，测角精度0.5，测距精度1mm+1ppm，见图）；沉降观测拟采用美国Trimble DiNi电子水准仪（数字精密水准仪，自动记录观测数据，标称精度0.3mm/km，见图5-1）。（a）瑞士TCA2003伺服全站仪 （b）美国Trimble DiNi电子水准仪图5.1-2 全站仪及水准仪照片所有测点均进行垂直位移观测，靠基坑或盾构区间最近的一排硬管线同时观测水平位移，其它管线施工期间变形情况可相应参照。 监测仪器水平位移监测拟采用瑞士Leica TCA2003全站仪，测角精度0.5，测距精度1mm+1ppm；沉降监测拟采用美国Trimble DINI电子水准仪，仪器标称精度0.3mm/km。5.2、共同沟内部结构及管线位移5.2.1、共同沟内部结构自动化水准对共同沟结构拟采用静力水准系统进行自动化监测。 监测原理与方法静力水准仪依据连通管原理，通过传感器测量每个测点所安置的监测仪器中容器内的液面相对仪器参考点的液面变化，再通过计算求的各点相对于基点的变化量（原理如下图）。图 5.2-1： 静力水准测量原理示意图如上图所示，设共布设n个测点，1号点为相对基准点，初始状态时各测点安装高程相对于（基准）参考高程面H0间的距离为Y01、Y02、Y0i、Y0n（i为测点代号），各测点安装高程与液面间的距离则为h01、h02、h0i、h0n，则有：Y01+h01=Y02+h02=Y0i+h0i=Y0n+h0n （1）当发生不均匀沉降后，设各测点安装高程相对于基准参考高程面H0的变化量为hj1、hj2、hji、hjn（j为测次代号），各测点容器内液面相对于安装高程的距离为：hj1、hj2、hji、hjn，则有：Y01+hj1+hj1=Y02+hj2+hj2=Y0n+hjn+hjn （2）则j次测量i点相对于基准点1的相对沉降量Hi1=hji-hj1，由（2）式可得：hj1-hji=Y0i+hji-Y01+hj1=Y0i+Y01+hji-hj1 （3）由（2）式可得：Y0i-Y01=-h0i-h01 （4）将（4）式代入可得：Hi1=hji-hj1-h0i-h01 （5）由（5）式可知：只要用传感器测得任意时刻各测点容器相对于该点安装高程的距离hji（含hj1）及首次的h0i（含h01），即可求得该时刻各点相对于相对基准点1的相对高差。当把任意点g作为相对基准，任意测次f作为参考测次，由（5）式即可求出任意两次、任意两点间的相对高差，并与其他点的高差没有关系。Hig=hji-hjg-hfi-hfg （6）由（2）式可以得出任一测点任一测次相对于首次基准点的相对高差变化。首次测定后（维修后可重新定义首次），h0i-h01即为常数C，各点安装位置确定后，Hji=ZjiKfji，其中，Zji为仪表读数，Kfji为传感器分辨率，编程后，计算机可以直接显示Hi1，当系统重新维护后只需修正C即可保证监测数据连续。沉降监测传感器所采集的沉降变化量通过无线网络传输到指定IP计算机，通过配套软件进行数据传输存储管理及计算处理。自动化监测系统模块组成见下图：数据采集（基准点、监测点、次级基准点测量值、温度值数据传输（无线传输、GPRS网络传输、光线传输）数据处理（预处理、计算归零值、次变化量、累计量）信息反馈（形成监测报表、图表、撰写测评、编写报告）软件与技术人员部分硬件设施设备部分图 5.2-2： 静力水准自动化监测系统组成图5.2-3： 静力水准自动化监测软件系统模块结构图图5.2-4： 自动化沉降监测系统静力水准仪阵列（同类工程照片）5.2.2、人工监测在自动化监测的基础上，定期采用人工测量的方法对监测数据定期检核。人工测量的初步拟定为1次/7-14天，实际实施时刻根据共同沟的变形情况做调整。 监测方法采用轴线投影法（准直线法）或小角法进行水平位移观测；按国家二等水准精度要求，采用几何水准测量方法进行沉降监测。 监测仪器水平位移监测拟采用瑞士Leica TCA2003全站仪，测角精度0.5，测距精度1mm+1ppm；沉降监测拟采用美国Trimble DINI电子水准仪，仪器标称精度0.3mm/km。6、监测技术要求 6.1、监测频率 科学、合理的监测周期与频率是确保整个项目安全、顺利进行的有效保障，根据比选文件及同类项目监测经验，本次监测频率按表6.1-1执行。表6.1-1：基坑及周边环境监测频率施工阶段墙体测斜坑外水位桩顶位移、立柱沉降、支撑轴力、水位监测共同沟、管线监测、土体测斜道路位移、建、构筑物监测围护施工安装安装对应施工位置1次/天跟踪监测，其余位置 1次/7天对应施工位置1次/天跟踪监测，其余位置1次/7天预降水1次/1天1次/1天1次/1天挖土1次/1天1次/1天1次/1天1次/1天1次/1天基础底板施工1次/1天1次/1天1次/1天1次/1天1次/1天地下室结构施工1次/2天1次/2天1次/2天1次/2天1次/2天支撑拆除期间及拆除后3天内1次/1天1次/1天1次/1天1次/1天1次/1天底板浇筑完成后至地下结构完成1次/23天1次/23天1次/23天1次/23天1次/23天备注：上表中的监测频率为正常状况下的监测频率，当监测数据变化异常或达到报警值时需加密监测频率，加密到1次/天，甚至根据具体情况加密到23次/天。待监测数据稳定后，再逐渐将监测频率恢复正常，确保基坑和工程结构的施工安全。6.2、监测报警指标监测报警指标一般以总变化量和变化速率两个量控制，累计变化量的报警指标一般不宜超过设计限值。根据相关规范及类似工程经验，基坑及周边环境监测报警指标如下：表6.2-1：基坑及周边环境监测报警指标序号监测项目变化数率（mm/d）累计变化量（mm）1墙顶位移实施前由设计给定2墙体、土体侧移20.18%H3坑外地面沉降20.15%H4立柱沉降实施前由设计给定5坑底隆起实施前由设计给定6支撑轴力设计控制值的807坑外地下水位30010008电缆、信息等柔性管线5109煤气、供水等刚性管线21010共同沟位移2207、监测数据的分析和拟提交成果7.1 监测资料分析及反馈在现场设立微机，采用我单位研制的专用软件数据处理系统该系统可与业主电脑连网并上传数据，每次观察数据经检查无误后送入微机，经过软件处理，自动生成报表，当数据出现异常，软件处理系统会自动提示或报警；监测成果当天以速报形式（附相关曲线）提交给业主、监理、总包及其它有关方面。监测月报要在周报的基础上通过比较与判别对工程所处的安全状态作出评价，在统计分析的基础上对工程发展趋势作出预测。周报及月报须经项目负责人审核无误后提交。如果监测结果超过设计的警戒值即向建设方、总包方、监理方发出警报，提请有关部门关注，以便及时决策并采取措施。每个施工阶段提供监测阶段报告（监测周报、监测月报），监测工程结束后三周内提供监测总结报告。7.2 监测报表、报告内容及报送7.2.1、 监测报表、报告内容（1）日报：报送当日全部监测数据、巡视信息及预警建议信息，报送频率参照监测周期及频率；（2）预警快报：报送内容主要包括风险时间、地点、风险概况、原因初步分析、变化趋势、风险处理建议等；（3）月报：为近一月的监测数据、巡视信息汇总分析及其异常情况、风险预警及安全评价情况，反馈意见落实情况、监控跟踪情况及风险事务处理、效果、变化趋势、存在问题、下一步风险处理建议等。月报的具体内容包括： 监测项目，测点布置； 施工进度及现场施工状况的描述； 各监测项目的监测值的变化曲线，包括施工进度监测值曲线，时间监测值曲线等多种形式； 根据施工情况，并结合数值模拟和理论分析等多种方法，对监测数据进行综合分析，对周边建筑物、地下管线、地层变形、施工状态的安全性做也评价和预测； 对达到或超过报警值的测点应进行重点说明，并进行详细分析原因，同时提出相应的控制措施； 对施工存在的问题进行评述，并提出相应的改进建议； 监测小结，给本期监测的总体评价。（4）监测总报告内容包括 工程概况，监测目的； 监测工作大纲和实施方案； 采用的仪器型号、规格和标定资料； 监测资料的分析处理； 监测值全时程变化曲线； 超前预报