盾构区间监测方案.doc

南昌市轨道交通1号线一期工程土建施工三标段长江路站珠江路站区间上行线盾构推进监测方案编制： 审核： 审批： 中铁十六局集团有限公司南昌市轨道交通1号线一期工程土建施工三标段项目经理部2011年12月22日目 录一、工程概况- 1 -二、监测方案编制原则与依据- 4 -三、监测范围及内容- 5 -四、监测点的布设- 5 -五、监测作业方法- 6 -六、监测相关技术要求- 7 -七、仪器设备选用- 8 -八、监测施工人员组织计划（管理网络图）- 10 -九、 监测信息反馈体系- 10 -十、 监测质量保证措施- 13 -十一、 安全保证措施- 14 -一、 工程概况1.1工程简介：长江路站珠江路站区间隧道场地较为平整，地貌形态单一，属赣江冲积平原地貌，地面标高19.2820.59m。区间隧道从长江路站南端出发，沿丰和北大道向南前行至珠江路站北端。本段区间线路设计为双坡，最大坡度为8，最小平曲线半径为800m。1.2盾构工程量 本工程设计范围包括长江路站珠江路站的单圆盾构区间隧道以及联络通道。长江路站珠江路站区间起迄里程CK4+662.307CK5+356.682，区间正线长度694.375m。本方案只考虑该区间上行线监测。 1.3工程地质情况：1.3.1 土层特征本标段区间里程约CK3+410长江路站、长江路站珠江路站为工程地质区。场地地层分布自上而下详细描述如下:工程地质区:2素填土：松散，灰、灰黄色，主要由砂性土组成，局部段为粘性土组成，含少量砾石，岩性杂，分布路基上的勘探孔，揭示上部5070cm 以卵砾石为主。2淤泥质粉质粘土：流塑，高压缩性，灰色，层状，层面夹薄层粉砂，粉砂单层厚0.10.4cm，局部夹团块状粉砂，含少量腐殖质，无摇振反应，切面光滑，干强度、韧性中等。3-1含粘性土粉砂：中等偏高压缩性，松散，灰黄色，局部孔段呈褐黄色，夹软塑状团块状粘性土，成分以石英、云母、长石为主。 3-2细砂：饱和，中等压缩性，松散稍密，灰、灰黄色，部分孔段为中砂，局部含少量泥质，成分以石英、云母、长石为主。4中砂：饱和，中等压缩性，稍密中密，灰、灰黄色，部分孔段为细砂，成分以石英、云母、长石为主，局部含少量砾石，砾石粒径1cm 为主。5粗砂：饱和，中等压缩性，中密，灰、灰黄、灰白色，成分以石英、云母、长石为主，含砾石，砾石粒径1cm为主， 含量约510。6砾砂：饱和，中等压缩性，稍密中密，灰、灰白色，颗粒粒径以0.22cm 为主，含量2035，母岩成分以石英岩、砂岩、硅质岩为主，亚圆形，钻探揭露最大粒径46cm，含量515，填充中粗砂，砂成分以石英、云母、长石为主，偶夹薄层中粗砂透镜体。7圆砾：饱和，中等偏低压缩性，中密为主、局部稍密，灰、灰白色，颗粒粒径以13cm为主，含量3545，母岩成分以石英岩、砂岩、硅质岩为主，亚圆形，钻探揭露最大粒径58cm，含量1015，局部含块石，填充中粗砂，砂成分以石英、云母、长石为主，局部孔段砾砂透镜体。1-1强风化泥质粉砂岩：低压缩性，紫红色，原岩结构可见，岩芯较破碎，呈碎块状或短柱状，碎块用手可掰断，遇水软化，正常钻进速度较快，岩芯采取率较低。1-2中风化泥质粉砂岩：紫红色，局部段呈灰绿色，泥质胶结，局部为钙质胶结，原岩结构清晰，岩芯较完整，呈柱状长柱状为主，局部为碎块状，节理裂隙不发育，见少许陡倾角裂隙。锤击声稍脆、易击碎，遇水软化，易崩解呈片状61.3.2 文水地质（1）地表水及地下水的赋存场区地表水主要为赣江、瀛上湖（碟子湖）以及棋盘分布的池塘，目前地表水位高程约为15.5019.60m 之间。拟建场地浅层地下水属上层滞水、孔隙性潜水、微承压水，主要赋存于表层填土及砂土、砾砂、圆砾中。工程区深部基岩裂隙水，主要分布于第三系新余群泥质粉砂岩、砂砾岩以及前震旦系双桥山群千枚岩岩层内。（2）地下水类型、富水性及渗透系数根据地下水的含水介质、赋存条件、水理性质和水力特征，场地地下水类型主要是第四纪松散岩类孔隙水、微承压水和基岩裂隙水，表层土体内为上层滞水，分述如下：上层滞水主要赋存于填土层中，主要接受降雨入渗补给、下水管的渗漏补给。水位及富水性随降降雨量变化大，局部富水性好、水量大，尤其是雨季水量将更大，且水位上升、下降速度快。孔隙潜水区：孔隙性潜水主要赋存于表层填土以及第四系1粉质粘土中。由大气降水径流补给，潜水水量微弱。初勘时勘探期间测得钻静止水位埋深1.107.10m，由于地面起伏较大，相应高程16.0722.21m；详勘时勘探期间测得钻静止水位埋深0.5011.00m，由于地面起伏较大，相应高程13.9833.00m。中间风井处勘探期间测得钻静止水位埋深0.801.70m，相应高程17.8319.05m，中间风井抗浮水位取值建议进行相关专题研究确定；另根据类似工程经验及场地环境，地下水流速较小。区：孔隙性潜水主要赋存于第四系全新统冲积层的松散中密状砂土以及稍密中密的砾砂、圆砾中。初勘时勘探期间测得钻静止水位埋深3.005.50m，相应高程14.0216.32m；本次详勘阶段水位埋深0.205.90m，高程13.8117.40m。根据区域水文资料，地下水位埋深年变幅15m，地下水主要接受赣江水体和大气的侧向补给，受人为开采影响较小。平水季节及枯水季节地下水补给地表水，地下水向赣江排泄；汛期，赣江水位上涨，赣江补给地下水。地下水与赣江水力联系密切，地下水水量丰富，地下水与赣江水的具体联系程度建议做专项调查研究。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。孔隙微承压水拟建场区孔隙承压水主要赋存于第四系上更新统冲积层的砂砾石层中，由于上伏分布存在1粉质粘土、2淤泥质粉质粘土等相对隔水层，该含水层水位高度高于相对隔水层底板，故具有一定的微承压性质，当上覆土层分布为粉性土、砂土时，该微承压水则转换为孔隙潜水，主要分布世贸路站北一环站区间，水量丰富；该层顶板高程14.087.13m，埋深较浅，承压水水头高度一般为2.505.20m。基岩裂隙水区基岩裂隙水：主要赋存于场地前震旦系双桥山群岩层的裂隙中，主要受上部第四系松散层中的孔隙水补给。富水性主要由裂隙孔发育程度，裂隙性质等条件影响。场地内基岩裂隙发育，裂隙性质多呈张开状，差异性大，无统一的地下水位，勘察场地内的千枚岩内裂隙孔隙水有一定水量。但根据地质测绘，在构造破碎带处往往具有一定的水量。区基岩裂隙水：即为红色碎屑岩类裂隙孔隙水，主要赋存于场地第三系新余群泥质粉砂岩层的裂隙中，主要受上部第四系松散层中的孔隙水补给。富水性主要由裂隙孔发育程度，裂隙性质等条件影响。场地内泥质粉砂岩裂隙发育一般，裂隙性质多呈闭合状，勘察场地内的红色碎屑岩类裂隙孔隙水水量极为贫乏。1.3.3地震效应按建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（2008 年版），场区的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，设计特征周期为0.35s。根据本工程场地地震安全性评价报告，50 年超越概率10的基岩地震动峰值加速度为0.093g，相应的地震烈度为度，两者基本吻合。本工程建筑场局部存在液化土、淤泥质土、冲填土等软弱土层，结合场地地质、地形、地貌特征，属对建筑可进行建设的一般场地，局部为对建筑抗震不利地段1.3.4工程地质及水文地质评价（1）根据区域地质条件和拟建场地的工程地质条件，本场地属稳定场地，适宜本工程建设。（2）全、强风化千枚岩遇水极易软化，且具有一定的膨胀性，中等风化千枚岩遇水易软化，故盾构推进过程中注意推进速度。（3）盾构推进段，与盾构推进方向不规律的分布多条石英岩脉，宽度1535cm 不等，与推进方向呈斜交和垂直状，在基岩露头点或勘探孔内时有分布，但延伸性较差，局部呈断续发育，在勘探孔内不同深度均有揭示。石英岩脉岩质坚硬，天然抗压强度可取80100MPa 以上，对盾构掘进有一定的影响。（4）地下潜水、地表水（瀛上湖）对混凝土结构无腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水和干湿交潜环境下无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。（5）沿线场地20m 深度内砂土局部存在轻微液化势。（6）区地下潜水、微承压水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水和干湿交潜环境下无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。工程区地表水体对混凝土结构无腐蚀性，局部具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水下无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。长江路至珠江路区间地下水对混凝土结构具侵蚀性CO2中等腐蚀性。二、 监测方案编制原则与依据2.1、甲方提供的设计图纸、技术要求等资料。2.2、相关技术规范、规程。（1）工程测量规范（GB50026-2007）（2）国家一二等水准测量规范（GB/T12897-2006）（3）城市测量规范（CJ8-99）（4）建筑变形测量规范（JGJ8-2007）（5）地下铁道地下轨道交通工程测量规范（GB50308-2008）（6）地铁设计规范（GB50157-2003）（7）铁路隧道设计规范（TB10003-2005）（8）建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）（9）其它相关规范及规程要求三、 监测范围及内容3.1、监测范围3.1.1、珠江路站长江路站区间：（1）上行线盾构出洞日期2012年10月15日，计划进洞日期2013年01月15日；（2）本区间完成井接头制作、手孔封堵、防水嵌缝等工序时间计划为2013年2月20日。3.2、监测内容：（1）区间隧道上行线地面沉降监测；（2）区间隧道周围剖面点监测；（3）区间隧道周围地下管线监测；（4）区间隧道周围建筑物监测；（5）区间隧道内管片沉降监测；（6）区间隧道内收敛监测。（7）现场巡视四、 监测点的布设4.1、区间隧道上行线轴线地面沉降监测点的布设分别沿上行线轴线布设，每5环（6m）布设1点。距洞口30米范围内地面沉降点采用深层土体监测点。中间段监测点埋设根据隧道推进区地质条件，在土层地表区，宜采用水准钉设点。4.2、区间隧道上线轴线剖面监测点的布设剖面各点间距分别为5米、10米、15米，每排断面共计6个点（轴线点除外）。地表深层沉降监测点的埋设方法为：先在地面上用开孔机开孔，钻去道路表层直至原状土，将25螺纹钢专用沉降标打入钻孔中的原状土60cm（实际打入深度根据现场环境情况确定），沉降标略低于地面5cm，外侧采用套管保护，并用黄砂对钻孔孔隙进行填充至密实。4.3、区间隧道周围建筑物监测点布设在隧道轴线上方两侧30m范围内，直接法布点用射钉敲入房角，或利用原有点。4.4、区间隧道内沉降点布设隧道内沉降监测点，即在上行线各12m（10环）布置一个监测测点。埋设方法：借助于隧道管片底部的螺栓,螺栓表面呈弧形，必须保证螺栓不允许有松动； 4.5、区间隧道内收敛点布设分别在上线60m（50环）范围内布设1个收敛监测断面，每个监测断面分纵向及横向两个方向。埋设方法：在监测点设计隧道底部及侧壁刻划激光测距仪安置位置。五、 监测作业方法5.1基准点的布设与检验5.1.1、水准基准点布设考虑施工工期及隧道施工影响范围，本次地表监测基准点将沿珠江路站长江路站隧道走向布设3组基准点。区间隧道沉降监测点中，在始发站珠江路车站底板面布设3组基准点，每组由34个基准点组成，编号为BM1、BM2、BM3BMn。基准点布设与高程测量按照国标工程测量规范(GB500262007)中的规定执行。5.2.2、工作基准点布设与检验工作基准点是直接用于对变形观测点进行观测的控制点，其埋设位置既要考虑到便于观测，又要考虑它的稳定性，因此，本工程工作基准点根据现场实际情况，约设11个工作基准点。为检测工作基准点稳定性，根据施工进度情况，拟每二周检测一次，检测时按国家二等水准规范观测的技术要求进行往返观测。工作基点稳定后,则可每二月检测一次。5.2地表垂直沉降监测起算采用施工高程。观测时采用水准闭合测量（对非闭合线路上的测点，从闭合线路引测必须控制在2站以内），测量监测点的高程，计算本次变量和累计变量。在本项目中，沉降监测采用二等水准测量方法，进行闭合路线或往返观测。作业要求如下：（1）、水准每站观测高程中误差M0为0.3mm，水准附合路线，其附合差Fw为0.5mm(N为测站数)；（2）、初始值测量必须观测二次取平均值；（3）、每天工作开始前检查标尺水泡、仪器气泡，发现异常应停止工作检查仪器，改正合格后方可施工；（4）、每次观测前应检查水准仪i角,保证其不大于10,否则应先校正到限差范围内，定期对仪器i角进行检查；（5）、测站的设置视线长度不得大于50米，前后转站点视距差不得大于1米,路线转站点视距差累计值不大于3米；每次观测过程中尽量做到固定人员、固定仪器、固定测站、固定路线，以尽量减小人工和系统误差。沉降监测内业计算方法:考虑到沉降监测对数据及时性的要求，在方案设计时，要求单个监测点的精度小于0.3毫米，所以一般在闭合差小于0.3毫米的，不再另行平差，直接使用各点高程。对于闭合差较大的则需要进行配赋。一个测站的计算和检核：h中=(h基+h辅-3.0155)/2，后减前h=h后-h前闭合差的计算： （公式1）六、 监测相关技术要求6.1监测精度要求6.1.1、控制测量精度要求水准控制网按国家一等水准要求进行，各项技术指标如下：等级读数基附差测站附合差路线闭合差备注一等水准0.3mm0.5mm2 mmL为公里数在测量过程中固定观测人员和仪器，测量成果必须严密平差。6.2.2、高程按二等水准测量，进行闭合路线或往返观测：（1）水准每站观测高程中误差M0为0.3mm；（2）水准附合路线，其附合差Fw为0.5mm(N为测站数)；6.2监测频率6.2.1、地表沉降, 包括在盾构切口前20米,后30米范围内的房屋点、管线点,1次天。每点从盾构切口到达前20米开始监测，盾尾脱离该点后7天或沉降量小于0.5mm，则停止监测。6.2.2、如遇监测值突变或异常，依据实际情况加密监测频率，直至满足施工要求。6.3参考监测控制值6.3.1、警戒值确定的原则（1）满足设计计算的要求，不可超出设计值。（2）满足测试对象的安全要求，达到保护目的。（3）对于相同的保护对象应针对不同的环境和不同的因素而确定。（4）满足各保护对象的主管部门提出的要求。（5）满足现行的相关规范、规程的要求。（6）在保证安全的前提下，综合考虑工程质量和经流等因素，减少不必要的资金投入。6.3.2、警戒值的确定我方根据相关监测经验提出的报警参考值如下：监测项目速率（mm/d）累计值（mm）建筑物沉降点320隧道断面监测点320隧道上行线垂直位移监测点320隧道内沉降监测点320隧道内收敛监测点210具体报警执行值由设计和相关部门确定。七、 仪器设备选用编号仪器名称型号产地数量精度1电子水准仪DINI03美国1套0.3mm/km2收敛仪ZYSL-1国产1台0.4mm/km3奔四电脑国产1台4打印机国产1台监测用主要仪器外观图如下：Trimble DiNi03数字水准仪ZYSL-1收敛仪八、 监测施工人员组织计划（管理网络图）项目经理测量一班巡视组内业组总工监测组织机构九、监测信息反馈体系为了将监控量测数据在及时整理后报送相关单位，便于各单位根据监控量测结果了解整体工程的安全状况、对现场发生的具体情况迅速作出反应的应对措施，建立有效的信息沟通机制与数据保密工作。9.1监测报表在监控量测工作中的报告包含日报、周报、月报、专题报告、总结报告五种形式。.日报监测频率为1次/天或更高时，每天的监测成果于当天上午16：00点前正式报表报送业主、监理、施工单位，叙述当天的施工工况情况、监测点（孔）当次及累计的成果动态及有关注意问题。如遇报警情况，先当场口头通知同时2小时内提交正式报警资料。.周报监控量测数据经分析后，表现为正常变化范围，工程状态安全，施工处于可控状态，应按时上报周报，在周末对每周监控量测数据进行汇总，并以表格形式上报监控量测数据，可简化为只包含有变化的监控量测项目的内容。.月报针对一个月的工作及时进行总结，总结成果以月报形式于每月28日前上报有关单位，月报具体内容应包括如下：.监控量测项目、测点布置.施工进度.监控量测值及时程变化曲线.监控量测预报分析.对于达到或超过报警值的测点分析原因.当月监控量测工作小结9.2专题报告针对工程重点危险源的监控量测工程，应结合施工过程中的监控量测数据进行分析，得出相应的结论，并对提出建议，上报专题报告，专题报告应包括：.监控量测项目、测点布置.施工状态.危险源工程条件及重点.监控量测值历时曲线.监控量测数据分析结论.危险源施工的影响发展预测.施工建议9.3总结报告监控量测工作结束后，及时将监控量测结果总结分析，提交监控量测总报告。总报告内容包括：.工程概况、监控量测目的.监控量测工作大纲和实施方案.监控量测资料的分析处理.监控量测值及其全程变化曲线.施工中超前预报效果评述.工程监控量测结果9.4 报表递交.递交时间监控量测数据正常情况下每周提交一次周报，每月提交一次月报，如节假日有关单位、部门休息，可适当延迟。监控量测工作完成后20天内，提交监控量测总结报告。如遇特殊情况，因根据所涉及监控量测区间的测点历史数据作专题分析报告。在监控量测任务完成后应提交小结报告。当监控量测数据出现异常时，应在问题出现第一时间通知监理、设计和甲方等相关部门，并在48小时内提交相关数据分析报告。.上报制度正常情况下报表采用报逐级上报制度，送给各相关单位包括：.监理单位.业主单位.其他单位数据出现异常期间，经过业主发文确定后，采用平行上报制度，及时反馈给各相关单位。.上报有关单位监控量测过程中的报表可以传真、电子版等形式传递，紧急情况状态下，可以电话、短信方式联系。.信息平台对接为保证数据的共享，与业主建立的南昌轨道交通工程安全风险管理信息系统信息平台，将按照业主要求及系统操作规程，及时准确的填写采集数据。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，每日监测必须有监测结果，及时上报监测日报、周报表，并按期向有关单位提交监测月报，同时附上相应的测点位移时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。并根据当前的施工方法修改监测方案，提高监测数据的可靠性和及时性。监测反馈程序见图8-1所示。现场施工监控量测监测设计资料调研量测结果的微机信息处理系统量测结果的综合处理及反分析监测结果的综合评价报设计、监理量测结果经 验 类 比理 论 分 析规范要求等地层支护结构安全稳定性判断地层、支护结构动态及现状分析说明、提交修正设计、施工建议反馈设计施工是否改变设计、施工方法调整设计参数、改变施工方法新设计或新施工方法监测成果反馈程序9.5监控量测控制流程根据工程实际经验与相关规范规程要求制定警戒控制标准F（设定：F=实测值/安全控制标准值）。安全控制标准值按设计提出为准则，必要情况下，可结合具体工程情况，经专家研讨会结果确定。根据监测过程中F的变化，建立三级预警管理制度。级管理：F0.7时，视为安全；级管理：0.7 F 0.85时，为预警状态，要引起注意，加强观测，查找原因，准备补救措施。应通知甲方、施工方、管理部门等相关单位；级管理：F0.85时，为警戒状态，并立即通知地铁业主单位、设计单位、监理单位及本施工单位领导，实施补救措施。当达到级管理时，应启动应急预案，采取必要的加强措施。在实际施工过程中，应同相关单位对于超过预警值所导致的结构受力变形等情况进行分析，对其可能造成的不利后果进行判断，并提出合理建议与措施。监控量测安全控制工作流程如图8-2所示。监控量测安全控制流程图9.6现场巡视检查盾构施工期间每天都要安排固定安全及监测人员在现场进行巡视，对周围的建筑物、监测设备、监测点位、地面情况、施工情况进行重点观察，发现异常应立即通知相关人员停止施工采取措施。9.7应急反馈根据监控量测数据反馈信息处于警戒状态时，应启动应急反馈程序。拟设定应急反馈内容应包括以下5个方面的内容：.信息反馈停止施工，通知业主、设计与监理等相关单位，组织专题讨论会；.人员配备1小时内监控量测人员到位，24小时现场值班，监控量测项目技术专家组提供指导；.监控量测工作根据需要增设测点，对已有监控量测项目，加密监控量测频率；.成果报告提交监控量测数据报表，提交监控量测数据曲线分析；.技术支持参加专题讨论会，提交专题分析报告。十、监测质量保证措施10.1监测管理制度要保证监测工程的质量，除了需要有先进的监测仪器设备及富有经验的工程技术人员外，更重要的还应通过建立明确的责任制和检查校核制度来予以保证。为确保量测数据的真实性、可靠性和连续性，特制定以下工作制度和各项质量保证措施：.监测点布设时要向监理及测监中心报验，并经监理检查，满足要求后方可准许布设监测点并进行初始值的监测；.监控量测小组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告有关情况和问题，并提供真实可靠的量测资料；.仪器在安装埋设的全过程中，对仪器、监测元器件和设备工艺等进行连续性的检验，以保证其质量的稳定性，并作安装记录。组长负责监测工作的组织计划、外协及监测资料的质量审核.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，确保监测点的的成活率和监测点的有效性；.成立专门监测组承担施工监测，量测人员保持固定，保证资料的连续性；.仪器的管理采用专人专用，专人保养，专人校检的方法，仪器设备和元器件在使用前均经严格的校验，合格后方可投入使用；.在监测过程中，必须遵守相应的测试细则及相应的规范要求；.量测资料均应经现场检查、室内复核两道程序后