西安地铁十三标监测方案

施工组织方案报审表 工程名称 西安市轨道交通二号线 TJSG 13 标段工程 编号 08 002 致 华铁工程咨询公司西安市轨道交通二号线 TJJl 6 标工程监理部 监理单位 我方已根据施工合同的有关规定完成了本标段 监测方案 的编制 并经技术负责 人审查批准 请予以审查 附 监测方案 承包单位 章 项目经理 资质证号 04344013474114649 日 期 专业监理工程师审查意见 专业监理工程师 岗位证号 日 期 总监理工程师审核意见 项目监理机构 总监理工程师 岗位证号 日 期 本表一式三份 建设单位 监理单位 承包单位各一份 陕 西 省 建 设 厅 监制 陕西省建设监理协会承印 BUCC XADT 02 13 03 002 西安市轨道交通二号线西安市轨道交通二号线TJSG 13标项目经理部标项目经理部 监监 测测 方方 案案 编编 制制 人 人 审审 核核 人 人 批批 准准 人 人 高振山高振山 项目经理 项目经理 彭立忠彭立忠 北京住总集团有限责任公司北京住总集团有限责任公司 西安市轨道交通二号线西安市轨道交通二号线 TJSG 13 标段项目经理部标段项目经理部 2008 年年 03 月月 25 日日 目目 录录 一一 工程概况 二 二 工程地质及水文地质 三三 盾构施工对周围环境影响的分析和预测 四 四 沿线建筑物及地下管线情况 五 五 监测内容 六 六 监测内容的实施 七 七 监测工作的质量管理 八 八 监测频率 九 九 警戒值的确定 十 十 投入的主要仪器设备 十一 十一 监测资料提交 十二 十二 监测质量控制 十三 十三 附监测点位图 西安市轨道交通二号线13标段 北大街 钟楼站 南门站 区间隧道施工监测方案 北京住总集团有限责任公司北京住总集团有限责任公司 1 一 工程概况 工程概况 1 11 1 工程位置工程位置 本工程为西安市轨道交通二号线一期工程 TJSG 13 标段 位于西安市最繁华的南 门 钟楼 北大街 通过护城河 南门城墙 钟楼等古建筑 线路周边建筑物林立 风 险性很高 1 21 2 工程工程内容内容 1 钟楼站 南门站盾构区间 起止桩号为 YDK13 259 588 YDK14 496 365 右线全长 1236 777m ZDK13 262 488 ZDK14 496 357 右线全长 1233 869m 包括 1 左线 右线盾构区间施工 2 区间的 2 个联络通道 其中一个联络通道与水泵房 3 区间给排水及消防 区间动力照明 区间暖通空调 总负责及协调配合 2 北大街站 钟楼站盾构区间 起止桩号为 YDK12 277 374 YDK13 125 488 右线全长 848 114m ZDK12 277 374 ZDK13 118 488 左线全长 841 114m 包括 1 左线 右线盾构区间施工 2 区间的 1 个联络通道 3 区间给排水及消防 区间动力照明 区间暖通空调 总负责及协调配合 1 31 3 地面及地下既有建 构 筑物地面及地下既有建 构 筑物 1 钟楼站 南门站盾构区间 盾构区间呈南北走向 位于南大街路下方 与南大街走向基本一致 区间盾构施 工拟从南门站始发 沿南大街连续下穿 斜穿 各种管线及多幢建筑物 并在本区间 K14 200 K14 400 段左右连续下穿南城墙及护城河 在本区间 K14 00 K14 100 段左右盾构左线下穿西北水电勘查设计院 盾构右线下穿南大街 13 楼 在本区间 K13 300 K13 480 段左右盾构隧道连续下穿钟楼两侧地下通道 同时在里程 K13 350 K13 430 段左右盾构隧道旁穿钟楼 2 北大街站 钟楼站盾构区间 盾构区间呈南北走向 位于北大街路 西安市轨道交通二号线13标段 北大街 钟楼站 南门站 区间隧道施工监测方案 北京住总集团有限责任公司北京住总集团有限责任公司 2 下方 与北大街走向基本一致 区间盾构施工拟从钟楼站始发 沿北大街连续下穿 斜穿 各种管线及多幢建筑物 在本区间 YDK12 600 YDK13 783 段右线盾构隧 道旁穿西安洲际广场 在盾构掘进该段隧道之前 需要解决西安洲际广场基坑锚索侵 入隧道结构的问题 1 41 4 地下管线地下管线 南大街 北大街范围内的管线主要以雨水管线 污水管线及电力管线为主 本标 段地下管线现状详见第九章有关章节 在施工过程中 对施工影响范围内的管线将按招标文件的要求进行改移 拆迁 悬吊 注浆保护 以保证既有管线的安全 1 51 5 地面交通地面交通 南大街 北大街为西安市南北方向交通主干道 道路较为宽广 为双向六车道公 路 由于南大街 北大街位于市中心繁华地带 交通较为繁忙 行人较多 二 工程地质及水文地质二 工程地质及水文地质 区间地形南高北低 地貌属黄土梁洼区的洼槽 1 地层岩性 1 全新统地层 Q4 杂填土 Q4ml 主要由砖瓦碎石及粘性土组成 较密实 局部分布 素填土 Q4ml 主要由黏性土组成 含白灰渣及少量砖瓦碎块 蔬密不均 特别在周边建筑物东 侧堆土区分布较广 2 上更新统地层 Q3 新黄土 Q3eol 褐黄色 大孔 虫孔发育 见少量白色钙质条纹及蜗牛壳碎片 坚硬 可塑状态 具湿陷性 古土壤 Q3el 红褐色 具针状孔隙 含多量 白色钙质条纹及结核 团粒结构 底部结核富集成 30cm 左右硬层 坚硬 可塑状态 具湿陷性 西安市轨道交通二号线13标段 北大街 钟楼站 南门站 区间隧道施工监测方案 北京住总集团有限责任公司北京住总集团有限责任公司 3 3 中更新统地层 Q2 老黄土 Q2eol 褐黄色 虫孔发育 含少量白色钙质条纹及钙质结核 见蜗牛壳碎片 坚硬 可 塑状态 具湿陷性 老黄土 Q2eol 褐黄色 虫孔发育 含少量钙质结核 见蜗牛壳碎片 可塑 流塑状态 以软塑 状态为主 古土壤 Q2el 红褐色 具针状孔隙 含少量白色钙质条纹及结核 团料结构 坚硬 软塑状态 以可塑状态为主 中间夹薄层老黄土 古土壤 Q2el 红褐色 具针状孔隙 含多量白色钙质条纹及结核 团料结构 可塑状态 老黄土与古土壤交替成层 粉质黏土 Q2al 灰黄色 含少量铁质条纹及结核 可塑状态 粗砂 Q2al 灰黄色 长石 石英质 级配不良 含少量圆砾 饱和 密实状态 上述各层土 除粉质粘土局部存在粗砂透镜体夹层外 在该站区内均基本连续分 布 2 地震烈度 该区间界于西安市与长安区之间 考虑工程重要性 区间地震动峰值加速度为 0 2g 相当于地震基本烈度为八度 3 水文地质条件 西安市城市快速轨道交通二号线及附近地下水主要赋存于第四系松散堆积层中 依据地下水的赋存条件和水力特征 分为潜水和承压水两类 与工程有关的地下水类 型主要为潜水 局部地段分布有上层滞水 本标段内属商业区 地下水水质较好 对混凝土无侵蚀性 对钢筋混凝土中的钢筋 西安市轨道交通二号线13标段 北大街 钟楼站 南门站 区间隧道施工监测方案 北京住总集团有限责任公司北京住总集团有限责任公司 4 钢结构有弱腐蚀性 4 围岩分类评价 根据该区地下线路高程与附近地层岩性特征等 按国家标准 地下轨道 轻轨交 通岩土工程勘察规范 GB50307 1999 将隧道围岩分为 三类 其中 类 围岩为该区间主要围岩类型 1 类围岩 该站区为人工填土 土性无规律 均匀性差 极易坍塌变形 浅埋时易坍塌至地 表 2 类围岩 该区段主要为上更统 3 1 新黄土 3 2 层古土壤及中更新统 4 1 2 层饱和 老黄土 3 1 新黄土及 3 2 层古土壤多具自重湿陷性 构成的围岩不稳定 保持 天然状态下坑壁稳定性较好 受水易坍塌 中更新统 4 1 2 层饱和老黄土呈软塑状 局部水位附近呈流塑状 处理不当会出现大坍塌 侧壁经常有小坍塌 浅埋时易出现地 表下沉或坍塌至地表 3 类围岩 区段内的除饱和土 4 1 2 外的中更新统土层 围岩拱部无支护时可产生较大的 坍 塌 侧壁有时失去稳定 三 三 盾构施工对周围环境影响的分析和预测盾构施工对周围环境影响的分析和预测 盾构推进施工技术引起地面沉降的主要因素有 1 盾构推进过程中引起的地层损失 即地表沉降是多因素的 开挖工作面土体移动 当作用在正面土体的推应力大于原始侧向应力时 则正面土体向上向前移动 引起盾构前方土体隆起 造成负地层损失 如果开挖面土 体受到的水平支护应力小于原始侧向应力 则开挖面土体向盾构内移动 引起盾构上 方地面沉降 造成地层损失 此类地层损失是正常的地层损失 一般在施工中是不可 避免的 但若是采取信息化施工 施工操作十分精心的话 这种地层损失可控制在一 西安市轨道交通二号线13标段 北大街 钟楼站 南门站 区间隧道施工监测方案 北京住总集团有限责任公司北京住总集团有限责任公司 5 定限度 盾构后退 在盾构暂停推进中 若推进千斤顶回缩而引起盾构后退 使开 挖面土体坍落或松动 造成地层沉降 土体挤入管片与盾构之间的建筑空隙 这部分空隙在盾尾 出现空隙的主 要原因 a 开挖断面大于与管片外径形成一定的建筑间隙 b 隧道外周建筑空隙压浆 不及时 或压浆量不足 或压浆压力不适当 使盾尾后隧道周边土体失去原始三维平 衡状态而向盾尾空隙中移动漏浆 引起地层损失 造成地表沉降 盾构施工中改变推进方向 轴线纠偏较大 在曲线推进纠偏 抬头或磕头 推进造成开挖面的断面不是圆形而是椭圆 则对土体有扰动和超挖 因此引起地层损 失 管片的变形和隧道的沉降 在土压力作用下 隧道衬砌产生的变形也会引 起少量的地层损失 隧道沉降较大时 也会引起不可忽视的地层损失 2 受扰动土的再固结 一是地层因土体中孔隙水压力变化产生排水固结变形引 起地面沉降 二是土体受扰动后 土体骨架还发生持续很长时间的压缩变形 在此土 体蠕变过程中产生的地面沉降 因此 盾构施工过程对土体的扰动是一个从平衡到不平衡再到新的平衡的动态过 程 其不平衡状态表现为加压后的地面隆起和盾尾后的地面沉降 综上所述 施工中监测点的布置要充分考虑土体性质对施工的影响和施工本身对 周围环境可能产生的影响 四四 沿线建筑物及地下管线情况沿线建筑物及地下管线情况 盾构轴线主要沿南大街 北大街范围内的管线主要以雨水管线 污水管线及电力管 线 为主 道路两侧主要为 高层混合结构的建筑物 较多 基础相对埋深较浅 隧道要穿过多幢 建筑物 护城河 古城墙 钟楼的地下通道等建筑物 对于在影响范围内的建 构 筑 物 均应在盾构施工过程中进行监测 掌 控其变形情况 作好信息化施工 确保建筑物的 安全 西安市轨道交通二号线13标段 北大街 钟楼站 南门站 区间隧道施工监测方案 北京住总集团有限责任公司北京住总集团有限责任公司 6 沿线管线主要分布在南大街 北大街范围内的管线主要以雨水管线 污水管线及电力管 线为主 这些管线担负着周边小区和单位的正常生活和工作 所以在施工中应严密进 行监控 确保施工期间的安全 五五 监测内容监测内容 本工程在施工过程中分为 古城墙 护城河 钟楼的 沉降监测 盾构推进施工影响范围内的地面 建筑物 管线等 古城墙 护城河 钟楼的 沉降监测 古城墙 护城河 钟楼的 沉降监测隧道在推进过程中 由于土体的扰动 隧道上 部的土体必然产生一定的变化 为了保证在施工期间这些古建筑的安全 所以对 这些建筑物进行沉降监测 及时的了解在施工过程中的变化 达到信息化施工 盾构推进施工 在盾构推进施工过程中由于土体的应力变化而导致不同程度的地面隆起和沉降 从而会影响到周围的地面建筑 地下管线等设施的正常使用 施工过程中及后期隧道沉降是多因素的 受扰动土层因土体中孔隙水压力变化产 生排水固结变形 在土压力作用下 隧道衬砌也会产生变形 注浆引起环片四周土体 变形 施工中的动荷载等 从而造成隧道沉降 因此 地表沉降动态是判断周围地层 稳定性的一个重要标志 该区间隧道沿线地面建筑物应是本工程重点保护对象之一 需在建筑物上布设沉 降监测点 随时了解建筑物的不均匀沉降情况 从管线资料来看 区间隧道穿越南大街 北大街范围内的管线主要以雨水管线 污水 管线及电力管线为主 埋深一般在地表以下 1 3 米范围内 在盾构穿越地下管线和管 西安市轨道交通二号线13标段 北大街 钟楼站 南门站 区间隧道施工监测方案 北京住总集团有限责任公司北京住总集团有限责任公司 7 道时要对地下管线及管道进行跟踪监测 及时了解地面沉降和隆起 六六 监测内容的实施监测内容的实施 1 1 地地表表 道道路路 沉沉降降 建立地面沉降监测网 即在现场布置平行于隧道轴线的沉降监测点和垂直于隧道 轴线的沉降监测点 平行于隧道轴线的沉降监测点一般情况每 7 5 米布设一点 垂直 于隧道轴线的沉降监测点每 30 米布设一组长 30 米的断面 每组均为 8 点 距离隧道 轴线左右分别为 3 米 6 米 10 米 15 米 平行于隧道轴线的地面监测点主要用于观 测盾构施工时对地面的影响程度 垂直于隧道轴线的地面监测点主要用于观测盾构施 工时对地面的影响范围 监测点的 布置以开孔的 形式埋设监测点 每区间在盾构施工影响范围之外布设三个高程起算点 且均与已知水准点定期联 测 对三个起算点定期复核 确保起算点的准确性 本两区间隧道上 下行线的总长度按 2475 米计算 沿轴线每 7 5 米布设一地表沉 降监测点 上行线 256 个 编号为 SZ 下行线 257 个 编号为 XZ 总计轴线 点 513 个 每 30 米布设一横断面 每个断面增加 8 个沉降监测点 编号为上行 SZd N d 表示里程 N 表示监测点个数 下行线编号为 XZd N d 表示里程 N 表示监 测点个数 总计布置 70 个轴线监测点 端面总计 1564 个监测点 2 2 管管线线沉沉降降 根据该区间内隧道沿线环境的特殊情况及盾构施工对地下管线影响的需要 本着 即能全面掌握信息 又要经济安全地完成整个隧道工程的原则 对常规管线的监测利 用地表沉降监测网 但为了更直接地了解盾构施工对管线的影响程度 对轴线两侧各 10 米范围内各种管线的设备点 如阀门井 抽气井 人孔 窨井等 进行直接监测 确保管线的安全 在管线单位的监控下及时了解管线的沉降速率及沉降量 并控制在 容许的范围内 区间沿线的地下管线埋深一般在地表以下 1 3 米范围内 在盾构穿越地下管线时 要对地下管线进行跟踪监测 对大口径的管线给水 天然气要加密监测 测点的布置 在 15 米一个 西安市轨道交通二号线13标段 北大街 钟楼站 南门站 区间隧道施工监测方案 北京住总集团有限责任公司北京住总集团有限责任公司 8 施工前与各管线单位联系 摸清地下管线的准确位置 按管线单位具体要求进行 监测点的埋设 并做好监测点的保护工作 同时加强沿线巡视 发现问题及时解决 对重要的管线根据需要跟踪监测 并把监测信息及时反馈给各管线单位 给水编号为 JS 总计 162 个 3 3 建建 构构 筑筑物物沉沉降降 该区间隧道轴线大部分在长安南路正下方下 道路两侧有密集的住房和高等学校 盾构推进对沿途的建筑物会有一定的影响 需在建筑物的外墙角 门窗边角 立柱等 突出部位布设沉降观测点 观测建筑物在盾构穿越前后所发生的变化 由于该区间内建筑物年代早 测点布设应根据建筑物的基础形式 年代远近酌情 而定 在施工前需同施工单位一同在隧道沿线巡视 观察 若发现先天裂缝 应采取 贴石膏饼的方法观测裂缝的后期变化 必要时拍照存档 在盾构穿越的建筑物沉降监测点暂布置护城河 8 个监测点 编号为 Q1 Q8 古城 墙布置 4 个监测点 编号为 CQ1 CQ4 钟楼布置 12 个 监测点 编号为 ZL1 ZL12 沿途建筑物布置 82 个监测点 编号为 F1 F82 总计监测点 106 个 七七 监测工作的质量管理监测工作的质量管理 监测是施工的眼睛 监测工作为信息化施工提供准确的数据 为保证真实 及时 准确地做好监测数据预报工作 监测人员首先要对工作环境 工作内容做到心中有数 这样才能主动 积极 有的放失地做好工作 我们要求项目部的人员 一 要了解工地周围环境和地质地层情况 二 要了解监测内容的预计变化值及变化规律 三 要结合现场工况来分析监测数据 一旦数据变化异常时 能及时提出问题 四 对采集到的各类监测数据要结合工况进行计算机处理 对变化较大的数据 要进行复核 五 速率变化是监测的重要信息 是监测单位提供报警的重要依据 严密控制 速率 首先要掌握速率变化的规律和不同施工阶段 施工区域的速率变化安全值 做 到心中有数 西安市轨道交通二号线13标段 北大街 钟楼站 南门站 区间隧道施工监测方案 北京住总集团有限责任公司北京住总集团有限责任公司 9 六 当数据变化超常规时 不管是否有合理的解释 都应当提出报警 八八 监测频率监测频率 监测工作必须随施工需要实行跟踪服务 为确保施工安全 监测点的布设立足于 随时可获得全面信息 监测频率必须根据施工需要跟踪服务 每次测量要注意轻重缓 急 在盾构出洞时要加密监测频率直至跟踪监测 具体如下 1 在区间隧道盾构出洞前布设监测点 取得稳定的测试数据 在盾构出洞后即开 始连续跟踪监测 监测频率可根据工程需要随时调整 以满足保护环境的要求 2 地面沉降 管线沉降的观测范围为盾构前 20 米 后 50 米 以及这 70 米范围内 的管线设备点 在盾构推进期间每天测量 2 次 3 建筑物沉降 根据盾构推进里程及建筑物距隧道轴线的远近 对不同的建筑物