电力隧道暗挖项目地表沉降及管线沉降监测方案.doc

目录1工程概述21.1编制依据21.2工程概况21.3交通环境31.4地质条件31.5施工方法31.6监测项目32监测原则42.1监测原则及目的43监测设计53.1监测点布设53.1.1基准点53.1.2沉降监测点53.2监测点制作与埋设63.2.1基准点制作与埋设63.2.2沉降监测点制作与埋设74监测实施84.1基准点联测84.2沉降监测点监测94.3监测数据分析及成果表述114.3.1沉降监测数据处理114.3.2沉降监测数据的分析125施工组织设计125.1工期安排125.2施工组织机构145.2.1组织机构（见下图）145.2.2各组织主要职责155.2.3仪器设备组织155.3现场监测流程166巡视监测197安全监测预警207.1预警值207.2预警机制217.3综合预警217.4预警处理和发布227.5预警信息的跟踪、反馈和处理22附图1：北清路电力隧道暗挖项目地表沉降及管线沉降监测点位布设示意图23附表1：北清路电力隧道暗挖项目地表沉降及管线沉降监测预算单231工程概述1.1编制依据1) 建筑变形测量规范（JGJ8-2007）2) 国家一、二等水准测量规范（GB/T12897-2006）3) 工程测量规范(GB50026-2007)4) 公路隧道设计规范（JTG D70-2004）5) 公路隧道工程测量规范（GB50026-2007）6) 公路隧道工程施工及验收规范（JTJ042-94）7) 建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）8) 北京地区建筑地基基础勘察设计规范（DBJ11-501-2009）9) 建筑地基基础设计规范（GB5007-2002）10) 北京市市政基础设施工程暗挖施工安全技术规程（DBJ-87-2005）11) 地铁工程监控量测技术规程（DB11/490-2007）12) 本单位三体系认证13) 其他相关的国家、地方规范、法规1.2工程概况北清路电力隧道暗挖项目地表沉降及管线沉降监测（以下简称为“本工程” ）位于北京市海淀区稻香湖路。本工程地理位置参见下图（拟建电力隧道地理位置示意图）。本工程长*宽*高为：756.7m*2.0m*2.3m，基础深度约为10.0m。项目位置1.3交通环境该段电力隧道需要沿稻香湖路东侧绿化带向南连接北清路已有电力隧道，车流人流量较大，因此在监测作业时，既要保证监测工作的顺利进行，又要保证监测人员的安全。1.4地质条件暂无。1.5施工方法该段电力隧道采用矿山法施工，具体是先进行竖井施工，然后在再采用初和二衬支护结构形式进行施工。1.6监测项目 依据规范及甲方的资料，本工程第三方监测项目为：1 行车道地表沉降监测；2 人行步道地表沉降监测；3 绿化带地表沉降监测；4 雨水管线沉降监测；5 污水管线沉降监测；6 巡视监测。主要观测设备：沉降观测仪器为 Trimble Dini 12/03精密电子水准仪（如下图所示）及配套条码铟钢带尺，设计每公里水准测量高差中数偶然中误差为0.3mm,可满足一、二等水准测量精度要求；由具有国家检定资质的单位对仪器设备进行定期的检定，检定证书加盖检定单位公章，并在检定的有效期内使用。主要仪器设备如下所示： Trimble Dini 12/03 2监测原则2.1监测原则及目的 为了客观地进行监测，预防由于隧道施工所引起的地面沉降对道路及管线带来不良的安全隐患，我方将遵照甲方提出的基本要求，在隧道管施工期间对坑道支护体进行连续的高精度监测，并从岩土工程专业的角度对监测数据、信息进行及时分析，向甲方提供监测变形的反馈情况，对异常情况及时提供建议，为施工安全和施工方案优化提供科学依据。 采用第三方监测的重要目的在于： 本工程基坑施工期间对有安全隐患的监控项目实施监测，为相关部门及时提供可靠的数据和信息，用以评定基坑施工对周围土体的影响，对可能发生的安全事故及时提供建议，使有关各方有时间做出反应，避免恶性事故发生。 与施工监测数据进行校核。施工方对基坑支护结构进行实时监测，第三方监测在有限监测频率下与施工方监测进行校核，使各方掌握监测数据，了解现状。 将现场监测结果用于信息化反馈优化设计，使设计达到优质安全，经济合理、施工快捷的目的。 发生环境破坏或者危害人身安全时，第三方监测单位提供独立、客观、公正的监测数据，作为有关机构评定和界定相关单位责任的依据。 3监测设计3.1监测点布设3.1.1基准点由于本工程只考察监测期内地面的沉降变化，同时由于对地面沉降的精度要求远高于一般城市测量的精度，因此本工程采用独立高程系统。拟在受沉降影响区域之外选择位置稳定易于长期保存的地方埋设三个基准点，编号分别为BM1、BM2、BM3，基准点在拟监测的区域周边均匀分布。3.1.2沉降监测点沉降监测点的布设应能全面反映地面及管线的变形特征，并顾及地质情况特点；要根据监测目的、监测对象的范围、结构特点、荷载分布等因素，便于监测和利于点位的保护来综合确定。由于没有施工方案，本工程点位布设依据相关规范要求执行。根据该项目周边环境风险等级以及工程自身风险等级确定工程监测等级为二级，再结合矿山法的周边地表沉降监测断面及监测点布设要求，本工程横向监测断面间距为5080米；每个断面监测点数量为7个；且主要影响区的监测点间距为5米；次要影响区的监测点间距为7.5米。3.2监测点制作与埋设3.2.1基准点制作与埋设 基准点标石应埋设在基岩层或原状土层中，在所选基准点处用钻机打孔,然后用砼回填至地面，将水准点埋设在钻孔中央，露出测头，周围用砼固牢，并做好保护标志。基准点埋设方法如下图所示。 1）数量:3个； 2）型式:带半球帽深埋式； 3）埋深:深度不小于基坑深度； 4）位置:根据现场条件、场地使用性质、地下埋藏物等情况、长期保存条件等,由甲方与我司共同选定。5）保护:在选定的3个基准点处挖坑，中央周围用砼填埋固牢, 露出水准点球帽。水准基点安设完毕后砌置保护井并加盖保护井盖。3.2.2沉降监测点制作与埋设1）根据监测点的直径，使用相应的钻头，在地面打孔，然后用大锤将监测点打入孔洞内并浇筑混凝土，使之与道路连为一体，统一编号标识，沿里程方向顺序编号，监测点安设完毕后砌置保护井并加盖保护井盖。沉降监测点设置的标准方法如图所示：2）依据监测设计平面图，监测点布设数量统计如下： 地面沉降监测点数：102个3）监测点的保护:我司向甲方提供监测点的平面布置图,以便甲方通知各施工单位、使用单位对监测点加以保护。基准点和监测点的稳定对于监测过程的连续性和可靠性至关重要，因此在整个监测期间内，甲乙双方应通力协作、密切配合，做好所有标志点的保护工作。4监测实施4.1基准点联测基准点埋设完毕后，需经过三天左右的稳定时间，而后进行二次联测，当测量数据能够显示基准点稳定后，即可开始整个地面沉降的监测工作。监测期间，应对基准点进行定期复测。复测周期应视基准点所在位置的稳定情况确定，在取得初始值之后一个月内复测一次，点位稳定后每两个月复测一次。当监测点测量成果出现异常时，则需要随时对基准点进行联测，以查找出现异常结果的原因、剔除基准点变化对观测结果的影响。基准点水准观测按一级要求进行：水准观测的限差（mm）级别基辅分划读数之差基辅分划所测高差之差往返较差及附合或环线闭合差单程双测站所测高差较差检测已测段高差之差一级0.30.50.3n0.2n0.45n1）采用水准测量方法进行高程控制，严格按照规范中基站要求施测:视线长度30米、前后视距差1.0米、前后视距累积差3.0米、视线高度0.30米。2）两固定点之间的观测，应当采取两根水准尺设立偶数站，以抵消不同水准尺之间的尺长误差。如必须设立一站观测（奇数）时（点位间距较短等），则可采用同一水准尺往返观测。3）采用严密平差方法和可靠的平差软件进行基准点解算。4）闭合限差国家一、二等水准测量规范中一等精度的测段、区段、路线往返高差不符值的限差为：1.8K（MM）、环闭合差为2F（MM），本工程中，根据我方多年沉降测量的经验，可适当提高该项限差，将其限定在1.0MM以内。4.2沉降监测点监测1）观测要求：根据规范要求,每次观测时，宜符合下列要求：、采用相同的网形（观测路线）和观测方法；、使用同一仪器和设备；、固定观测人员；、在基本相同的环境和条件（气温和气压）下工作。、详细记录观测结果，并保持观测记录的连续性和完整性。2）技术要求：监测点按水准观测的二级限差要求执行（前后视距差根据现场施工环境适当放宽1.5倍）水准观测的限差（mm）级别基辅分划读数之差基辅分划所测高差之差往返较差及附合或环线闭合差单程双测站所测高差较差检测已测段高差之差二级0.50.71.0n0.7n1.5n具体要求如下: 、观测仪器及观测方式 本次沉降观测仪器采用高等级精密水准仪，拟采用Trimble Dini数字水准仪；水准尺使用2米长的铟钢水准尺。 采用闭合或附合路线观测，固定观测人员、固定仪器和转点尺垫。 、观测的时间和气象条件 水准观测应在标尺分划线成像清晰而稳定时进行。下列情况下不应进行观测: A.日出后与日落前30min内； B.太阳中天前后各约1小时内； C.标尺分划线的影像跳动而难于照准时； D.气温突变时； E.风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。 3） 测站观测顺序和方法 、往测时,奇数测站照准标尺分划的顺序为: A.后视标尺； B.前视标尺； C.前视标尺； D.后视标尺。 、往测时,偶数测站照准标尺分划的顺序为: A.前视标尺； B.后视标尺； C.后视标尺； D.前视标尺。 返测时,奇、偶测站照准标尺的顺序分别与往测偶奇测站相同。 、测站观测采用数字水准仪观测，一测站的操作程序如下(以奇数站为例): A.首先将仪器整平（望远镜绕垂直轴旋转，圆气泡始终位于指标环中央）； B.将望远镜对准后视标尺,（此时，标尺应按圆水准器整置于垂直位置），用垂直丝照准条码中央，精确调焦至条码影象清晰，按测量键； C.显示读数后，旋转望远镜照准前视标尺条码中央，精确调焦至条码影象清晰，按测量键； D.显示读数后，重新照准前视标尺，按测量键； E.显示读数后，旋转望远镜照准后视标尺条码中央，精确调焦至条码影象清晰，按测量键。显示测站成果。测站检核合格后迁站。4.3监测数据分析及成果表述4.3.1沉降监测数据处理监测完成后，将满足各项限差要求的原始电子监测文件传输到计算机，使用我单位自行研制的数据处理系统对数据进行初步处理，生成原始纪录。计算前，根据水准基点的联测结果，选择稳定的水准基点作为高程起算点，然后使用处理系统通过严密平差推算出各工作基点的高程，再由工作基点经过严密平差后推算出各监测点的本次高程值。两次监测高程的差值即为本次沉降量，本次沉降值与历次沉降值和值即为累计沉降量，沉降值的单位采用mm,计算结果精确到0.01mm，高程计算结果经过人工初步分析和数据筛选，自动输入软件的数据库存储，同时将各被监测单元的监测时间、监测时的工程进度输入数据库，即可计算出各点的阶段沉降速率，沉降速率的单位采用mm/d，计算结果精确到0.01mm/d。4.3.2沉降监测数据的分析计算完监测数据后，根据甲方需要随时生成北京市统一的原始成果表格，阶段和最终成果表格、监测点下沉或隆起一览表等，已备数据分析使用。根据已有监测数据和图表分析监测点稳定性。首先分析变形量，对地面稳定性进行综合判断，并及时报告，变化量小于最大限差时，可认为该监测点在此阶段时期内没有变动或变动不显著；当累计变形量变化趋势明显，应视为有变动。其次分析变化速率，当阶段变化速率超出预警值时，则应根据监测对象的风险等级、施工进度、施工措施及时通知甲方及有关各方采取有效防范措施。5施工组织设计5.1工期安排施工总体进度计划 具体安排如下： 施工准备： 2个日历天 基准点埋设：1个日历天 在基准点埋设完成3天后，方可进行基准点二次联测。沉降监测点埋设：3个日历天基准点与变形观测点埋设总时间共4个日历天。在顶管隧道施工前一周做好所有基准点、监测点埋设工作。监测次数可根据公路隧道施工监测技术规范中监测频率有关规定确定，由于甲方未提供施工进度计划表，本工程监测次数为预估。现场仪器监测的监测频率施工进度监测频率监测周期要求监测次数（预计）初始值/2开挖面距离测量断面前后L2B1次/1D20天当变形速率较大时可适当加密监测；当变形速率较小或停止暗挖时可适当延长监测频率20开挖面距离测量断面前后2BL5B1次/7D40天当变形速率较大时可适当加密监测；当变形速率较小或停止暗挖时可适当延长监测频率6注： 电力隧道工程施工前测得各监测点的初始值，本工程从施工开始到工期结束预计工期为90日历天，期间根据上表规定本工程监测次数预估为43次。5.2施工组织机构5.2.1组织机构（见下图）项目经理部技术组生产组质检组安全组沉降观测组司尺员司尺员记录员观测员项目部将建立适应本次监测项目作业管理和技术管理相对独立的复合管理体系，力求施工组织规范、科学、合理。作业管理由项目负责人统一管理，根据工程进度、工程的紧迫程度，统一统筹作业计划。技术管理则由监测工程师统一管理，统一技术要求、标准。1）项目部统一调度，保证人员、设备、资金的合理安排和使用，统一组织、管理各项生产技术工作的实施。2）监测工作开始前，针对各工段的具体情况，制定完整的安全监测计划，针对工程中易出问题的环节做重点布置，制定专项处理技术。3）对各监测内容科学组织、合理安排，确保流程畅通，严格按照项目部制定规章制度、工作程序和技术标准组织施工，并根据委托方的要求进行进度调整。4）加强与委托方、施工单位的联系，综合判断风险工程达到的综合预警状态，对安全监测过程中出现的突发风险事件，进行快报。5.2.2各组织主要职责1)技术组负责外业观测数据平差计算和内业数据处理，解决生产中的技术问题； 2)生产组负责地面沉降基准点、监测点的埋设和外业监测工作。 3)质检组负责外业数据的检查、内业数据分析验收。4)安全组负责人员安全作业教育，工地安全检查。 5)人员配置施工总人数约6人，施工中各班组人员可交叉使用，相互配合作业。5.2.3仪器设备组织 仪器设备组织表序号设备名称数量规格型号主要工作指标1Trimble Dini2台0.3mm2三角架5只木制、铝合金3台式计算机3台联想M73004笔记本电脑2台IBM-SL4005惠普打印机2台HP 5100PCL6、HP 1180c6控制测量优化设计与平差软件1套科傻软件5.3现场监测流程 初始调查 根据本工程的技术要求和工程特点，我司在制定本项目监测技术方案之前即开展本项目详细调查、记录工作。编制监测实施大纲和监测方案监测单位按照要求，编制其监测方案。监测点布设以及取得初始监测值按照规范要求及时安设基准点、监测点等，确保监测系统的稳定可靠。现场监测及巡视现场监测工作由沉降监测组和安全组负责监测和现场巡视。提交监测结果监测资料要求及时整理分析，形成中间监测成果，并将监测成果及时反馈给甲方等，以便进行施工控制和动态设计。编写监测报告施工及监测结果出现异常情况须及时提交书面材料；每周提交阶段性监测成果，监测工作结束后，我司按照甲方的要求，编写监测成果报告。具体详见现场监测流程图，如下图所示：包括但不限于以下内容准备阶段编制监测实施方案 风险预警管理工程概况、风险源识别 现场监测方案监测原则、技术规范现场巡视方案工作程序、实施计划组织机构监测点布置图方案报送初始值采集监测点布设施工前现状图像采集拟建工程周边环境巡视及时反馈依照方案实施数据分析实施现场监测施工阶段甲方及相关单位安全风险评价实施现场巡视施工建议跟踪施工进度符合终止监测条件竣工阶段监测工作结束甲方监测单位提交最终安全风险监测成果6巡视监测施工期间应进行巡视监测，随时掌握整个施工过程中施工区域周边环境的变化。隧道工程施工期内，每天均由专人进行巡视检查，其内容如下：（1）支护结构： 支护结构成型质量； 工作坑有无裂缝出现； 后背墙有无较大变形； 隧道内有无涌土、流沙、管涌； 地面有无裂缝、沉陷及滑移；顶铁有无出现弯曲、错位现象。（2）施工工况：开挖后暴露的土质情况与隧道施工方案中描述的有无差异；隧道施工的长度、宽度、深度是否与设计要求一致；场地地表水、地下水排放状况是否正常；施工区域周边地面有无超载；（3）周边环境：周边管道有无破损、泄漏情况；周边建筑物或构筑物有无新增裂缝出现； 周边道路（地面）有无裂缝、沉陷；（4）监测设施：基准点、监测点完好状况；监测元件的完好及保护情况；有无影响监测工作的障碍物。（5）根据设计要求或当地经验确定的其他巡视检查内容。巡视检查宜以目测为主，可辅以锤、钎、量尺、放大镜等工器具以及摄像、摄影等设备进行。对施工工况周边环境监测设施等的巡视检查情况做好记录。检查记录应及时整理，并与仪器监测数据进行综合分析。巡视检查如发现异常和危险情况，应及时通知甲方及其他相关单位。7安全监测预警7.1预警值根据甲方提供的资料，本工程的沉降预警值和控制值如下表：部位参数预警值控制值结论行车道累计沉降-9mm-12mm符合要求隆起+3mm+5mm符合要求日最大沉降量-2 mm/d符合要求人行步道累计沉降-12mm-16mm符合要求隆起+3mm+5mm符合要求日最大沉降量-2 mm/d符合要求绿地范围累计沉降-5.8mm-16mm符合要求隆起+3mm+5mm符合要求日最大沉降量-2 mm/d符合要求雨水管线累计沉降-4.8mm-6.4mm符合要求日最大沉降量-1 mm/d符合要求污水管线累计沉降-4.1mm-5.4mm符合要求日最大沉降量-1 mm/d符合要求注：当监测项目的变化速率达到表中规定值或连续3d超过该值的70%，应报警。7.2预警机制预警分类、分级工程监测预警值由监测项目的累积变化量和变化速率共同控制，根据此原则制定以下预警判定标准，预警值由顶管工程设计方确定。 监测预警判定标准预警级别预警状态描述黄色预警“双控”指标（累计变化量、变化速率）均超过监控量测报警值（极限值）的70%时，或双控指标之一超过监控量测报警值的85%时橙色预警“双控”指标均超过监控量测报警值的85%时，或双控指标之一超过监控量测报警值时红色预警“双控”指标均超过监控量测报警值，或实测变化速率出现急剧增加时7.3综合预警当在施工过程中出现的安全风险隐患较为严重