盾构隧道监控测量方案

目 录第一章 工程概况 1第二章 施工筹划 12.1收集资料 12.2现场调查 12.3布设监测点 2第三章 仪器设备 2第四章 人员安排 3第五章 平面布置图 5第六章 施工监测工艺 56.1、盾构始发井监测 56.1.1基点埋设 66.1.2地表沉降 66.1.3围护桩变形监测 76.2盾构施工监测 76.2.1点位埋设 76.2.2测点布置及监测方法 96.2.3监测信息反馈 10第七章 技术保证措施 10第八章 施工重难点及对策 118.1施工测量难点 118.2施工测量难点对策 11第九章 控制参数 119.1明挖基坑监测项目 119.2盾构区间监测项目布点原则及频率 129.3监测精度要求 139.4数据处理 139.5监测资料的收集整理 149.5预警 14第十章 质量保证措施 15第十一章 安全措施 1515第一章 工程概况工程概况1.概述 本标段输水洞起点34+402.69位于15#盾构始发井，终点37+568.39，位于荣华桥西南500m的16#盾构始发井，全长3165.7m。其间经过大羊坊北桥、大羊坊桥和荣华桥等结构物，整个输水洞为内径4.6m单洞隧洞，采用盾构法施工。沿线地形较为平坦。地貌单元主要为永定河冲洪积扇东北边缘，地面高程为29.4135.42m。隧洞采用双层衬砌结构，一衬全部采用盾构法施工，管片外径6m，内径5.4m，管片厚度0.3m，管片环宽1.2m，管片混凝土采用C50W10F150；二衬采用C35W10F150现浇钢筋混凝土，厚度40cm。两层衬砌之间采用HDPE防水板，一衬与二衬之间采用水泥浆回填灌浆。土建部分主要包括：标段内的盾构隧洞、16#盾构始发兼接收井、3234#二衬施工竖井、48#51#号排气阀井、水机设备安装工程、电气设备采购及安装工程、自动化系统土建工程、防护工程、施工现场远程监控系统、永久安全监测工程、水土保持工程、环境保护工程等。图1 输水隧洞平面示意图第二章 施工筹划依据工程概况和设计移交控制点位置，我们计划地面控制采用GPS测量加密，联系测量和洞内控制测量采用全站仪测量。2.1收集资料收集本标段内的平面图、征地图、标准面图和IP控制点坐标、穿越地面建筑资料，查阅施工区域内的社会道路交通状况。2.2现场调查根据搜集的资料到现场实际踏勘，参照线路平面图和断面图，调查沿线建筑类型、管线用途、穿越道路情况，初步选择监测控制点适合的位置。（1）.制定详细的调查计划和调查方案。（2）.对招标文件中的管线资料进行整理和确认。（3）.走访沿线所有地下管线的主管单位，以确保没有管线资料被遗漏，对所有有关的地下管线将争取在现场进行探查和确认。（4）.对施工影响范围内的管线将准确定出其种类，位置，形状，尺寸和材料性能，并将调查结果递交相应部门确认。（5）.向有关部门确认各种管线的容许变形量。（6）.对输水隧洞两侧15米范围内的管线将准确定出其种类，位置、形状、尺寸和材料性能，并将调查结果递交相应部门确认。（7）.经过确认的地下管线资料将被标注到指导输水隧洞开挖的形象进度图上。（8）.将经过确认的地下管线的实际位置及新建工程的接口或冲突之处标注出来，并将拟用的施工方法，拟用支持和保护系统的详细情况和监测变形的方法作详细的说明。（9）.在正式开挖前，向现场监理、甲方代表和有关机构提交一份完整准确的地下管线调查报告。2.3布设监测点对沿线建筑、管线、道路布设监测点。建立严密的监测网，路面沉降等进行监测，并根据结构物的状况制定警戒值。第三章 仪器设备控制测量采用如下设备仪器名称数量型号参数徕卡全站仪11202+2”电子水准1DINI03对讲机4H-559铟瓦尺23M徕卡全站仪1202+第四章 人员安排第五章测量工作的总负责人为测量队长，主要负责制定各阶段监测方案的编制，日常测量工作的人员调配，及时复核主要监测控制点的精度和偏差值。工作组长主要负责本项目的监测工作，带领队员完成本项目工作。根据本工程线路长的特点我们调配7名测量专业人员，分成两个工作组，分别负责洞外监测和洞内监测。监测人员安排如下表姓名性别年龄职务专业工作时间备注刘全国男32测量队长12全面负责娄宏岩男25组长6负责地表监测狄少通男25组长3负责管片监测吴志华男25队员1赵呈仁男21队员1、第五章 平面布置图第六章 施工监测工艺6.1、盾构始发井监测在整个施工过程中对支护结构的变形和应力状况进行观察、监控和量测,并通过对监测结果的处理，分析地层、支护结构的安全稳定性，判断盾构始发井施工对地层的影响程度；通过信息反馈，修正设计参数，改善施工方法，均有重要的指导意义。6.1.1基点埋设基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据需要埋设，基点要牢固可靠。基点布设好，稳定后，按二等水准标准与高程点联系2次，获取其初始数据，以后每月联测一次，以检查其稳定性。（基点埋设见下图）6.1.2地表沉降（1） 测点埋设方法：一般点在开挖前15天用冲击钻在地表路面钻孔，要求穿透砼路面，然后根据路面混凝土层厚度打入长约100cm的16mm钢筋测点，并用细砂回填密实，在穿过混凝土路面层部分使用套管隔离，保证钢筋与下部土体固结而与上部路面分离。在不影响交通的情况下测点可高出地面25mm。测点周围用红油漆做标记，并用红油漆编号作出测点标志（2）测量方法：采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差应严格控制在规定额度之内，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续三次观测，三次高程之差应小于0.5mm，取平均值作为初始值。（3）数据分析与处理：地表沉降测量随施工进度进行，根据开挖部位、步骤及时监测，并将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图，并根据沉降变化曲线图和沉降速率来判断沉降变化趋势，必要时采用回归计算来推测沉降终值。6.1.3围护桩变形监测（1）桩顶水平、垂直位移监测：测点布设在基坑冠梁等较为固定的地方，以便设置方便，不易损坏，且真实反映基坑的侧向变形。测点埋设时先在冠梁顶上用冲击钻钻出深约10cm的孔，缝隙用水泥胶填充。（2）桩体水平位移监测：采用预埋测斜管法布点，将测斜管现场组装后绑扎固定在钢筋笼上，随钢筋笼一起下到钻孔内，并将其浇注在混凝土中，浇注之前封好管底底盖并在测斜管内注满清水，防止测斜管在浇注混凝土时浮起，并防止水泥浆渗入管内。埋设过程中应注意，避免管子的纵向旋转，在管节连接时将上、下管节的滑槽严格对准，以免导槽不畅通。埋设就位时必须注意测斜管的一对凹槽与欲测量的位移方向一致（通常为与基坑边缘相垂直的方向）。测斜管固定完毕或混凝土浇注完毕后，用清水将测斜管内冲洗干净。6.2盾构施工监测盾构施工监测包括：地表沉降、地表建筑物沉降、管线沉降、隧洞内变形，根据现场调查情况，我标段盾构区间要穿越四处风险源为荣华侨匝道，人行天桥，大羊坊桥，津京唐高速公路，荣华侨匝道地面标高为33.17m左右 桩基底标高为-8.34m，我标段洞内底标高为6.65m ，荣华侨匝道的桩基底要比洞底深14.5左右，隧道离桥基础水平距离大约为6m，人行天桥地面高程为33.65m，桩基底高程为13.96m，我标段洞内底高程为6.3m左右，人行天桥的桩基比洞内底高7.66m左右 ，大羊坊桥地面高程为33.43m，桩基础高程为-14.5m，洞内底高程为5.88m，大羊坊桥桩基础要比洞内底深20.3m左右，隧道离桥基础水平距离大约为6m，6.2.1点位埋设6.2.1.1基本原则1）严格按照规范要求和实施细则作业；2）测量仪器应固定，人员也应基本固定；3）每次的测量方法和路线应相同，设站位置应固定；6.2.1.4监测点埋设沉降监测点的布设应以前期所完成的建筑物调查评估和设计单位的监测点设计方案为依据，在能够完成范围内的监测工作前提下，应有所侧重。评估等级为“一级”的建筑物需重点监测，应适量多设一些点，而评估为“二级”的建筑物则属于一般监测，可相应少设点位。建筑物沉降监测点应埋设在建筑物的竖向结构上，应能控制建筑物沉降与倾斜的位置，以及较长建筑物形体变化的位置。电缆隧道沉降监测点应沿电缆隧道走向布设，测点位置与标志埋设要能反映出电缆隧道的沉降变化。对于混凝土结构墙体上的观测点，采用在结构上钻孔后埋设“L”型点位标志的方法；测点采用20不锈钢，先用冲击钻在墙柱上成孔，在孔中装入20不锈钢测点，然后在孔内灌注混凝土或锚固剂进行固定（测点固定部位做成螺纹）。见如下示意图：对于钢结构上需布设观测点的，采用焊接式观测标志。布设示意图如下：对于硬化地面监测点的埋设，采用钢套管监测标志。布设示意图如下：6.2.2测点布置及监测方法6.2.2.1地表隆陷监测、测点布置：纵向监测点布设按始发100m内每5m、其余按10m间距，沿隧道中线布置；横向监测点布设由中线向两端依次为：中线点-隧洞开挖边界点-开挖边界至影响边界中点-开挖影响边界点，每个断面7个点。、测试方法： DINI03电子水准仪进行监测。、测点安装方法：钻孔植入12钢筋或打入钢钉做为隆陷测点。、数据处理：每次量测提供各测点本次沉降和累计沉降报表，并结合工况绘制纵沉降时程曲线，必要时对沉降变化量大而快的测点绘制沉降速率曲线。6.2.2.2隧道结构变形监测、测点布置：约5m一个断面，每个断面1条水平测线，并设置拱顶沉降测点1个，洞底隆起监测点一个。、测点安装：将提前加工好的构件预埋在钢拱架里。、测试方法：周边位移采用收敛计进行监测；拱顶沉降采用DL-111C电子水准仪进行监测。、数据处理：每次量测提供各测点本次变化和累计变化报表，并结合工况绘制变化时程曲线。6.2.2.3地下管线沉降监测、测点布置：本工程地下管线采用间接布点测试，在煤气、污水、雨水、给水管线边共布置110个管线沉降测点（根据现场情况调整）。、测试方法：DINI03电子水准仪进行监测。、测点安装方法：钻孔植入12钢筋或打入钢钉做为沉降测点。、数据处理：每次量测提供各测点本次沉降和累计沉降报表，并结合工况绘制纵沉降时程曲线，必要时对沉降变化量大而快的测点绘制沉降速率曲线.6.2.2.4建（构）筑物沉降、位移观测、测点布置：在建（构）筑物上布置沉降、位移测点（可根据现场条件调整）。、测试方法：采用莱卡tcr802全站仪、DINI03电子水准仪进行监测。 、测点安装方法：钻孔植入12钢筋或打入钢钉做为沉降、位移测点。、数据处理：每次量测提供各测点本次沉降和累计沉降报表，并结合工况绘制沉降时程曲线，必要时对沉降变化量大而快的测点绘制沉降速率曲线。除每次测试提供测试报表外，还需用图表进行整理，主要的图表有：水平位移实测曲线图、纵沉降时程曲线图，即把某次测试的各测点位移值连起来，便于分析掌握。6.2.3监测信息反馈信息化监测和成果反馈包括多个环节，从监测仪器的快速数据采集、监测数据的快速处理到监测成果的及时传达，进而迅速采取措施等。流程如下所示：（1） 采集数据（包括目测），对数据进行初步分析，初步判断监测对象安全，如果情况可疑应通知业主，并做进行一步监测验证。（2） 数据录入计算机，进行数据处理，各有关审核人或专家顾问组进行审核。（3） 审核合格，生成成果报告，这里主要指周报（全部监测工作结束后，生成最终报告）。（4） 如果处理计算过程中发现监测数值过大，达到到警戒值，那么迅速通知各方，停止施工，由业主、专家组、设计等决定采取措施，直到可以施工为止。（5）如果监测数值过大，达到了控制值，那么立即紧急通知各方，停止施工，并启动相关的抢险预案，监测单位并积急配合施工抢险。直到措施得当，危险解除，可以施工为止。第七章 技术保证措施施工监测工作就是收集大量的位移、并及时将数据加以分析、处理，对施工质量和基坑安全做出综合判断，以指导后续施工，真正实现信息化施工。为了保证监测的准确和精度，特制定以下技术措施。1、变形观测所用的基准点、观测点在基坑开挖前设定。所有变形观测和水位观测均在支护施工前读数初始值。2、监测按计划、有步骤地进行。对监测仪器做到及时检查校正，加强围护保养、定期检修，保证其在施工监测过程中的精度和可靠性。3、在整个监测过程中，实行定人员、定仪器的原则。4、所有在现场使用的测量仪器精度满足要求，且经专业计量部门检定合格。仪器保管、使用由专人负责，保证仪器处于正常使用状态；5、监测监控期间及时整理所测数据，数据处理一般当天完成，特殊原因不超过两天。现场监控人员与设计单位、监理、施工单位及时沟通，共同分析影响测点数据及线形控制的各种因素；6、监测数据出现异常时，及时分析数据异常原因，如确是施工中出现的问题，立即会同各方研究，共同提出可行的处理方案。第八章 施工重难点及对策8.1施工测量难点盾构在穿越荣华侨匝道（37+282.111- 37+247.092）人行天桥（36+648.722- 36+675.255）大羊坊桥（36+304.189- 36+313.338）京津塘高速公路（36+071.078 36+130.059）为测量难点。8.2施工测量难点对策为了及时监测到穿越风险源时，我们安排检测人员24小时双班循环监测，监测频率调整为2h/次。监测人员在现场进行数据计算、整理、分析，并对变形趋势进行预测。现场监测人员通过移动电话将监测信息通报给项目部盾构值班经理，值班经理通过监测信息决定掘进参数的调整值。值班经理将掘进调整参数以及监测信息告知盾构机操作人员。通过及时的监测信息反馈，并适时调整掘进参数，把沉降量控制到最小。第九章 控制参数9.1明挖基坑监测项目明挖基坑监测项目表 序号监测项目方法及工具测点布置监测频率1围护桩水平及竖向位移经纬仪，测斜仪，测斜管桩墙顶水平位移和垂直沉降的测点一般布置围护桩的冠梁上，测点间距815m基坑开挖过程中，2次/天2基坑内外的地下水位水位管、水位计基坑周围沿纵向每侧2个围护结构施工及基坑开挖期间1次/2天， 主体结构施工期间1次/2天3周边地下管线的沉降水准仪，经纬仪沿管线轴向上，根据管线部门的要求设置1次/2天，直至管线恢复为止4附近建筑物、构筑物的沉降、倾斜水准仪，经纬仪沿基础周边根据权属部门的要求设置1次/2天，直到完工5地面沉降经纬仪、水准仪围护结构周围土体，5m一个围护结构施工及基坑开挖期间1次/2天，主体结构施工期间2次/周监测对象项目控制标准一般地表沉降监测沉降20mm隆起5mm道路沉降监测沉降15mm隆起5mm桥梁沉降监测15mm纵桥向相邻承台差异沉降5mm水平位移5mm9.2盾构区间监测项目布点原则及频率盾构区间监控量测项目一览表序号监测项目监测目的方法及工具断面范围量 测 频 率0-2D2D-3D3D-5D5D1地面沉降监测了解盾构施工不同阶段引起的地面沉降情况及其规律全自动电子水准仪、铟钢尺隧洞开挖面前50m布设2次/天1次/天1次/2天1次/周2建筑物下沉及倾斜监测指导现场施工，保障建筑物、构筑物及地下管线的安全水准仪、水平尺距线路中线10m以内距掘进面2D时，1-2次/d距掘进面5D时，1次/2d距掘进面5D时1次/周，D为隧洞直径3地下管线监测线路中线两侧各30m范围以内盾构机机头前20m和后30m范围以内4土体垂直位移监测了解施工过程中不同深度地层的沉降和水平位移分层沉降仪、沉降管每30m一个断面2次/天1次/天1次/天3次/周5土体水平位移监测测斜仪、测斜管每次开挖后立即进行6地下水位监测了解施工过程中地下水位的变化情况水位观测仪、水位观测管水文地质易变化的区域2次/天1次/天1次/2天1次/周7土层压力监测了解围岩与结构物的相互作用力以及管片的变形情况压力盒、频率仪地层变化的代表性地段2次/天1次/天1次/2天1次/3天8衬砌环内力和变形监测压力盒、频率仪、全站仪每50m布设一个测面2次/天1次/天1次/2天1次/3天9衬砌沉降及净空收敛监测了解衬砌拱顶沉降、底板隆起、净空收敛的情况水准仪、水平尺、收敛仪每10m一个断面2次/天1次/天1次/2天1次/周9.3监测精度要求变形测量的等级划分和精度要求变形测量等级垂直位移测量水平位移测量变形点的高程中误差（mm）相临变形点的高差中误差（mm）变形点的点位中误差（mm）一等0.30.11.5二等0.50.33.0三等1.00.56.0四等2.01.012.09.4数据处理在取得量测数据后，要及时进行整理，绘制位移或应力的时态变化曲线图，即时态散点图。在取得足够的数据后，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值或应力值，预测结构和建筑物的安全状况。 典型时态回归曲线示意图如图所示。图13-15 时态回归曲线示意图我们常采用的回归函数有： U=Alg(1+t)+B U=t/(A+Bt) U=Ae-B/t U=A(e-Bt-e-Bt0) U=Alg(B+t)/(B+t0)本工程拟采用：U=Alg(1+t)+B式中： U变形值（或应力值） A、B回归系数 t、t0测点的观测时间（day） 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，每次监测必须有监测结果，及时上报监测日报表，并按期向施工监理、设计单位提交监测月报，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。9.5监测资料的收集整理根据提供的量测网点、量测数据资料、报警值要求，编制监控量测计划及测点布置平面图，经批准后实施。编制量测意见报告（包括施测方法、操作规程、观测仪器、设备配备、计算方法、量测人员设置等），报监理工程师批准后实施。监控量测资料坚持长期的、连续的、定人、定时、定仪器地进行收集，用专用表格做好记录，做到签字齐全。为确保周围建筑物的安全，监测过程将采用先进的监测仪器及监测数据的信息化管理，用计算机进行各项数据的整理，绘制各种类型的表格和曲线图，对监测结果进行一致性和相关性分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，及时反馈指导施工。每周把量测成果图表送交监理工程师并上报监测中心，若监测对象出现异常变化，采用紧急报告当即递交。9.5预警依据地铁工程监控量测技术规程（DB11/490-2007