监控量测及变形观测点布设技术培训.ppt

新建铜玉铁路TYTJ-1标第三项目部,监控量测及变形观测点布设技术培训,中铁港航局二公司铜玉铁路项目部2015年5月,主要内容,一、监控量测的目的和作用二、隧道监控量测点布置三、桥梁沉降观测标埋设四、路基沉降观测点埋设五、隧道沉降变形观测点埋设,一、监控量测的目的和作用,1、隧道监控量测目的：确保施工安全及结构的长期稳定性;验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据;确定二次衬砌施做时间;监控工程对周围环境影响;积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。作用：监控量测是保证施工安全的主要方法监控量测是设计施工优化的主要依据。监控量测是应对隧道工程不确定性的重要方法。监控量测是积累工程资料的重要手段。,一、监控量测的目的和作用,2、桥梁沉降观测通过对桥涵沉降、变形作系统的评估，确认桥涵基础沉降、梁体变形等符合技术标准要求。通过各施工阶段对墩台沉降的观测，验证和校核设计理论、设计计算方法，并根据沉降资料的分析预测总沉降和工后沉降量，进而确定桥梁工后沉降是否满足铺设轨道要求。根据沉降资料分析，对沉降量可能超标的墩台研究对策，提出改进措施，以保证桥梁工程的安全；同时积累实体桥梁工程的沉降观测资料，为完善桩基础沉降分析方法作技术储备。,一、监控量测的目的和作用,3、路基沉降观测观测的目的是通过沉降观测，利用沉降观测资料分析、预测工后沉降，指导进行信息化施工，必要时提出加速路基沉降的措施，确定轨道的铺设时间，评估路基工后沉降控制效果，确保轨道结构的安全。观测的目的是通过沉降观测，确认路基的工后沉降和沉降变形满足轨道铺设要求。,二、隧道监控量测点布设,监控量测项目监控量测的项目主要根据铁路隧道监控量测技术规程及隧道工程的地质条件、围岩类别、跨度、埋深、开挖方法和支护类型等综合确定。结合隧道的实际情况，将地表下沉、水平收敛量测、拱顶下沉量测，作为施工监控量测项目。在隧道工程中进行上述项目的量测，不能单纯地为了获取信息，而是把它作为施工管理的一个积极有效的手段，通过量测信息确切地预报破坏和变形等未来的动态，以便及时掌握围岩动态而采取适当的措施（如预估最终位移值、根据监控基准调整、修改开挖和支护的顺序和时机等）。具体监控量测项目见下表：,二、隧道监控量测点布设,监控量测必测项目,二、隧道监控量测点布设,.地质和支护状态观察地质和支护状态观察包括工作面观察和支护结构的支护效果观察。观察内容：a.工作面工程地质和水文地质情况观察和描述：包括围岩类别名称，风化变质情况，断层、层理、节理等结构面的分布、走向、产状及频率，有无偏压或膨胀地压，工作面及毛洞自稳情况，地下水情况及影响等内容，并以表格和素描形式记录。b.工作面附近初期支护状态观察和已成洞的支护效果观察：包括锚杆锚固效果，喷层开裂部位、宽度、长度及深度，模筑混凝土衬砌的整体性，防水效果等。.水平收敛量测目的：根据收敛位移量、收敛速度、断面的变形形态，判断围岩的稳定性、支护的设计施工是否妥当和衬砌的浇注时间。.拱顶下沉量测目的：监视隧道拱顶的绝对下沉量，掌握断面的变行动态，判断支护结构的稳定性。,二、隧道监控量测点布设,浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。一般条件下，地表沉降测点纵向间距按下表要求布置。,监控量测断面及测点布置原则,地表沉降测点纵向间距,二、隧道监控量测点布设,浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。一般条件下，地表沉降测点纵向间距按下表要求布置。,监控量测断面及测点布置原则,地表沉降测点纵向间距,注：H0为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。地表沉降测点横向间距为25m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于H0+B，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。其测点布置如图1所示。,二、隧道监控量测点布设,监控量测断面及测点布置原则,地表沉降横向测点布置示意图,二、隧道监控量测点布设,监控量测断面及测点布置原则,地表沉降观点埋设,二、隧道监控量测点布设,2.拱顶下沉点和净空变化测点位置应布置在同一断面上。监控量测断面按表2的要求布置。拱顶下沉测点原则上布置在拱顶轴线附近。当隧道跨度较大时，应结合施工方法在拱部增设测点。,监控量测断面及测点布置原则,净空变化量测测线数，可参照表3、表4、图2布置。,表2拱顶下沉点和净空变化测点断面间距,注：级围岩视具体情况确定间距。,二、隧道监控量测点布设,监控量测断面及测点布置原则,表4净空变化量测测线数,二、隧道监控量测点布设,监控量测断面及测点布置原则,图2拱顶下沉量测和净空变化量测的测线布置,二、隧道监控量测点布设,监控量测断面及测点布置原则,注：1、,观测点皆用8钢筋制成，结构布置详见观测点大样图；,2、本图比例为示意图。观测点设置要坚固耐久不变形，要保存到接近浇注二衬砼时间。,观测点大样图,二、隧道监控量测点布设,测点标示牌,每个测点必须挂设监控量测标示牌，监控量测标识牌所包括：量测断面里程、围岩级别、初始值、责任人和埋设时间，标牌尺寸大小为20cm*30cm各格子尺寸为整个牌子四等分。,监控量测标识牌,二、隧道监控量测点布设,监控制量测点要求,1、测点的构造埋设要求：（1）安装钢筋，要求使用8钢筋，钢筋深入岩体不少于10cm。（2）喷射初支混凝土，喷射混凝土后确保钢筋露出混凝土面不小于10cm.（3）安装反光膜。（4）测量采集原始数据.要求采集原始数据必须在喷射混凝土完成后2h内完成。2、测点的标示及保护（1）初期支护测点：埋设要牢固可靠、易于识别。采用小塑料袋进行防尘保护，量测时间进行拆除。（2）施工中注意保护，防止爆破和其他情况的破坏，量测点上不得悬挂其他任何物品(如铁丝电缆线等)。,二、隧道监控量测点布设,监控制量测点要求,（4）每断面布设各点要在同一断面上，要求各点位沿里程方向偏差10cm。（5）不同断面上的同一位置的埋点，要求在同一高度上。（6）钢筋埋设须在洞身开挖后尽快完成，埋设完成后才可进行初支混凝土喷射。,隧道洞内监控量测点,三、桥涵沉降观测标埋设,桥涵变形控制标准,对于高速铁路桥梁基础的沉降控制，墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：墩台均匀沉降量对于有砟桥面桥梁30mm静定结构相邻墩台沉降量之差对于有砟桥面桥梁15mm对于高速铁路，控制桥涵沉降，主要是工后沉降，计算工后沉降的值，由于受到各种因素的影响往往偏差很大。因此有必要进行实测验证，积累观测数据。,1、桥梁墩台,三、桥涵沉降观测标埋设,桥涵变形控制标准,涵洞的地基为压缩性土地层时，应计算其沉降，铺设有砟轨道时其工后沉降量不应大于50mm。,2、涵洞,桥涵观测点布置,承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。观测标具体埋设原则如下：（1）每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标。（2）承台观测标分为观测标-1、观测标-2，承台标-1设置于底层承台左侧小里程角上；观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。,三、桥涵沉降观测标埋设,桥涵观测点布置,（3）桥墩观测标的埋设观测点原则上应设在墩身上，数量每墩不少于2处。桥墩标一般设置在墩底高出地面或水位1.0m左右；当墩身较矮梁底距离地面净空较低不足4.0m时，桥墩观测标可设置在对应墩身埋标位置的顶帽上埋设。特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位置。桥墩上观测标的具体设置位置见下图：,三、桥涵沉降观测标埋设,桥涵观测点布置,三、桥涵沉降观测标埋设,桥涵观测点布置,三、桥涵沉降观测标埋设,桥涵观测点布置,（4）桥台观测标的埋设观测点原则上应设置在台顶（台帽及背墙顶），数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。（5）每座涵洞均要进行沉降观测，观测标原则上应设在涵洞两侧的边墙上，在涵洞进出口及涵洞中心分别设置，每座涵洞测点数量为6个。,三、桥涵沉降观测标埋设,桥涵观测点布置,桥台观测点布置,二、桥涵沉降观测标埋设,桥涵观测点布置,涵洞观测点布置,三、桥涵沉降观测标埋设,观测标构造,墩身及涵洞沉降变形观测标采用14mm不锈钢螺栓。见下图所示：,三、桥涵沉降观测标埋设,观测标构造,三、桥涵沉降观测标埋设,观测标埋设注意事项,1、观测仪标保护观测期间应对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞、人为因素的破坏等，观测标位置应做醒目标志等措施以保证观测仪标的长期功能及安全要求。2、沉降观测应按照规定时间和频次要求严格执行，并定期复测避免沉降异常。3、应加强对观测标的定期检查并严格落实，如出现观测标被敲击、挖橇、丢失等情况时应及时恢复并进行复测。,三、桥涵沉降观测标埋设,观测标埋设注意事项,1、观测仪标保护观测期间应对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞、人为因素的破坏等，观测标位置应做醒目标志等措施以保证观测仪标的长期功能及安全要求。2、沉降观测应按照规定时间和频次要求严格执行，并定期复测避免沉降异常。3、应加强对观测标的定期检查并严格落实，如出现观测标被敲击、挖橇、丢失等情况时应及时恢复并进行复测。,四、路基沉降观测元件埋设,路基地段沉降观测内容,1、路基面的沉降变形观测2、路基基底沉降观测3、过渡段沉降观测4、路基稳定性观测5、地基土深层沉降监测,沉降观测断面和观测点的设置,沉降观测装置应埋设稳定，观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。根据经验，埋设的观测设施的有效性以及对其保护是否得力是决定整个观测工作成败的关键。各部位观测点应设在同一横断面上，这样有利于测点看护，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。,四、路基沉降观测元件埋设,沉降观测断面和观测点的设置,1、观测断面布置原则每个桥台台尾过渡段设置一个观测断面，距桥台2m处设置；每个横向构筑物顶及两侧路基过渡外3m各设一个观测断面；其余地段在500m以内时，每隔50m设置一个观测断面；工点长度大于500m时，间距100m设一个断面。且每个工点不少于2个。,2、观测点的布置原则每个观测断面应对路基沉降和位移进行监测，沉降观测桩每断面设置2个，布置于两侧距相应侧线路中心3.2m处；路基地段沉降板每断面设置1个，布置于双线路基中心。软土、松软土路堤地段观测断面包括剖面沉降观测桩、沉降板和位移观测桩，沉降板位于路堤中心，底板埋设于原始地面处，随填土增高而逐渐接高测杆及保护套管。位移观测边桩分别位于两侧坡角外12m、1012m处，并与沉降观测桩及沉降板位于同一断面上。,四、路基沉降观测元件埋设,沉降观测断面和观测点的设置,四、路基沉降观测元件埋设,沉降观测断面和观测点的设置,四、路基沉降观测元件埋设,沉降观测断面和观测点的设置,路堑地段观测断面分别于路基中心，左右中心线以外3.2m的路基面处各设1根沉降观测桩，观测路基面的沉降。,观测元件埋设,1）沉降观测桩：选择20mm钢筋，顶部磨圆并刻画十字线，底部焊接弯钩，待基床表层级配碎石施工完成后，在观测断面通过测量埋置在设计位置，埋置深度不小于0.3m，桩周0.15m用C15混凝土浇筑固定，完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。,四、路基沉降观测元件埋设,观测元件埋设,四、路基沉降观测元件埋设,观测元件埋设,沉降观测桩,四、路基沉降观测元件埋设,观测元件埋设,2）沉降板：由底板、金属测杆（20镀锌铁管）及保护套管（49PVC管）组成。钢筋混凝土底板尺寸为50cm50cm,厚3cm或钢底板尺寸为30*30cm，厚0.8cm。沉降板埋设位置应按设计测量确定，埋设位置处可垫10cm砂垫层找平，埋设时确保测杆与地面垂直。放好沉降板后，回填一定厚度的垫层，再套上保护套管，保护套管略低于沉降板测杆，上口加盖封住管口，并在其周围填筑相应填料稳定套管，完成沉降板的埋设工作。测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高读数作为初始读数，随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管，每次接长高度以0.5m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用内接头连接，保护套管用PVC管外接头连接。,四、路基沉降观测元件埋设,观测元件埋设,四、路基沉降观测元件埋设,观测元件埋设,路基沉降板埋设,四、路基沉降观测元件埋设,观测元件埋设,路基沉降板保护,四、路基沉降观测元件埋设,观测元件埋设,3）位移边桩：在两侧路堤坡脚外2（或1）m及12（或10）m处各设一个位移观测边桩。位移观测边桩采用C15钢筋混凝土预制，断面采用15cm15cm正方形，长度不小于1.5m。并在桩顶预埋不锈钢耐磨侧头。边桩埋置深度在地表以下不小于1.4m，桩顶露出地面不应大于10cm。埋置方法采用洛阳铲或开挖埋设，桩周以C15混凝土浇筑固定，确保边桩埋置稳定。完成埋设后采用经纬仪（或全站仪）测量边桩标高及距基桩的距离作为初始读数。,四、路基沉降观测元件埋设,观测元件埋设,五、隧道沉降变形观测元件埋设,1、隧道工程沉降观测是指隧道基础的沉降观测，即隧道的仰拱部分。其它如洞顶地表沉降、拱顶下沉、断面收敛沉降变形等不列入沉降观测的内容。2、隧道的进出口进行地基处理的地段，从洞口起每25米布设一断面。3、隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定，一般情况下III级围岩每400m、IV级围岩每300m、V级围岩每200m布设一个观测断面。当长度不足时，每段围岩或不同衬