地铁工程施工监控量测

1、9地铁工程施工监控量测地铁工程施工监控量测 第一节 施工测量方案1、盾构施工测量2、车站及明挖区间施工测量4第二节施工监测方案51、施工监测的目的52、监测内容63、监测原则及标准64、车站明挖及区间监测方案85盾构区间监测方案13第一节施工测量方案天津地铁Y号线东延至国家会展中心项LJ 土建施工第1合同段：起点1号 站（含）2号站（含）3号站（含），共3站3区间，车站总建筑面积约53922m2, 区间长度约3368b基坑最深约19. 61Ino本标段工程测量工作具有以下特点：(1) 盾构区间，地下施工测量距离较长，条件差，测量工作量大。(2) 车站及明挖区间为明挖施工，测量方法主要为标高的控

2、制测量和施工 放样测量，且车站及明挖区间工程项Ll多，施工放样测量工作量大。1、盾构施工测量1.1盾构通过竖井传递坐标点、中线点和高程点山于盾构施工对洞室的测量精度要求较高，必须布设地面和地下导线网及高 程网，以保证洞室的贯通精度。盾构横向贯通允许中误差在50mm以内，高程 贯通允许中误差在25mm以内。1.2竖井导线定向测量向竖井内传递中线点必须进行竖井联系测量，拟利用有双轴补偿的全站仪， 且全站仪配有弯管Ll镜，从竖井口向洞内采用导线测量的方法进行定向。导线定 向的距离必须进行对向观测，定向边中误差应在8之内。1.3竖井高程传递测量测定近井水准点高程的地面趋近水准路线应附合或闭合在地面相邻

3、精密水 准点上。精度满足三等水准测量的技术要求，高程传递测量采用在竖井内悬吊钢 尺的方法进行，地上和地下安置梁台水准仪同时读数，并应在钢尺上悬吊与钢尺 检定时相同质量的重锤。传递高程时，每次应独立观测三测回，每测回应变动仪 器高度，三测回的地上、地下水准点的高差较差应小于3mm,三测回测定的高差 应进行温度、尺长改正后取平均值。1.4地下施工控制导线测量地下施工控制导线是隧道掘进的依据，直线隧道施工控制点平均边长150m, 特殊情况下，不短于100m。导线测量釆用全站仪施测，左、右角各测二测回， 左、右角平均值之和与360较差小于6,边长往返观测各二测回，往返观测平 均值较差应小于7mm,每次

4、延伸施工控制导线测量前，应对已有的施工控制导线 前三个点进行检测。检测点如有变动，应选择另外稳定的施工控制导线点进行施 丄控制导线延伸测量。施工控制导线在隧道贯通前应测量三次，其测量时间与竖 井定向同步。重合点重复测量的坐标值与原测量的坐标值较差小于Iomm时，应 采用逐次的加权平均值作为施工控制导线延伸测量的起算值。根据本标段的特点, 拟在洞内布设三条地下控制导线。三条导线点间进行附合或闭合导线检测。1.5地下高程控制测量地下高程控制测量起算于地下近井水准点，每200In设置一个，也可利用地 下导线点作水准点，水准测量采用往返观测，其闭合差在士20 JLmm（L以千米 计）之内，水准测量在区

5、间贯通前独立进行三次，并与地面向地下传递高程同步， 精度同地面精密水准测量，重复测量的高程点与原测点的高程较差应小于5mm, 并应采用逐次水准测量的加权平均值作为下次控制水准测量的起算值。根据本标 段的工程特点，拟在每个洞内布设2条地下控制水准路线。2条水准路线水准点 间进行水准校核。盾构遂道施工测量根据施工工序可分为地面施工控制网测量、 地面与井下联测和盾构机掘进测量三个部分。测量时，高程测量采用自动安平水 准仪，导线测量采用全站仪。在采用常规施匸测量指导施工的同时，本标段还将采用陀螺监测仪对盾构机 姿态进行监测。1.6高程测量1.6.1地面测量根据业主提供的城市二等导线点为依据，在两井附近

6、各建立二个以上的固定 水准点，按城市三等水准测量规范进行。1.6.2井上井内联测高程传递采用悬挂钢尺进行连接，采用2台水准仪同步观测，一般测68 个结果，误差不大于2mm即可，传递至井下水准点上作为井下高程起算点。井下 水准测量路线与地下导线测量线路基本相同。选择主要导线点作为永久水准点, 为保证施匸放样，可临时增设精度较低的临时水准点。水准尺必须采用装气泡的 水准尺，以便减少水准尺的倾斜而造成系统误差。井下水准测量按城市三等水准 测量要求进行，采用往返测，往返固定点之间高差不大于3mm,全线往返不大于 3mmn2 （n为测站数）。1.6.3盾构机掘进测量将井下水准测量与井下导线测量结合进行，

7、选取部分导线点包括盾构机前标 后标进行高程测量，确定盾构机的坡度与设计之间的偏差，以此指导盾构施工。1.6.4曲线段测量首先建立以直缓ZH或缓直HZ点为原点,切线方向为正北方向的施工坐标系。 以井下导线点K为测站，J点为后视方向。如图1所示。S厂CI 2ZH切线-a 1 I/ KLI L2 /X 二-SYHY=+b0/ 一”1图1曲线测量示意图测出盾构机后标及询标的水平角及边长为Cil, 0 2和LI, L2得1号、2号 的计算式：Xl=LlX ( 0+ 1) XKYl=LlXSin( 0+ 1)+YKX2=L2cos( 0+ Cl 2) XKY2=L2sin(a 0+ Cl 2) YK再根据

8、1、2号点讣算得切口和盾尾的坐标。以上步骤完成切口和盾尾的实测坐标计算。分下列三式判断该点的位置：当X值0和L0时，该点在第一段缓和曲线，即以X值当L值，带入缓和 曲线拟合方程得设计横坐标。所以：切口平面偏值二实测切口 丫一设计切口 Y盾尾平面偏值二实测盾尾丫一设计盾尾Y当X值L0和L0+圆曲线长时，该点在圆曲线段，用该点与圆心0点反算 边长为SI。(S2为盾尾至0点边长)所以：切口半而偏值=R-S1,盾尾平而偏值=RS2当X值L0+圆曲线长和曲线全长时，该点在第二段缓和曲线段，这时必须把设计原点转移到HZ点上。注意这时曲线方向相反计算同1项相似。2、车站及明挖区间施工测量车站及明挖区间施工测

9、量方法主要为施工放样测量，高程控制测量较简单。2.1施工放样测量方法2.1.1内业资料复核与计算施工放样前，必须复核设计图纸的线路坐标值、里程和断面尺寸等，如复核 无误，则依据这些资料进行线路的Iom桩点坐标和Iom轨面高程计算。2.1. 2放样方法（1）极坐标法放样极坐标法放样是指已知两个导线点的坐标，其中选定一个为置镜点，另一个 为后视点，放样点的坐标可根据内业讣算资料查找出来，然后分别计算置镜点至 后视点，置镜点至放样点的坐标方位角，后者坐标方位角减前坐标方位角即为放 样点的顺拨角度，如角度小于0。，加360得出的角度即为顺拨角度，这种放样 方法是明、暗挖洞室利用导线点放样中线点或其它点

10、的最常用、最普通的方法, 放样距离采用两点间距公式计算出来的置镜点至放样点间的距离。为了加强放样 点的检核条件，可用另两个已知导线点作起算数据，用同样的方法来检测放样点 正确与否，也可另两个已知导线点来检测放样点的坐标，当放样中线点全部岀来 后，用全站仪串线，检查这些中线点的相互关系正确与否，如放样点理论坐标与 检测后的实测坐标X、Y值分别相差在3mm以内，可用这些放样点指导洞室的 开挖工作。（2）坐标定位法坐标定位法放样是指已知两个导线点的坐标，其中选定一个为置镜点，另一 个为后视点，利用工程计算器随时算出各里程支距上的坐标作为前视数据，并将 此数据输入全站仪中并定出此坐标位置。利用此方法对

11、开挖完的结构放样既简单 快捷、乂准确。2.2明挖车站（明挖区间）施工放样明挖车站（明挖区间）施工放样测量主要是指控制车站（明挖区间）结构轮 廓尺寸符合设计要求，主要指标高程控制和平面轮廓尺寸控制。可以根据施工控 制测量提供的高程点和导线控制点进行。根据导线控制点定出车站（明挖区间）线位、轮廓线，施工时根据设计图纸 中数据引出个分部轮廓线，结合高程控制点，确保车站（明挖区间）主体结构满 足施工设计需要。第二节施工监测方案1、施工监测的目的（1）监测和分析各种施工因素对地表变形的影响，提供改进施工，减少沉 降的依据。（2）根据前一步的观测结果，预测下一步的地表沉降和对周围建筑及其他 设施的影响，以

12、合理的代价采取保护措施。（3）检验施工结果是否达到控制地面沉降和隧道沉降的要求。（4）研究土壤特性、地下水条件、施工方法与地表沉降的关系，以作为改 进设讣的依据；（5）通过施工监测取得减少沉降、减少保护工程的费用；（6）保证工程安全，减少总造价。2、监测内容根据本标段自身施工特点、周边环境因素、地下管线及地面交通等情况，确 定本标段监控量测主要内容如下：（1）明挖车站（明挖区间）监控量测地下连续墙墙体水平位移、变形和垂直沉降；基坑外地表沉降、基坑内坑底 上的回弹量；钢支撑轴力和挠度；控制地下连续墙断面的钢筋应力；基坑内外地 下水位；地下连续墙外侧土体压力变形。（2）盾构区间监控量测隧道盾构施工

13、中地表沉降；地面建（构）筑物的调查及沉降。（3）联络通道及泵房监控量测地面沉降；洞周收敛；拱顶下沉；底板隆起。（4）周边建筑物、构筑物及周围地下管线的垂直沉降监控测量无论是在车站基坑开挖施工中，还是在盾构推进过程中，受到影响最大的都 是周边建筑物和地下管线。必须从各个方面采取措施确保其安全。在本标段，需要对其进行监控的主要有以下儿个方面：地面建筑物沉降、倾 斜、开裂；地下管线沉降、偏移。3、监测原则及标准（1）监测设计原则：本标段工程监测方案以确保施工安全、保证施工质量 为Ll的，根据不同的工程项目（盾构区间隧道、联络通道及泵房、车站基坑）确 定监测对象（隧道及周围土体、车站基坑及周圉土体、临

14、近构筑物和建筑物、地下管线、地下水、地表及道路等），针对监测对象安全稳定的主要指标进行方案 设汁。本工程项Ll监测点的布置能够全面地反映监测对象的工作状态。采用先进 的仪器、设备和监测技术，如讣算机技术、遥测技术等。各监测项LI能相互校验， 以利数值计算、故障分析和状态研究。方案在满足监测性能和精度的前提下，可 适当降低监测频率，减少监测元件，以节约监测费用。（2）测点布设原则：观测点类型和数量的确定应结合工程性质、地质条件、 设讣要求、施工特点等因素综合考虑。为验证设计数据而设的测点布置在设计最 不利位置和断面处，为监测施工而设的测点布置在相同丄况下的最先施工部位, 其LI的是及时反馈信息、

15、指导施匸。表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象 的变形特征，乂要便于采用仪器进行观察，还要有利于测点的保护。埋测点不能 影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度。在实施多项内容测试 时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使同一监测部位能同时反 映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。深层测点应在施工前30天 布置好，以便监测工作开始时，监测元件能够进入稳定的工作状态。测点在施工 过程中遭到破坏时，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，保证该点观测数据的连续性。测点布设如图2所示。W 419110 +11 1瑞体位移管1监测项目.5识墙顶沉降和位務Wt体内力支搏

16、轴力4MS 力埼体水平位穆水位孔土体分层沉降堆层水平他移竹地衣沉降土体分层沉降建筑材倾斜与沉降水世孔水压力Il-/图2车站（明挖区间）测点布设断面图（以2号站为例）（3）监测控制标准：本工程基坑安全等级为一级，施工监测极限值根据设讣文件执行，并结合圉护结构变形计算确定。基坑周用建筑物允许变形值根据建筑地基基础设讣规范。4、车站明挖及区间监测方案4.1车站及明挖区间施工监测项目车站及明挖区间施工监测项IJ见表Io表1明挖车站及区间监测项目表一序号观测名称方法及 工具测量距离监控量测 标准备注1基坑内外情况 观察现场观察及地 质描述每次开挖后立即进行2地表沉陷地表桩，精密 水准仪17mm2mmd开

17、挖前一段时间就开 始监测,拆撑时频率适 当增加3地下水位观测打水位观测孔 水位管，地下 水位仪4基坑回弹回牌仪、水准 仪20mm3mmd5土体水平位移 上体分层沉降测斜管、测斜 仪基坑单边不小于2个， 沿竖向间距5m布点30mm3mmd选测6邻近建筑物变 形水准仪、全站 仪沿建筑物周边布置每 侧不少于3处根据评估 综合确左7地下管线沉降 及位移变形水准仪根据管线状况并与管 线管理单位协调后布 置根据评估 综合确左管线较多时,测点布设 在变形控制要求髙的 管线上或对应的地表 位宜8墙体变形测斜管.测斜 仪水平布置间距1520m23. 8mm2mmd9墙顶水平位移全站仪水平布置间距1520m25m

18、m2und10墙顶竖向位移水准仪水平布置间距1520m20m3mmd11横撑内力轴力计，频率 接收仪每20m布设一处，同一 断面均布设设计值对盾构井处、阳角处直 撑及角部斜撑应重点 监测12墙内力钢筋计，电阻 应变仪钢筋计布置在内力变 化处，基坑单边不少于 2个平而布置中墙体内力 测点应放在钢筋笼上 选测13支护结构界面 上侧向压力压力盒，孔隙 水压力探头、 频率接收仪基坑单边不少于2个， 沿竖向间距5m布点选测14立柱竖向位移水准仪不少于立柱总数5%,基 坑中部、多支撑交点处 必须布设20mm3mmd大于限值时应调整垫 板，并及时上报监测时间间隔：基坑开挖明间，H10m, 2次/天。底板回筑

19、后17天，2次/天；728天，1次/天；28天后，1次/3天；数据基本稳定后，1次/月 车站及明挖区间施工监测仪器如表2所示。表2施工监测仪器表监测项目监测仪器建筑物沉降NA2002全自动电子水准仪和钢钢尺围护结构顶水平位移SOKA全站仪围护结构沉降NA2002全自动电子水准仪和钢钢尺围护结构变形钢弦式测斜仪、频率接收仪支撑轴力钢弦式支撑轴力计、频率接收仪地下水位810型水位仪、孔隙水压力计支撑立柱沉降NA2002全自动电子水准仪和錮钢尺4.2测点布置及监测频率4. 2.1地表沉降水准基点是沉降观测精度的关键，开挖前在距车站基坑边线5倍开挖深度以 外埋设3个水准基点（其中1个为常用基准点，另2

20、个为备用点）。用混凝土固 定牢靠，并采取保护措施。点设好后定期按二等水准测量的精度与附近水准点联 测，以保证水准基点的可幕性。基坑周边地面沉降测量测点按设讣图纸布置，每 组位置如图12-2所示，测点埋设示意图见图3IooHPVC实管-25W 钢图3基坑周边地面沉降点位布置示意图观测方法：地表沉降观测釆用NA2002全自动电子水准仪按儿何水准法进行观测，精度要求在国家二级水准以上，每次采取往返闭合测量。开挖前，连续测量3次获以上数值基本一致时，所测得的值作为初读数。为了提高测量精度，在 开始沉降观测询，采用SoKA全站仪测岀各段的距离，在置镜点和立尺点设立标 志，使每次观测能在同一路线上进行，减

21、少误差。其沉降观测限差要求见表3 所示。表3沉降观测限差表等级视线长度前后视距差前后视距累积差基辅分划读数差返往较差二等4丄4+4*一 衬 4J41丄J4卜 * *IOOmm钻孑L75PVC管4、滤网扎顶盖地表回填土/厂-*.中粗沙回填沉淀段孔底盖图6水位观测孔埋设示意图5、盾构区间监测方案5.1盾构区间监测项目（1）监测有关地下水情况的参数；（2）土体变形的监测；（3）对邻近建筑物的观测；（4）土体与隧道结构相互作用的监测；（5）施工进程中的监测。5.2盾构区间测点布置、监测手段与监测频率（1）地面沉降测点一般沿轴线进行布设（一般情况均是轴线上测点变化最 大），点距45m,进出洞和遇有重要地

22、物时适当加密。相隔一定距离（2030m） 布设沉降槽观测断面，穿越管线群时，增布沉降槽观测断面，在坚硬地面使用射 钉或道钉设置测量标志，软土地面使用钢筋柱做测量标志。（2）盾构穿越地面房屋建筑时，直接在建筑墙上布设沉降测点。测点布设 范围，应以能控制整座建筑不均匀沉降为原则，测点要设立在房角、承重墙和立 柱上，墙上测点点距在4m左右。（3）沉降监测采用水准测量、跟踪测量的方法。（4）监测频率：一般惜况口天测量两次，当盾构穿越重要Ll标和需要加强 监控的地段沉降速率过大时，除口班外加设夜班监测，每日测量三四次。5.3盾构区间监测信息化流程区间监测信息化流程如图7所示。图7盾构区间监测信息化流程图5.4盾构区间监测技术措施主要监测仪器：在本标区间隧道施工中，我们将釆用中国地震局第一地形变 监测中心研制的“隧道形变自动化监测系统”进行监测控制，并全程使用。该自 动化监测系统是对整个被监测区域进行多点同时快速扫描式测量，测试的频率可