地铁项目监理控制要点

地铁项目监理控制要点1概述1.1监控量测的目的主要为：首先掌握围岩、支护结构和周边环境的动态，利用监测结果为设计和施工提供参考依据。其次监测数据经分析处理与必要的计算和判断后进行预测和反馈，以便为工程和环境安全提供可靠信息。最后积累资料和经验，为今后的同类工程提供类比依据。1.2地下工程施工监测特点外力不明确：地下工程作为一种结构处在复杂多变的岩土体中，不同类型的岩土体、地下水状态对结构施加的作用力是不同的；受力状态多变：地下工程施工过程中，自始至终存在着受力状态变化这一特性，地下工程开挖前，岩土体处在平衡状态中，开挖后平衡被打破，处在动态变化中，支护结构、周围土体一直处于变动之中。1.3监测工作在地铁工程建设中的意义支护结构受力土压力计算实际情况与理论计算出入较大；水土压力计算指标带有较大的随机性；施工周期较长，需要经历周边堆载、振动、雨、冬季施工不当等众多不利，安全度的随机性较大，事故发生具有突发性。所以鉴于这些因素，进行信息化施工，实施监测具有重要的意义。2监控量测的项目和方法2.1地铁工程主要监控量测的项目主要对周边环境和土建施工围(支)护体系进行监测。周边环境监测，主要有道路及地表沉降、地面建(构)筑物沉降、倾斜及裂缝、地下管线沉降、桥梁沉降、地下水位、地中土体垂直位移、地中土体水平位移等；土建施工围(支)护体系监测，主要有隧道拱顶下沉及水平收敛、桩顶位移、衬砌结构内力、临时支护内力、墙背土压力等。监控量测项目分为变形和应力监测等，变形监测仪器主要采用全站仪、水准仪和测斜仪等，应力监测仪器主要采用应变计、钢筋计等。各种观测点应尽量布设于同一个监测面上，以便监测数据相互传递准确，确保监测结果的可靠性。2.2控制对监测范围的要求建(构)筑物沉降、倾斜监测项目监测范围，一般选取基坑或隧道两侧各1．5～2．OH(H为基坑开挖深度或隧道埋深)范围。地下管线仅对污水、雨水、上水、燃气等管线进行沉降及差异沉降监测，监测范围一般选取基坑或隧道两侧各1．0H范围。道路及地表沉降监测范围一般选取基坑或隧道两侧各1．OH范围。地铁区间结构的监测范围一般为地铁结构外沿两侧各30m范围内，但在地铁车站施工地段，监测范围应视车站周围环境和建（构）筑物情况予以适当加大。监测频率应与施工进度密切配合，并针对不同工法和不同施工步序分别制定相应的监测频率。测点初始值应在测点稳定后进行测读，取三次观测数据的平均值作为初始观测值。监测所采用的监测仪器及元件应满足各类监测工作的要求。2.3明挖法基坑监控量测监理要点明挖基坑监控量测旨在基坑开挖过程中，借助仪器设备和手段对围护结构、周围环境的应力、位移等的动态变化进行综合监测。施工监测内容与一般城市深基坑工程相类似，包括围护结构的监测和周边既有建筑物的变形控制监测两大部分。控制基坑周围土体的稳定性，不发生土体滑动破坏。支护结构的强度满足构件强度设计要求。基坑开挖造成的地层的位移及地下水变化引起的地面变形，不能超过基坑周围建筑物、地下设施的允许变形值。明挖车站监测项目、仪器及目的2.4盖挖法基坑监控量测明(盖)挖法车站周边环境监测布点原则明(盖)挖法围护结构体系监测布点原则2.5暗挖法监控量测暗挖法施工过程中，围岩(地层)的变形和松动可能传到地表，影响到地表建(构)筑物、管线、桥梁等的安全，因此，除需要对围岩(地层)和支护结构监测外，还需对地表及地面建筑(构筑)物、管线等的变形进行观测。2.5.1对暗挖区段监控量测控制要点：地质和支护状况观察：记录观察开挖、支护进尺和工况，记录测绘掌子面剖面地质，水文地质状态和支护厚度，开裂或挤压破损等状态，并按每周绘制洞室纵向工程地质和水文。地质剖面：观察记录地中埋设物的不良变形、开裂破损和渗漏水情况。净空水平收敛位移：监测断面每5m设置一个净空收敛监测断面；每一收敛监测断面设两条水平测线，分别设在上半断面两侧起拱线处，采用球杆式埋设件，末端焊接于格栅或格栅纵向连接钢筋头上，对测杆螺纹或测球应包裹保护，采用收敛计监测。观测时间直至洞室变形稳定为止。拱顶下沉及底板隆起测量。观测断面与净空收敛监测断面同断面布置，即洞室纵向每5m一个监测断面。每一监测量断面在拱顶设置1个拱顶沉降观测点，位于隧道中心线至拱顶相交处，采用精密水准仪和铟钢尺进行水准法测量。底板隆起主要指当洞室土体开挖后造成地应力释放，基坑内的隔水层及其上土体地压力不足以抵消承压水头，从而造成承压水突涌，洞室底部土层隆起。沿区问隧道纵向每5m设置一个监测断面，每一断面在仰拱底部设置1个测点，该测点位于隧道中线与仰拱相交处，采用精密水准仪和铟钢尺进行水准法测量。地表沉降：每5m设置一个地表下沉监测断面，根据地面沉降的一般规律，监测断面中部测点布置较密，外侧较稀。对于已硬化的路面，用风钻打孔，水泥浆埋设钢筋测桩，对于未硬化的路面或其他部位，用挖坑法埋设钢筋测桩，用水泥浆固定，露出地面端磨圆。采用精密水准仪和钢尺进行水准法测量。管线监测：地下管线测点重点布设在煤气管线、给水管线、污水管线、大型的雨水管及电力方沟上，测点布置时要考虑地下管线与隧道的相对位置关系。有检查井的管线应打开井盖直接将监测点布设到管线上或管线承载体上；无检查井但有开挖条件的管线应开挖暴露管线，将观测点直接布到管线上；无检查井也无开挖条件的管线可在对应的地表埋设间接观测点。管线沉降观测点的设置可视现场情况，采用抱箍式或套筒式安装。每根监测的管线上最少要有3～5个测点。土体分层垂直位移的测量：可以了解暗挖施工对周围土体的扰动情况，找出变化规律，为决策控制沉降的技术施工提供可靠的依据。基坑围护桩及土体水平位移监测。可掌握土体的运动规律及预测对地面的影响，据以研究减小施工扰动的施工措施，以保护地面建筑物和地下管线。2.6盾构法监控量测2.6.1对盾构法监控量测控制要点：盾构推进引起的地层变形可以通过地表的横向和纵向沉降来分析。横向沉降槽的研究，大多采用Peck的经验公式或基于随机介质理论的沉降分布。盾构施工引起地表的纵向沉降般分为四个阶段：前期变形、盾构通过时的沉降、盾尾与衬砌脱离后的变形、后续沉降。盾构到达观测点之前，由于顶进速度或出土量的原因，会导致前方地表下沉或隆起。从盾构开挖面到达观测点的正下方开始至盾尾即将脱离该点为止，这一阶段产生的沉降为盾构通过时的沉降。产生这部分下沉的原因，主要是盾壳对土体的摩擦力破坏了土体结构强度，降低了土体的模量，并使土体产生挤压和剪切变形，从而引发地层沉降。盾尾与管片衬砌脱离之后，采用注浆来弥补盾尾的空隙，当注浆不够或注浆填充率不足时，由于地层损失将产生地层沉降；反之，当注浆超量时，将引发地层隆起。后续沉降阶段指注浆结束后，地层发生的那部分下沉，其主要原因是土体的固结变形和蠕变。地层的超孔隙水压的逐渐消散，土体产生固结变形，因而地表发生固结沉降。蠕变变形包括土体的蠕变变形和管片的蠕变变形两种。2.6.2盾构法区间隧道监测项目、仪器及目的2.6.3盾构法区间隧道测点布置及监测频率3监理单位的监控信息以北京地铁工程为例，监理单位的监控信息是指各种巡视信息，具体包括：周边环境巡视信息、支护体系巡视信息、开挖面巡视信息、施工工艺设备巡视信息及施工组织管理与作业状况巡视信息等。监理单位监控及预警的信息报送内容除包括各种巡视信息及其预警信息外，还包括综合预警信息、风险事务处理信息(包括处理方案、工程、结果及变化趋势等)，风险处理建议信息等。监理单位监控及预警信息报送的内容要求：日报：包括周边环境巡视信息、支护体系巡视信息、开挖面巡视信息及其预警建议信息的报送(在对施工单位报送信息核查基础上进行)，和施工工艺设备巡视信息、施工组织管理与作业状况巡视信息的报送(自身巡检后填报)。预警快报：报送内容主要包括风险时间、地点、风险概况、原因初步分析、变化趋势、风险处理建议等。其中快报给施工单位时，还应根据预警级别下达安全隐患报告书、整改通知书、停工令等先期处理方式。周报、月报：内容应分别主要包括近一周、近一月的安全巡视的异常情况、监理周月例会情况、风险预警情况、反馈意见落实情况及风险事务处理、效果、变化趋势、存在问题、下一步风险处理建议等。4监测单位信息管理及反馈4.1监测单位的监控信息包括监测数据和巡视信息，巡视信息包括周边环境巡视信息、支护结构巡视信息、开挖面巡视信息等。作为监理人员，需要掌握其信息流程和反馈机制。4.2监控量测资料的处理与管理监控量测资料由计算机进行处理与管理，其取得各种监测资料后，需要及时进行处理，绘制各种类型的表格及曲线图，对监测结果进行回归分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，确定工程技术措施。对每一测点的监测结果要根据管理基准和位移变化速率(mm)／d等综合判断结构和建筑物的安全状况，并编写日、周、月汇总报表，及时反馈指导施工，调整施工参数，达到安全、快速、高效施工之目的。4.3信息反馈形式及内容监测单位的监测信息反馈成果报告分为日报、周报、总结报告。成果报告中应包括工程概况、施工进度、监测方法、监测时间、监测频率、使用仪器、依据规范等，列出监测值、累计变形值、变形速率、变形曲线等，并根据监测结果提出结论性意见。每次观测计算完成后，立即将计算成果以书面形式上报建设单位、监理单位及其他有关部门等。以北京地铁工程为例，第三方监测单位监控及预报信息如下：报送形式三、日报、预警、快报和周报、月报。日报：当日全部监测数据、巡视信息及预警建议信息；预警快报：当判断工程风险可能达到红色综合预警状态或发生重大突发风险事件时，应进行快报，报送内容主要包括风险时间、地点、风险概况、原因初步分析、变化趋势、风险处理建议等；预警快报应是结合施工单位和监理单位报送的监控及预警建议信息的基础上进行的综合预警快报。1、周报、月报：内容包括近一周、近一月的第三方监测及施工单位、监理单位的数据、巡视信息汇总分析及其异常情况、风险预警及安全评价情况、反馈意见落实情况、监控跟踪情况、下一步风险处理建议等。2、报警制度：根据设计阶段确定的监控量测控制指标值，将施工过程中监测点的预警状态按严重程度由小到大分为不同的等级，如北京地铁分为三级，分别是黄色监测预警、橙色监测预警和红色监测预警。3、黄色监测预警：“双控”指标(变化量、变化速率)均超过监控量测控制值的70％时，或双控指标之一超过监控量测控制值的85％时。施工单位应加强组织分析，项目技术负责人主持并组织风险处理，设计单位专业负责人、项目总监理工程师、第三方监测单位项目负责人和监控分中心参加风险处理方案的制定和风险处理过程的监督、管理；施工单位、监理单位、第三方监测单位加强监测和巡视，监控分中心监控跟踪。4、橙色监测预警：“双控”指标均超过监控量测控制值的85％时，或双控指标之一超过监控量测控制值时。施工单位应组织四方会议，施工项目经理主持并组织风险处理，设计单位和勘察单位的项目负责人、监理单位总监理工程师、第三方监测单位技术负责人及建设单位有关领导参与风险处理方案的制定和风险处理过程的监督管理；监控分中心加强监控跟踪，建设单位加强督察和协调处理。5、红色监测预警：“双控”指标均超过监控量测控制值，或实测变化速率出现急剧增长时。施工单位应组织专家论证，启用应急预案，施工单位主管领导主持并组织风险处理，总监理工程师、设计和勘察单位的技术负责人及第三方监测单位技术负责人、监控中心、建设单位领导参与风险管理方案的制定和风险处理过程的监督、管理，建设单位主管领导和相关部门督促和协调处理，监控中心加强监控跟踪。5监控量测要点5.1监控内容应根据强制性条文规范标准加强监测外业和内业工作，做到全面掌握施工(及第三方监测)单位的情况和质量，应对全过程进行检查、校核，发现问题及时整改，为确保监测数据准确、可靠，对监控量测重点监控以下内容：1、观测仪器人员及设备：审查检查进场的测量人员资质及仪器设备是否与投标书相符，对于不能满足要求的人员及测量仪器，限期予以撤换，其使用的仪器按行业规定按时检查，对精度不符合要求的仪器，有权制止使用。2、监测控制网：需要进行检查、要求测量单位定期进行复核和复测。3、沉降观测点布设与埋设：重要部位需要旁站。4、沉降观测：主要采用巡视检查的方法。5、如有以下情况之一者，应要求观测单位增加观测频率，同时监理人员需要重点关注该部位：6、观测项目的变化速率或累计变化量达到或超出预警值。7、各观测值突然显著增大，沉降速率突然加快。监测人员必须熟悉监测项目及其预警、报警和控制指标，能根据最新的监测报告数据中的累计变形和当日变形速率数值，对下一步施工提出建议和意见。5.2对监测方案的审查控制要点1、监测方案是指导现场施工的重要文件，监理单位需要对该方案认真审查并提出审查意见，积极参加业主组织的监测方案专家论证会。2、切实做到方案可行，保证方案和措施的可靠性。3、监测方案应该包括设计说明和图纸两部分内容：4、设计说明包括工程概况、监测设计依据、监测目的、监测范围、监测对象、监测项目、监测方法及精度要求、监控方法、监控量测测点布设原则；各监测项目的监测周期和频率；监测控制指标；监测注意事项和其他要求；信息反馈的要求；工作量清单等。5、图纸主要包括：平面总图；各监测项目测点布置平面图；各监测项目测点布置剖面图；基点、测点大样图。6、重点审查如下内容：7、方案的编制依据是否全面、正确、充分。8、布点的布置位置、范围、频率等是否符合规范和设计、施工要求。9、监测方法是否正确。10、组织机构、人员的核查。监测方案中组织机构是否完善，人员的资质是否符合相关要求。11、监测方案需要经监测单位技术负责人审批。5.3对监测过程的监控管理1、过程控制主要采取巡检手段进行，监理人员要定期、不定期到现场进行巡视检查，对关键部位、关键工序要加强巡视频率。2、检查监测单位是否按照监测方案组织实施，人员和设备等是否与方案一致，重点检查人员的资质、仪器是否经过标定。3、检查监测报告上报是否及时。4、在具体实施中，还需要注意如下问题：5、表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于应用仪器进行观测，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，不能消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，力求使一个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。6、根据监测方案预先布置好各监测点，以便监测工作开始时，监测元件进入稳定的工作状态。如果测点在施工过程中遭到破坏，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，保证该测点观测数据的连续性。盾构区间隧道以洞内、地表、管线和房屋监测为主布点；车站以地表、管线、房屋和基坑变形监测为主布点。5.4对监测数据的判定要点监测数据分析与反馈，可用于修正设计支护参数、指导施工、调整施工措施等，这是监控测量的重要环节。作为监理人员，需要了解监测单位的监测数据的处理与分析过程，能够根据监测数据的处理分析结论反馈施工。1、监测数据处理监测单位取得各种监测资料后，需及时进行处理，排除仪器、读数等操作过程中的失误，剔除和识别各种粗大、偶然和系统误差，避免漏测和错测，保证监测数据的可靠性和完整性，采用计算机进行监控量测资料的整理和初步定性分析工作。根据现场监测数据绘制位移一时间曲线(或散点图)。在测量数据整理中，一般可选用位移—时间曲线和散点图2种方法中的任意一种。位移(μ)一时间(t)关系曲线的时间横坐标下应注明施工工序和开挖工作面距监测断面的距离。根据现场监测数据绘制成的μ—t时态曲线(或散点图)和空间关系曲线，可以做出如下判断：1、当位移—时间关系趋于平缓时，应进行数据处理和回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。2、当位移—时间关系曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护，必要时应立即暂停开挖，采取停工加固并进行支护处理。3、监测数据分析4、取得监测数据后，监测单位应及时进行整理和校对。各类监测数据均应及时绘制时程曲线，同时应注明相应的工况信息。5、监控量测数据的计算分析工作中除应对每个项目进行单项分析外，还应进行多项目的对比综合分析。6、当监测时程曲线呈现收敛趋势时，应根据曲线形态选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最终位移值和预测结构的安全性，据此判定施工方案的科学性、合理性。7、当实测数据出现任何一种预警状态时，监测组应立即向施工单位、监理单位、建设单位及设计单位等电话或口头报告，并尽快提交书面预警报告。8、监测数据分析反馈应用9、地质预报：隧道施工中的地质预报，是在探测或预测开挖工作面前方几米至几十米，甚至几百米以上的围岩工程地质和水文地质条件的基础上，结合掘进中地质条件的变化情况，根据监控量测中地质描述、岩石结构面调查和涌水观测等及时提出预测预报。10、地下管线：根据施工进度，将各测点变形值绘成管线变形曲线图。即绘制位移一时间曲线散点图，据以判定施工措施的有效性；位移一时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析，预测管线的最大沉降量；沿管线沉降槽曲线，判断施工影响范围、最大沉降坡度、最小曲率半径等。11、地中土体分层垂直位移监测：每次监测后应绘制不同深度的位移一历时曲线、孔深一位移关系曲线。当位移速率突然增大时应立即对各种监测信息进行综合分析，判断施工中出现了什么问题，并及时采取保证施工安全的对策。12、基坑围护桩及地中土体水平位移监测：每次监测后应绘制位移一历时曲线，孔深一位移曲线。当水平位移速率突然