顶管开挖管监测施工方案

望牛墩镇2015-2017年截污次支管网建设工程

监

测

施

工

方

案

编制人：

审核人：

编制单位：深圳市广汇源水利建筑工程有限公司

编制日期：年月日

目录

一、工程概况......................................................1

二、监测目的及技术要求...........................................2

三、设计基本原则................................................3

四、设计依据......................................................5

五、监测项目内容..................................................5

六、测试方法原理..................................................6

七、监测工作布置..................................................10

八、监测频率及资料整理提交......................................13

九、质量目标和保证措施..........................................16

十、安全文明施工、环境保护目标和保证措施......................19

一、工程概况

1、工程简况

本工程位于东莞市望牛墩镇，望牛墩镇位于珠江三角洲中部，东莞市域西北

部，属于东莞市域西部的水网地带。东及万江区和道洛镇相邻，南接洪梅镇，西

及麻涌镇隔江相望，北及中堂镇接壤。望牛墩镇现状除科苑城工业园区及一些新

建区采用雨、污分流制外，其余地区都采用旧合流制排水体制管渠系统，通过直

排式合流管渠，直接将雨水和生活污水就近排入城镇水体，目前工程范围内已经

布置了截污主干管，但由于污水次干、支管的滞后导致在雨季时，现状合流管携

带大量雨水及混流污水进入截污主管道，而当前污水厂规模显然不能完全处理合

流污水，因此必须要加快实现雨污分流制排水体制提升进入污水厂的污水浓度，

有效分离雨水及污水，使已建成的污水厂发挥最大效益。

本工程截污次干管网的服务范围涉及上合村、望东村、望联村、洲湾村、

洲涡村、朱平沙村，锦涡村、官洲村以及五涌村及下漕村，木工程结合相关规划、

现状地形、排水系统建设情况及污水处理厂现状，本工程将工程范围分为：东北

及镇中心片区、西南片区和东南片区。

本次截污次管网工程总长20km,主要工程内容包括DN300mm-DN600mmHDPE

缠绕增强结构壁管（B型结构）开挖7036米，DN400mm〜DN800mmF型承插式三级

钢筋碎顶管13887米，DN300~500焊接钢管72nb聚乙烯（PE）拖拉管190m。主

要污水检查井618座（包括截流井137座、沉泥井142座和普通检查井339座）；

路面破拆33006门和路面修复33006nV等工作。

本工程相关单位如下:

建设单位：东莞市望牛墩镇水务工程建设运营中心

设计单位：天津市市政工程设计研究院

监理单位：深圳市邦迪工程顾问有限公司

施工单位：深圳市广汇源水利建筑工程有限公司

一、监测目的及技术要求

本工程包括支护施工、管坑开挖及基础施工等部分，且本工程施工周期较

长，管坑开挖长度长，部分管坑开挖深度较深，工程周边环境的保护要求较高。

根据支护结构特点、施工方法、场地工程地质及环境条件，针对本工程的监测保

护应考虑到以下各因素的影响：

1、本工程施工周期较长，包括支护施工、管坑开挖及地下结构施工，而且

管坑开挖长度较长，施工流程较多，对周围环境的保护要求较高。

2、本项目管坑周边部分道路为主干道，车流量大，其道路下地下管线分布

密集，其中包括管径较大的市政管线，对工程施工影响相当敏感，应严格控制土

体的变形，确保周边管线的安全和正常使用。

3、第3层粘质粉土夹淤泥质粉质粘土为管坑开挖直接涉及土层，该层透水

性较好，在水头差作用下易产生管涌、流砂等不良地质现象；应做好支护结构的

止水、隔水及排水措施，以确保管坑施工安全。

因此，本工程监测工作极其重要，必须严格按有关管理部门、设计等有关

变形控制要求进行设计和实施，同时对马路、地下管线及管坑本体作重点监测。

在管坑支护施工期间，须周期性对周边环境进行观测，及时发现隐患，并

根据监测成果相应地及时调整施工速率及采取相应的措施，确保道路、市政管线

及建（构）筑物的正常使用。

在管坑开挖过程中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界

其它因素的复杂影响，很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题，而且，理

论预测值还不能全而而准确地反映工程的各种变化。所以，在理论指导下有计划

地进行现场工程监测十分必要。特别是对于类似本工程复杂的、规模较大的工程,

就必须在施工组织设计中制定和实施周密的监测计划。

本工程监测的目的主要有：

（1）通过将监测数据及预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是

否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控

制，从而切实实现信息化施工；

（2）通过监测及时发现支护施工过程中的环境变形发展趋势，及时反馈信

息，达到有效控制施工对建（构）筑物、道路、管线影响的目的；

（3）通过监测及时调整支撑系统的受力均衡问题，使得整个管坑开挖过程

能始终处于安全、可控的范畴内；

（4）通过监测及早发现管坑支护的渗漏问题，并提请施工单位进行及时、

有效的堵漏准备工作，防止施工中发生大面积涌砂现象；

（5）将现场监测结果反馈设计单位，使设计能根据现场工况发展，进一步

优化方案，达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的；

（6）通过跟踪监测，在换撑和支撑拆除阶段，施工科学有序，保障管坑始

终处于安全运行的状态。

三、设计基本原则

1、系统性原则

(1)所设计的监测项目有机结合，并形成有效四维空间，测试的数据相互能

进行校核；

(2)运用、发挥系统功效对管坑进行全方位、立体监测，确保所测数据的准

确、及时；

(3)在施工工程中进行连续监测，确保数据的连续性；

(4)利用系统功效减少监测点布设，节约成本。

2、可靠性原则

(1)设计中采用的监测手段是已基本成熟的方法；

(2)监测中使用的监测仪器、元件均通过计量标定且在有效期内；

(3)在设计中对布设的测点进行保护设计。

3、及结构设计相结合原则

(1)对结构设计中使用的关键参数进行监测，达到进一步优化设计的目的；

(2)对设计中，在专家审查会上有争议的方法、原理所涉及的受力部位及受

力内容进行监测，作为反演分析的依据；

(3)依据设计计算情况，确定支护结构及支撑系统的报警值；

(4)依据业主、设计单位提出的具体要求进行针对性布点。

4、关键部位优先、兼顾全面的原则

(1)对支护体及支撑系统中相当敏感的区域加密测点数和项目，进行重点监

测；

(2)对勘察工程中发现地质变化起伏较大的位置，施工过程中有异常的部位

进行重点监测；

(3)除关键部位优先布设测点外，在系统性的基础上均匀布设监测点。

5、及施工相结合原则

(1)结合施工实际确定测试方法、监测元件的种类、监测点的保护措施；

(2)结合施工实际调整监测点的布设位置，尽量减少对施工质量的影响；

(3)结合施工实际确定测试频率。

6、经济合理原则

(1)监测方法的选择，在安全、可靠的前提下结合工程经验尽可能采用直观、

简单、有效的方法；

(2)监测元件的选择，在确保可靠的基础上择优选择国产及进口之仪器设备;

(3)监测点的数量，在确保全面、安全的前提下，合理利用监测点之间联系,

减少测点数量，提高工作效率，降低成本。

四、设计依据

1、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)

2、《工程测量规范》(GB50026-2007)

3、《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007)

4、《地基基础设计规范》(DGJ08-11-1999)

5、《管坑工程施工监测规程》(DG/TJ08-2001-2006)

6、《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897-2006)

7、本工程相关支护设计说明及图纸(电子版)。

五、监测项目内容

管坑开挖施工的基本特点是先变形，后支撑。在软土地基中进行管坑开挖及

支护施工过程中，每个分步开挖的空间几何尺寸和开挖部分的无支撑暴露时间，

都及支护结构、土体位移等存在较强的相关性。这就是管坑开挖中经常运用的时

空效应规律，做好监测工作可以可靠而合理地利用土体自身在管坑开挖过程中控

制土体位移的潜力，从而达到保护环境、最大限度保护相关方面利益的目的。

根据本工程的要求、周围环境、管坑本身的特点及相关工程的经验，按照安

全、经济、合理的原则，测点布置主要选择在2倍以上管坑开挖深度范围布点，

拟设置的监测项目如下：

（-）周边环境监测

1、地下综合管线垂直位移监测

2、周边路面的垂直位移、水平位移及裂缝监测

（二）管坑支护监测

1、支护顶部垂直、水平位移监测

2、支护结构侧向位移监测

3、坑外土体侧向位移监测

4、支撑轴力监测

六、测试方法原理

为保证所有监测工作的统一，提高监测数据的精度，使监测工作有效的指导

整个工程施工，监测工作采用整体布设，分级布网的原则。即首先布设统一的监

测控制网，再在此基础上布设监测点（孔）。

1、垂直位移监测高程控制网测量

在远离施工影响范围以外布置1个以上稳固高程基准点，这些高程基准点

及施工用高程控制点联测，沉降变形监测基准网以上述稳固高程基准点作为起算

点，组成水准网进行联测。

基准网按照国家n等水准测量规范和建筑变形测量规范二级水准测量要求

执行，精密水准测量的主要技术参照下表：

精密水准测量的主要技术要求

往返较差、附合

每千米高差水准仪

水准尺观测次数或

中误差(mm)等级

环线闭合差(mm)

全中误

偶然中误差往返测各一

差DSi因瓦尺4况或1.Ojn

次

19

注：L为往返测段、环线的路线长度(以km计)；

外业观测使用自动安平水准仪(标称精度：±0.3nnn/kni)往返实施作

业。

观测措施:本高程监测基准网使用自动安平水准仪及配套因瓦尺，外业观

测严格按规范要求的二等精密水准测量的技术要求执行。为确保观测精度，观测

措施制定如下。

•作业前编制作业计划表，以确保外业观测有序开展。

•观测前对水准仪及配套因瓦尺进行全面检验。

•观测方法：往测奇数站”后一前一前一后”，偶数站“前一后一后一前”；

返测奇数站“前一后一后一前"，偶数站“后一前一前一后”。往测转为

返测时，两根标尺互换。

•测站视线长、视距差、视线高要求见下表:

视线长度前后视视线高度

标尺类前后视

仪器距累计视线长度视线长度

型视距距差

等级差20m以上20m以下

因瓦DS1W1.0mW3.0m0.5m0.3m

50m

•测站观测限差见下表

基辅分划读基辅分划所测上下丝读数平均值检测间歇点

数差高差之差及中丝读数之差高差之差

0.4mm0.6mm3.0mm1.0mm

•两次观测高差超限时重测，当重测成果及原测成果分别比较其较差均没超

限时，取三次成果的平均值。

垂直位移基准网外业测设完成后，对外业记录进行检查，严格控制各水准

环闭合差，各项参数合格后方可进行内业平差计算。内业计算采用EXCEL进行简

易平差计算，高程成果取位至0.01mm。

2、监测点垂直位移测量

按国家二等水准测量规范要求，历次垂直位移监测是通过工作基点间联测

一条二等水准闭合或附合线路，由线路的工作点来测量各监测点的高程，各监测

点高程初始值在监测工程前期两次测定（两次取平均），某监测点本次高程减前次

高程的差值为本次垂直位移，本次高程减初始高程的差值为累计垂直位移。

3、监测点水平位移测量

采用轴线投影法。在某条测线的两端远处各选定一个稳固基准点A、B,经

纬仪架设于A点，定向B点，则A、B连线为一条基准线。观测时，在该条测线

上的各监测点设置觇板，由经纬仪在觇板上读取各监测点至AB基准线的垂距E,

某监测点本次E值及初始E值的差值即为该点累计水平位移，各变形监测点初始

E值均为取两次平均的值。

4、坑外土体侧向位移监测

采用钻孔方式埋设时可用①110钻头成孔，钻进尽可能采用干钻进，埋设直

径为中70的专用监测PVC管，下管后用中砂密实，孔顶附近再填充泥球，以防止

地表水的渗入。

5、坑外潜水水位观测

在管坑开挖施工中，须在管坑内进行大面

积疏于降水以保持管坑内土体相对「燥，以便

于土方开挖和土渣运输，如果止水帷幕的实际

效果不够理想，将势必对周边环境和建筑物造

成危害性影响，严重将造成管坑管涌、塌方的

危害。为了使浅层地下水位保持一适当的水平,

以使周边环境处于相对稳定可控状态，加强对

坑内、外浅层水位和承压水位的动态观测和分

析，对于了解和控制管坑降水深度、判定支护体

系的隔水性能，分析坑内、外地下水的联系程度具有十分重要的意义。

对于水位动态变化的量测，可在管坑降水前测得各水位孔孔口标高及各孔

水位深度，孔口标高减水位深度即得水位标高，初始水位为连续二次测试的平均

值。每次测得水位标高及初始水位标高的差即为水位累计变化量。

管坑内水位变化观测一般由降水单位实施，可采用降水井定时停抽后量测

井内水位的变化。

6、支护桩垂直位移监测

由于管坑内土方的开挖，坑内土体卸载造成坑底土体回弹，带动支护上升，

回弹量的大小关系到支护结构的稳定性。

加“为保障监测人员人身安全和仪器的安全，需负责在支护垂直位移监测

点所在的支撑上做好防护栏杆等防护措施，否则，支护垂直位移监测将无法实

施。”

采用自动安平精密水准仪来测试3002

七、监测工作布置

各监测项目的测点布设位置及密度应及桩基施工的区域、支护结构类型、

管坑开挖顺序、被保护对象的位置及特性相匹配；同时参照支护桩位置、附属结

构位置及开挖分段长度等参数，进行测点布置，主要为了解变形的范围、幅度、

方向，从而对管坑变形信息有一个清楚全面的认识，为支护结构体系和管坑环境

安全提供全面、准确、及时的监测信息。

设计各监测项目布点情况如下：

1、周边地下综合管线垂直、水平位移监测

A、监测点设计原则

♦取距施工区域最近的管线；

♦取硬管线（如上水，煤气，下水等）；

♦取埋设管径最大的管线；

♦一条路上尽可能取一条最危险的管线设直接监测点;

♦监测点尽可能设在管线出露点，如阀门、辔井上。

B、管线情况

根据目前掌握的周边管线分布资料，拟在管坑周边的配水管线上布设变形

监测点17点，编号S1-S17；在排水管线上布设变形监测点25点，编号Y1〜Y25；

在煤气管线上布设变形监测点18点，编号Ml〜M18。共计布设管线变形测点60

个，每条管线上测点间距为20米，测点具体布置见附图。待管线协调会后，再

结合实际情况确定测点的数量和位置。

对于监测的管线不便设置直接点的尽可能以管线敞开井、阀门井、窖井等

的井口地面结构直接观测。具体布点时应针对不同管线性质以及及管坑的距离关

系，确定不同监测力度，密切观测其变形状况。

监测点固定好后，用水准仪测得监测点的标高，并以两次测得数据的平均值

作为初始标高。

2、路面垂直位移、水平位移、裂缝监测

对3倍管坑开挖深度范围内的主要建筑物进行垂直位移监测，并注意裂缝观

测。在管坑开挖施工以前对建筑物外观进行观察，对能布点的主要裂缝设置裂缝

监测点进行观测。

根据现场踏勘，距施工区域较近的建（构）筑物的路面，拟在路面上共计设置

垂直位移、水平位移监测点20点，编号H1〜H20,见附图。因涉及测点布置及仪

器通视问题，具体监测点位需视现场情况进行布设。

布点时.，可采用在路面顶面钻孔，埋入弯成约8cM长的中14圆钢筋，用混

凝土浇筑固定；或用射钉枪直接打入钢钉于相应部位。

3、支护顶部垂直、水平位移监测

拟在管坑周圈支护顶面上布设墙顶垂直位移及水平位移监测点，计划共布设

48点，编号Q1〜Q48,测点间距30〜50米不等。测点具体布置见附图。

测点利用长8公分带帽钢钉直接布置在新浇筑的支护顶部上，并测得稳定的初

始值。

4、支护结构侧向位移监测

在管坑支护结构钢筋笼上绑扎埋设带导槽PVC塑料管，以监测支护墙体侧向

变形。选择在可能产生较大变形的部位，根据施工现场情况，拟在管坊周圈共布

置20个测斜孔，编号P01-~P20,孔深基本同驻深。见附图。

5、坑外土体侧向位移监测

在坑外以钻孔方式埋设带导槽PVC塑料管，以监测管坑开挖过程中管坑外侧

土体沿深度各点的水平位移。选择在管坑周围共布置4个测斜孔，编号为T01〜

T04,孔深约9米，见附图。

6、坑外潜水水位观测

拟在管坑周围5米范围内及管坑内部布置潜水水位观测孔，共计布置坑外

潜水水位观测孔17孔，编号SW1〜SW17,孔深及管坑深度同准。见附图。具体位

置可能会视地下障碍物分布情况适当调整。

用①89钻头成孔，钻进尽可能采用清水钻进，埋设直径为①53的专用水位

监测PVC管，PVC管外使用特殊土工布进行无缝包扎，下管后用中砂密实,孔顶附

近再填充泥球，以防止地面水的渗入。埋设完成后，立即用清水洗孔，以保证水

管及管外水土体系的畅通。

7、支护桩垂直位移监测

坑内土体开挖后，坑底土体会产生回隆，并带动支护桩一起向上位移，如隆

起量过大，会引起支撑的失稳、。

为观测管坑开挖过程中支护桩的垂直位移变化情况，掌握管坑支护系统的稳

定性，了解管坑施工对支护的影响，拟在在支护桩的顶部进行设点。共计设置垂

直位移监测点36点，编号L1〜L36,测点具体布置见附图。

综上所述，布设的各类监测元件情况及数量如下:

监测项目测点数量备注

周边地下管线垂直位移监测60点

路面垂直、水平位移监测20点

支护顶部垂直、水平位移监测48点

孔深基本同桩深，约

支护结构侧向位移监测20孔

12.5〜21米

坑外土体侧向位移监测4孔孔深约19米

坑外潜水水位观测17孔孔深约8米

支护桩垂直位移监测36点

八、监测频率及资料整理提交

1、监测初始值测定

为取得基准数据，各观测点在施工前，随施工进度及时设置，并及时测得初

始值，观测次数不少于2次，直至稳定后作为动态观测的初始测值。

测量基准点在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方才投入使用。稳定标准

为间隔一周的两次观测值不超过2倍观测点精度。基准点不少于3个，并设在施

工影响范围外。监测期间定期联测以检验其稳定性。并采用有效保护措施，保证

其在整个监测期间的正常使用。

2、施工监测频率

根据工况合理安排监测时间间隔，做到既经济又安全。根据以往同类工程的

经验，拟定监测频率为见下表（最终监测频率须及设计、总包、业主、监理及有

关部门协商后确定）。

监测频率

管坑

监测内容支护施坑内降基础支撑拆

工程开

工水浇筑后除期间

挖

周边地下管线垂直位

2次/周1次/3天1次/I天1次/3天1次/I天

移监测

路而垂直、水平位移监

2次/周1次/3天1次/I天1次/3天1次/I天

测

支护顶部垂直、水平

//次天1次/3天次天

位移监测1/I1/I

支护结构侧向位移监

//1次/I天1次/3天1次/I天

测

坑外土体侧向位移监

/1次/3天1次/I天1次/3天1次/I天

测

支护桩垂直位移监

//1次/I天1次/3天/

测

坑外潜水水位观测/1次次天1次/I天1次/3天1次次天

说明1、现场监测将采用定时观测及跟踪观察相结合的方法进

行。

2、监测频率可根据监测数据变化大小进行适当调整。

3、监测数据有突变时，监测频率加密到每天二〜三次。

4、各监测项目的开展、监测范围的扩展，随管坑施工进度

不断推进。

3、报警指标

监测报警指标一般以总变化量和变化速率两个量控制，累计变化量的报警指

标一般不宜超过设计限值。本工程报警指标初步拟定为（须得到有关单位的确

认）:

项目报警指标备注

周边地下管线垂直位移监测累计10mm,2mm/d

路面垂直、水平位移监测累计20mm,3mm/d

支护顶部垂直、水平位移监测累计30mm,3mm/d

支护结构侧向位移监测累计30mm,3mm/d

坑外土体侧向位移监测累计30mm,3mm/d

坑外潜水水位观测累计下降500mm

支护桩垂直位移监测累计30mm,3mm/d

4、测试主要仪器设备

主要采用仪器设备有:

序号设备仪器名称规格型号使用项目

1水准仪垂直位移监测

2经纬仪水平位移监测

3电子手簿PDA现场记录

4台式电脑Acer数据处理

5打印机RICOII-MPC2800输出设备

5、资料整理、提交及流程

在现场设立微机数据处理系统，进行实时处理。每次观察数据经检查无误

后送入微机，经过专用软件处理，自动生成报表。监测成果当天提交给业主、监

理、总包及其它有关方面。

现场监测工程师分析当天监测数据及累计数据的变化规律，并经项目负责

人审核无误后当天提交正式报告。如果监测结果超过设计的警戒值即向建设方、

监理方发出警报，提请有关部门关注，以便及时决策并采取措施。同时根据相关

单位要求提供监测阶段报告，并附带变化曲线汇总图；监测工程结束后一周内提

供监测总结报告。

本工程工作信息流程如下:

九、质量目标和保证措施

1、质量目标

本项目质量目标：合格。

严格执行施工组织设计的内容，主动配合业主和总包在施工过程中各方面的

协调工作，处理好各相关单位和人员的关系。

服务于全过程。及时做好各类质量信息的收集、汇总、分析和反馈。认真完

成本项目由于设计及施工变更等原因而增加的工作量，并保证要求和工作质量不

变。

2、质量保证体系

搜集资料、现场踏勘以往同类工程经验

明确负责人、编制监测方案

审核人、审定人批准方案

监

不

材

内

测

人

质

产

测

合

部

量

料

员

量

品

过

格

质

设

采

组

标

记

程

品

量

备

购

织

识

录

控

控

审

控

控

制

制

核

制

制

J

3、监测工作的管理

(1)实行项目经理负责制

项目组成员服从项目经理的统一调配，并在日常监测工作中严格按投标方

案的要求带领作业人员实施作业，并经常保持及建设单位、总包单位的联系，及

时了解场地施工进度，安排及落实监测工作的步骤，配合施工的顺利进行。

(2)监测过程的质量控制

作业人员应严格按方案要求及相应规范进行作.业，发现超出允许误差时应

及时纠正或进行返工。技术问题由工程负责人及审核人审定人商量后作出决定，

工程负责人及审核人实施监测过程中的质量控制，杜绝质量问题的产生。

(3)文件及资料的管理

监测工作中的相关函件、以及日常监测工作中的内外业资料等应分类装订

统一管理，或者有计算机备份以防丢失。提交的监测成果资料应统一格式并进行

签收登记。

4、保证监测质量的措施

(1)仪器、仪表

a、将按设计图纸和文件以及生产厂家的产品说明书对所采购的仪器设备进

行测试、校正，以防质量不合格元件的埋入。钻孔孔深要到位，且孔身要垂直，

回填应密实。各测点初始值的测定应待测点埋设稳定后进行(一般7〜10天)o

b,监测仪器要经国家法定计量检定机构或授权的计量机构进行校准，并取

得《检定证书》后方可使用。如需更换仪表时，应先检验是否有互换性，并进行

对比检测，以保持监测数据的延续性。

(2)野外作业

a、组成强有力的项目组，抽调业务水平高，责任心强，工作认真负责的人

员担任项目组主要负责人。项目组的其它管理人员、操作人员具有相应的管理水

平和技术操作能力，关键、特殊岗位人员持证上岗。

b、监测工程专业技术强，我司将对职工进行宣贯、培训，对职工加强质量

意识教育，把“质量第一”从思想上落实到行动中去。对埋设全过程进行详细的

施工记录。

C、进场前，组织全体人员学习监测施工的技术方案，每个施工人员了解项

目的总体要求，熟悉各自岗位的职责、技术要求和作业程序，严格按施工组织设

计执行。

d、加强测点的保护工作，测点周围设置明显标志并进行编号，严防施工时

损坏。

(3)资料采集及整理

a、制定有关质量文件和记录的管理办法，及时做好各类施工记录、工程检

验资料、各类试验数据、鉴定报告、材料试验单、各种验证报告的收集、整理、

汇总工作；