大兴区兴业立交改造工程影响地铁大兴线第三方监测方案2014.10.31资料.doc

1、大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门站 高米店北站区间第三方监测方案北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司2014 年 10 月大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门站 高米店北站区间第三方监测方案编制:审核:批准:北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司2014 年 10 月目录1编制依据 .12工程概况 .12.1兴业路改造工程概况 .12.2既有工程概况 .12.3新建工程与既有工程位置关系 .22.4工程地质及水文地质概况 .33第三方监测工作综述 .43.1第三方监测的必要性 .43.2第三方监测的目的 .43.3第三方监测的原则 .54监测内容及测点布设 .64

2、.1监测范围 .64.2监测对象、项目、精度、频率、周期.64.3监测工作量统计 .74.4自动化监测具体布设 .74.5人工静态监测项目 .84.5.1 隧道结构沉降及差异沉降 .94.5.2 道床沉降及差异沉降 .94.5.3 道床与结构剥离情况 .104.5.4 结构及道床裂缝检查 .104.5.5 轨道几何形位 .104.5.6 隧道结构水平变形 .114.5.7 人工巡查 .115自动化监测仪器说明 .136风险控制系统 .166.1控制标准确定 .166.2数据分析与处理 .166.3风险控制控制方法 .176.4监测应急预案 .177信息反馈方式 .187.1报表形式 .197.

3、2报表内容 .197.3报表递交部门 .207.4报表递交时间 .208人员组织 .219进度计划及设备清单 .2110 安全保证体系 .2211 文明监测 .24大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案1 编制依据（ 1）地铁工程监控量测技术规范 （DB11/490-2007）；（ 2）城市轨道交通工程监测技术规范 （ GB50911-2013）；（ 3）工程测量规范 GB50026-2007；（ 4）建筑变形测量规范 JGJ8-2007；（ 5）穿越城市轨道交通设施检测评估及监测技术规范 （ DB11/T 915-2012 ）；（ 6）地铁设计规范 GB50

4、157-2003；（ 7）线路检查作业工作指引 （京港地铁 WI-OP-PW-001）；（ 8）北京地铁工务维修规则 （QB（J）/BDY（A）XL003-2009）；（ 9） 大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门站 高米店北站区间现状调查与结构检测报告 （北京交大）；（ 10）大兴区兴业立交改造工程邻近地铁大兴线地铁大兴线西红门站 高米店站区间结构及轨道安全性影响评估 （送审稿）（北京交大）；(11)大兴区兴业立交改造工程五环跨兴华大街桥桩位设计图（北京市政总院）；(12) 其他与本项目相关图纸、资料。2 工程概况2.1 兴业路改造工程 概况兴业立交位于北京市大兴区南五环李营桥节点

5、处，是大兴黄村地区与市中心区交通换转的重要节点， 现况兴业立交进出口已不能满足大兴区日益增长的交通量需求。现将兴业立交桥进行加宽，南北两侧新建辅助车道各拓宽3.25m。加宽路段与地铁大兴线在兴华桥处相交。兴华桥平面关系如图2-1 所示。2.2 既有工程概况既有地铁大兴线西红门 高米店北区间为双线暗挖施工区间，地铁隧道断面为双洞马蹄形断面，左右线间距 11m，底板埋深约为 16m，单洞隧道结构宽 6.2m，高度 6.6m。地铁区间隧道断面图如图2-2 所示。北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第1页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案2.3 新建工

6、程与既有工程位置关系新建桥梁工程上跨地铁大兴线西红门站高米店北站区间隧道结构，其中桥桩位与区间隧道的水平距离分别为6.01m，8.71m，。区间隧道与桥梁的夹角为75.3。图 2-3、图 2、 4 所示为新建桥梁与既有地铁结构平面相对位置关系图。图 2-1兴业立交改造工程（兴华桥段）平面图图 2-2 地铁区间隧道断面北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第2页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案图 2-3 加宽桥梁与地铁平面关系图图 2-4加宽桥梁与地铁剖面关系图2.4 工程地质及水文地质概况2.4.1 工程地质概况本工程场地在勘探点深度范围内的地

7、层分为人工填土层、新近沉积层及一般第四纪冲洪积层，报告中地质典型剖面见图2-5 。北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第3页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案图 2-5地质剖面图图2.4.2 水文地质概况勘察期间地表以下40m 深度内未观测到地下水。场地区域历年最高地下水为曾接近自然地面， 近3-5 年最高地下水为绝对标高在34.0m 左右。基坑开挖施工不受地下水的影响。3 第三方监测工作综述3.1 第三方监测的必要性新建桥桩的施工会使临近土层发生不同程度的变位，从而对临近地铁结构产生影响。为掌握桩基近接施工中对既有地铁大兴线区间隧道结构及道床

8、、轨道的影响状况，预防工程破坏事故和环境事故的发生，从而为判断既有线结构运营安全提供依据。同时，对可能发生的安全事故提供及时、准确的预报，使有关各方能及时做出反应。3.2 第三方监测的目的第三方监测指在新建地下工程施工中，为保证其影响范围内的既有建（构）北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第4页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案筑物的安全，独立于设计、施工和监理，且具有工程监控量测、检测与评估能力及相应资质的单位， 依据相应规程和条款对施工影响区域内的地铁隧道结构实施独立、公正的检测并参与环境破坏纠纷处理的一项监测工作， 它是为确保施工影响区域

9、内的环境安全而采用的一种先进的管理模式。 采用第三方监测管理模式的主要目的和作用在于：(1) 在新建五环路桥桩施工期间，对施工影响范围内的地铁大兴线实施监测，为地铁营运公司、 建设单位、施工单位及时提供可靠的数据和信息用以评定工程施工对上述监测对象的影响程度， 并使有关各方面有时间对紧急情况做出反应，避免恶性事故的发生。(2) 对承包商转交的数据进行监督、检验，避免少报、瞒报现象的发生，使业主掌握客观真实的施工期各项监测数据。(3) 施工影响区内发生环境破坏的投诉事件时，第三方监测单位提供独立、客观、公正的，具有法律效力的监测数据， 作为有关机构评定和界定相关单位责任的依据。(4) 在新建土建

10、工程竣工后，对既有地铁大兴线监测继续进行，直至变形稳定为止，并以此作为对既有建 (构)筑物影响的评价依据。3.3 第三方监测的原则(1) 监测以获得定量数据的专门仪器或专用测试元件监测为主，以现场目测检查为辅。(2) 承担监测工作的单位应拥有专业的测试队伍和设备，掌握先进的测试数据处理系统及分析技术与软件。(3) 各项监测工作的时间间隔根据施工进程确定，相关规范要求执行。当变形超过有关标准或场地条件变化较大时， 加密观测，当有危险事故征兆时， 则需要进行连续观测。(4) 量测数据必须完整、可靠，对施工工况应有详细描述，使之真正能起到第三方监测的作用，为业主提供可靠依据。(5) 第三方监测布点位

11、置、监测频次等与结构变形的关键部位、施工作业时间及相关因素紧密结合，互相匹配。北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第5页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案4 监测内容及测点布设4.1 监测范围根据本工程评估报告，地铁大兴线监测范围：左线里程DK8+466DK8+526 ，右线 DK8+463 DK8+523 。双线 60 m，单线 120m。4.2 监测对象、项目、精度、频率、周期地铁大兴线第三方监测的具体监测对象、项目、频率、周期见表4-1。表 4-1地铁大兴线监测项目表序监测对象监测项目监测仪器号自动化隧道结构沉静力水准1隧道结构降及差异沉

12、监测系统降隧道结构沉2隧道结构降及差异沉精密水准仪降3道床道床沉降及精密水准仪差异沉降4道床与结构剥离道床及结构精密水准仪情况人工静5态监测隧道结构水平位移全站仪6轨道几何形位检轨道轨道尺等查7道床及结构裂缝裂缝检查游标卡尺8区间隧道整体人工巡查监测频率监测周期桥桩成孔期间： 1次/30 分钟；施工前一个星桥桩浇筑期间： 1次/期开始至施工小时；完成后一年数其他施工阶段： 1次据稳定为止。/1 天；施工前一周开施工前获取3 次以上始至施工完成初值；一年后评估完桥梁施工期间， 结合成、监测数据运营特点， 监测频率稳定为止。不少于 4 次/ 周；（变形稳定标桥梁完工一个月内，准为最后1001 次/

13、周；天的平均速率桥梁完工后212 月，vm100 不大于13 月/次。0.01mm/d）第三方监测结合地铁结构变形的关键部位、 地铁运营时间、施工作业时间及相关因素，监测项目如下：(1) 自动化监测：地铁结构沉降及差异沉降；(2) 人工静态监测： 区间隧道结构沉降及差异沉降； 区间道床沉降及差异沉降； 道床与结构剥离情况；4 区间隧道结构水平位移；5 轨道几何形位：轨距、水平、轨向、高低等；北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第6页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案6 结构及道床变形缝、裂缝监测；7 地铁结构安全巡视。4.3 监测工作量统计地铁

14、大兴线监测工作量如表4-3 所示。表 4-3 地铁大兴线监测工作量表序号监测对象监测项目测点数量1自动化监隧道结构沉降及差异沉18 个（含水准基点）隧道结构降测2隧道结构隧道结构沉降及差异沉24 点降3道床道床沉降及差异沉降24 点4道床及结构道床与结构剥离情况24 点5人工监测根据现状检测报告无变道床及结构变形缝、裂缝检查形缝6轨道轨道几何形位检查20 处7隧道结构隧道结构水平位移12 点8区间隧道整体人工巡查4.4 自动化监测具体布设(1) 监测方法隧道结构沉降及差异沉降采用静力水准仪动态实时监测的方法。 监测系统及监测原理详见 “自动化监测系统 ”及 “自动化监测仪器原理说明 ”。静力水

15、准观测按一等水准观测技术要求，两次观测高差较差 0.15mm，闭合差为 0.15n1/2mm。(2) 监测点的布设及数量测点沿地铁大兴线纵向侧墙上布设测点。与新建桥桩平面最近位置处开始，向两侧布置，主要影响范围 5m一个断面 , 次要影响区 10m一个断面。对静力水准系统还应增加 2 个基准点 ( 静力水准 ) 。共计 18 个测点。断面位置见图 4-1 ，实景图见 4-2 ，测点平面布置见图4-5 所示。北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第7页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案图 4-1 测点断面布置图图 4-2结构差异沉降布点实景图点位布

16、设安装时， 应注意避开既有线路隧道内的各种设施，不能影响正常线路运营。布点前应使用水准仪进行抄平，保证布设的静力水准点基本在同一水平面上。对监测点应进行明显标识，以提醒既有线内管理人员注意保护，通信线路及联通管采用管路进行保护。4.5 人工静态监测项目人工静态监测项目包括隧道结构沉降、隧道结构水平位移、隧道结构受力变化、道床沉降、道床裂缝检查、轨道几何形位变化、现场巡查等项目。人工监测在施工前提前将测点布置完毕，读取初始值。 在施工期间， 监测人员于每日夜间列车停运、三轨停电后进入区间进行测量工作，并在每日列车试运行前结束监测工作并检查现场后撤出。北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第8页

17、共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案4.5.1 隧道结构沉降及差异沉降(1) 监测方法隧道结构竖向变形及差异沉降采用精密水准测量的方法。监测控制网观测按国家一等水准测量的技术要求，布设附合水准路线进行观测，附合差1/2 0.15n mm，每站高差中误差 0.07mm，相邻基准点高差中误差 0.3mm。隧道结构变形观测点的观测按国家二等水准测量精度要求进行观测，环线闭合差1/2 0.30n mm，每站高差中误差 0.15mm，视线高不得低于 0.3m。观测时按国家二等水准测量的技术要求施测， 对于整体工程作为独立的变形体构成闭合水准路线进行观测。(2)

18、 基准点的布设及数量基准点作为沉降测量的起算依据， 其稳定性是十分重要的。 在施工影响范围之外较稳定的区域设置基准点 (以保证有一定足够的检核条件 )构成沉降监测控制网。控制网可布设成闭合环或附合路线等形式。 水准基点选择隧道内现有铺轨基标，在使用前复测水准基点间的高差，在允许范围内方可使用。(3) 隧道结构沉降及差异沉降观测点布设及数量人工静态监测的隧道结构沉降监测断面应与自动化监测一致。主要影响范围5m 一个断面 ,次要影响区10m 一个断面。监测点布设普通沉降测量标志(形式如图4-3)，位于侧墙隧道两侧侧墙结构上。共计24 个测点。测点平面布置见图4-5。隧道侧墙植筋胶隧道竖向沉降测点图

19、 4-3 隧道结构沉降人工监测点大样图4.5.2 道床沉降及差异沉降(1) 监测方法北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第9页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案采用精密水准测量的方法。(2) 基准点的布设及数量基准网与隧道结构竖向变形及差异沉降监测的基准网相同。(3) 道床沉降及差异沉降观测点布设及数量道床沉降及差异沉降与隧道结构沉降及差异沉降监测方法相同， 同时在道床的变形缝的两侧设置差异沉降点。 监测点布设普通沉降测量标志， 测点采用测钉的形式，具体见图 4-4。测点平面布置见人工静态监测平面布设见图 4-5。测钉植筋胶图 4-4 道床沉降

20、的测钉布设示意图4.5.3 道床与结构剥离情况根据隧道结构沉降监测点与道床沉降监测点的监测数据推算道床与结构的剥离情况。4.5.4 结构及道床裂缝、变形缝监测根据工前检测报告，在监测范围内地铁左右线均无变形缝存在。桥桩施工前，对影响范围内的已有结构及道床裂缝， 以及施工中新出现的结构裂缝，在裂缝起始位置及典型部位设置固定标识， 桥桩施工过程中， 采用游标卡尺及裂缝宽度仪对影响范围内隧道结构与道床的裂缝长度及宽度变化进行跟踪检查。监测裂缝长度、 宽度变化及发展情况， 重点关注宽度较大的裂缝及已经形成通环的裂缝，并注意其他部位有无新裂缝的出现。4.5.5 轨道几何形位(1) 监测方法施工过程中对轨

21、道结构轨距、水平、高低、轨向及线路偏差，按工务维修轨道检测方法进行检测。 轨距为两钢轨头部内侧间与轨道中线相垂直的距离。轨距北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第10页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案及水平用轨道尺量取。 轨向及前后高低测量首先目视轨道直顺， 使用弦线及钢板尺作为检测工具，使用 10 米弦测量轨道在水平面及高程面上的平顺性。轨道三角坑以 6.25 米基长测量。(2) 监测点布设及数量沿轨道走向， 与新建桥桩平面最近位置处开始， 向两侧布置， 主要影响范围 5m 一个断面 ,次要影响区 10m 一个断面。轨道结构轨距、水平、高低

22、、方向变化及线路偏差位置点左右线共 14 个监测断面。4.5.6 隧道结构水平变形使用全站仪对隧道结构的水平变形进行人工监测，在主要影响区范围内5m一个测点。左右线共计10 点。平面布设图见附图4-5 所示。4.5.7 人工巡查对隧道结构、 轨道结构进行日常人工巡查，观察裂缝有无发展情况、 结构有无漏水、错台等现象。每天人工监测时巡查1 次。北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第11页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案图 4-5地铁大兴线隧道监测布设平面图北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第12页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁

23、大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案5 自动化监测仪器说明5.1 RJ 型电容式静力水准仪性能（1）原理及结构由图 5-1所示，仪器由主体容器、连通管、电容传感器等部分组成。当仪器主体安装墩发生高程变化时， 主体容体相对于位置产生液面变化， 引起装有中间极的浮子与固定在容器顶的一组电容极板间的相对位置发生变化， 通过测量装置测出电容比的变化即可计算得测点的相对沉陷。电极1中间极电极2屏蔽管m主体容器m082浮子管路三孔均布180mm（直径 10mm）210mm图3-2 、结构及原理示意图图 5-1 静力水准的构造图（2）主要技术指标1）测量范围：25mm；50mm2）最小分辨率：0.01mm

24、3）测点误差：0. 5FS4）使用环境条温度：-2070?C5.2 静力水准仪的安装、调试仪器的安装尺寸如图5-2 所示，按要求在测点预埋180 三个均布的 M8 40（伸出长度）螺杆。（1）检查各测墩顶面水平及高程是否符合设计要；（2）检查测墩予埋钢板及三根安装仪器螺杆是否符合设计要求；（3）预先用水和蒸馏水冲洗仪器主体容器及塑料连通管；北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第13页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案（4）将仪器主体安装在测墩钢板上，用水准器在主体顶盖表面垂直交替放置，调节螺杆螺丝使仪器表面水平及高程满足要求；（5）将仪器及连通

25、管系统联接好，从未端仪器徐徐注入S G 溶液，排除管中所有气泡。连通管需有槽架保护；（6）将浮子放于主体容器内；（7）将装有电容传感器的顶盖板装在主体容器上。仪器及静力水准管路安装完毕后，用专用的3 芯屏蔽电缆与电容传感器焊接，并进行绝缘处理。 3 芯屏蔽电缆的红芯接测量模块的信号接线端口，白、黄芯接激励（桥压）接线端口。当容器液位上升时， 电容比测值应变小， 否则将白、黄芯接线位置互换。隧道结构竖向变形及道床变形自动化监测静力水准仪埋设示意图。图 5-2 静力水准安装示意图图 5-3 侧壁静力水准安装示意图廊道壁连通水管铜三通铜弯头RJ型静力水准仪单孔均布图 5-4静力水准管路安装示意图北京

26、市建设工程质量第三检测所有限责任公司第14页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案5.3 数据采集单元（1）实时时钟管理本模块自带实时时钟， 可实现定时测量， 自动存储， 起始测量时间及定时测量周期可自由设置。（2）参数及数据断电保护所有设置参数及自动定时测量数据都存储于专用的存储器内， 可实现断电后的可靠保存。（3）电源备用系统无论何时发生停电时， 本模块自动切换至备用电池供电， 一节 6V、4AH/4AH可充电的免维护蓄电池可连续工作 7 天以上。（4）自诊断功能本模块具有自诊断功能，可对数据存储器、程序存储器、中央处理器、实时时钟电路、供电状况、

27、电池电压、测量电路以及电容传感器线路进行自检查，实现故障自诊断。（5）抗电功能本模块电源线、通信线、传感器引线的入口均采取了抗电击的措施。（6）选测功能根据需要通过对传感器测点的选择设置， 完成一次测量并可输出这些测点的测量数据。（7）单测功能通过选择某一传感器测点的选择， 可实现对此测点的连续多次测量， 测量次数可设定。5.4 现场设施的保护和防护静力水准管路的管路及仪器采集系统的电缆均在槽架或保护管中， 现场数据采集单元 DAU 自带锁头，且能达到一定的防护等级，静力水准仪可采用保护箱或隔离栏杆保护。、物理模型，分析各监测物理量值大小、变化规律、发展趋势，以便对工程的安全状态和应采取的措施

28、进行评估决策。北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第15页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测方案6 风险控制系统6.1 控制标准确定根据设计及评估要求地铁大兴线结构变形控制标准值见表6-1。表 6-1结构及轨道结构变形控制指标（mm）监测项目预警值 (mm)报警值 (mm)控制值 (mm)竖向变形0.70.81.0横向变形0.70.81.0轨道几何尺寸允许偏差为桥桩施工前轨道结构产生的变形量累积与天桥施工引起轨道结构变形量的最终值的允许偏差。根据京港地铁公司相关要求， 整体道床线路、道岔的轨道静态几何尺寸容许偏差，见表6-2 及表 6-3。表 6-

29、2 整体道床线路轨道静态几何尺寸容许偏差项目容许偏差 (mm)轨距+3、-2水平4高低4轨向(直线)4三角坑 (扭曲)缓和曲线4直线4轨向偏差、高低偏差为10m 弦测量的最大矢度值。6.2 数据分析与处理每次监控量测工作结束后，原始数据经过审核、消除错误和取舍之后，进行数据分析。 监测数据积累到足够丰富时，根据曲线形态选择合适的函数，对监测结果进行分析和预测。 对监控量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既有地铁结构变位的安全性影响，据此确定适应性。北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第16页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方监测

30、方案6.3 风险控制控制方法控制方法采用双控指标 , 即实测绝对值和速率值。表 6-3监测预警分级及预警响应表序号 预警状态预警条件预警响应实测累计值达到累计量控制值U01 的1 黄色预警 70%且未达到 80%时；或日变化速率达 发送预警快报，加密监测并协助分析到变化速率控制值 U 02 的 70%且未达 原因。到 80%时。实测累计值达到累计量控制值U01 的发送预警快报，加密监测、启动会商2 橙色预警 80%且未达到 100% 时；或日变化速率 机制，并采取调整开挖进度、优化支达到变化速率控制值 U 02 的80%且未护参数、完善工艺方法等措施。达到 100% 时。实测累计值达到累计量控

31、制值 U01发送预警快报，加密监测，启动会商时；3 红色预警 或日变化速率达到变化速率控制值U机制和应急预案，并立即采取必要的02 时；或日变化速率出现急剧增长时。补强或停止开挖等措施。黄色预警：监测组和施工单位应加密监测频率，加强对地铁结构和地面动态的观察；橙色预警：除应继续加强上述监测、观察、检查和处理外，应根据预警状态的特点进一步完善针对该状态的预警方案，同时应对施工方案、 施工进度等作检查和完善，在获得设计和建设单位同意后执行。在监测实施中，如监测数据达到预警状态后，应结合人工巡视结果、施工状态分析综合提出监测报警。如遇监测数据突变，或结构出现明显变形及裂缝、变形缝出现渗漏等异常情况，应立即采取电话、短信等方式，立即上报监测情况。6.4 监测应急预案根据监测数据反馈信息， 当施工处于警戒状态时， 应启动监测应急预案。 做为安全监测单位， 拟设定应急预案内容应包括数据的上报、加强监测频率、 开设专题报告等内容。具体内容如表6-4 所示。表 6-4监测工作应急预案一览表内容措施通知施工单位采取相应措施信息方面通知业主、管理部门等相关单位协助业主单位邀请有关专家出席专题讨论会北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司第17页共24页大兴区兴业立交改造工程邻近既有地铁大兴线西红门高米店北区间第三方