沉管预制施工变形监测方案

1、编号：A2-1-DS1-004日期：2012.03.20拟稿部门：工区一分区港珠澳大桥岛隧工程港珠澳大桥岛隧工程测量技术方案文件沉管预制施工变形监测方案沉管预制施工变形监测方案A2-1-DS1-00402012.03.20版本号文件动态日 期编制人审核人审定人编号：A2-1-DS1-004i目目 录录1 1 概述概述.1 11.1 工程概况 .11.1.1 地理位置 .11.1.2 工程概述 .21.2 施工监测概述 .31.2.1 监测目的和意义 .31.2.2 监测内容 .31.2.3 监测方法 .42 2 引用技术规范引用技术规范.4 43 3 监测技术方法监测技术方法.4 43.1 监

2、测控制网 .43.2 监测点位布设 .43.2.1 模板变形监测点布设 .43.2.2 土建基础变形监测点布设 .73.2.3 预制管节顶推监测点布设 .83.3 监测频次及技术方法要求 .93.3.1 监测频次 .93.3.2 监测技术方法要求 .104 4 监测数据整理及数据分析监测数据整理及数据分析.10105 5 监测技术与质量保证监测技术与质量保证.10106 6 监测人员、设备配置监测人员、设备配置.11117 7 安全生产、文明施工保证措施安全生产、文明施工保证措施.11117.1 安全生产 .117.2 文明施工 .12编号：A2-1-DS1-00411 1 概述概述1.11.

3、1 工程概况工程概况1.1.11.1.1 地理位置地理位置港珠澳大桥沉管预制厂址选设在广东省珠海市万山海洋开发试验区桂山岛之牛头岛。该处距沉管隧道约 12 公里，处于香港、深圳、澳门和珠海之间，西距澳门、香洲约 17 海里，北距香港大屿山约 3 海里，是各地船只通往珠江口的海上交通要道；牛头岛沉管预制厂地理位置见图图 1 1.1-1.1-1，具体地理位置为东经 11348，北纬 2210。图图 1.1-11.1-1 牛头岛沉管预制厂地理位置图牛头岛沉管预制厂地理位置图编号：A2-1-DS1-00421.1.21.1.2 工程工程概述概述沉管预制采用工厂法施工工艺，预制管节总计 33 个(直线段

4、管节 28 个，曲线段管节5 个)，曲率半径 5000m，总线长度 112.5m*2+180m*26+172m+180m*2+112.5m*2=5.662km，其 112.5m 管节由 5 节长 22.5m 的节段组成，180m 管节由 8 节长 22.5m 的节段组成。曲线段管节的预制工艺，是通过调整组成管节节段的两个侧墙的纵向长度，来拟合匹配成曲率半径 5000m 的曲线。管节编号、设计长度及线性见表表 1 1.1-1.1-1。管节横断面采用两孔一管廊截面形式，宽 3795cm，高 1140cm，底板厚 150cm，侧腹板及顶板厚 150cm，中腹板厚80cm，管节断面面积 154.874

5、m2，管节断面示意图如图图 1 1.1-2.1-2。管节分段示意图如图图 1 1.1-.1-3 3 该项工程是迄今为止世界上规模最大的隧道沉管预制工程。表表 1 1.1-1.1-1 管节编号、设计长度及线性管节编号、设计长度及线性表表编号编号管节名称管节名称设计长度设计长度管节线性管节线性1E1、E2112.5m2E3E28180m直线3E29-1172m4E30+E29-2175+5m5E31180m6E32、E33112.5m曲线图图 1 1.1-2.1-2 管节断面示意图管节断面示意图编号：A2-1-DS1-0043图图 1 1.1-.1-3 3 管节分段示意图管节分段示意图1.21.2

6、 施工监测概述施工监测概述1.2.11.2.1 监测目的和意义监测目的和意义港珠澳大桥岛隧工程沉管预制目前处于足尺模型试验阶段，根据工程情况、监理驻地办及沉管预制项目部的要求，在施工生产过程中，须对砼浇筑过程中模板变形及施工工厂基础进行监测，其目的为确保节段几何尺寸、测定模板变形量；其意义为：通过模板变形监测，了解模板刚度和地基沉降情况，指导后续施工测量。1.2.21.2.2 监测内容监测内容沉管预制生产过程中的监测内容具体内容详见沉管预制监测项目表表 1.2-11.2-1。表表 1.2-11.2-1 沉管预制监测项目沉管预制监测项目序号序号监测内容监测内容监测项目监测项目监测方法监测方法1底

7、模2浇注坑基础滑移梁3沉降部分管节顶推水平姿态精密水准仪4内模5侧模6钢端壳端模7反力墙8位移部分管节顶推轴线高精度 Trimble S8 全站仪编号：A2-1-DS1-00441.2.31.2.3 监测方法监测方法在浇筑过程中，各项监测内容的监测方法分为沉降和位移两部分，沉降观测采用检定合格、满足监测精度要求的电子水准仪对特征部位沉降观测点进行测量；位移观测同样采用检定合格、满足监测精度要求的精密全站仪对特征部位位移观测点按照相关观测要素进行测量。2 2 引用技术规范引用技术规范本沉管预制施工模板变形监测所参照的技术依据与规范如下：工程测量规范(GB 50026-2007)；精密工程测量规范

8、（GB/T 15314-94)；中、短程光电测距规范(GB/T 16818-2008)；公路勘测规范(JTG/C 102007)。3 3 监测技术方法监测技术方法3.13.1 监测控制网监测控制网 变形监测的测量基准依托干坞施工控制网，按照二等平面网和二等水准网的要求进行引测，其引测点作为浇筑过程中变形监测的测量基准点。3.23.2 监测点位布设监测点位布设3.2.13.2.1 模板变形监测点布设模板变形监测点布设(1) 底模沉降监测点布设底模在砼浇筑过程中的荷载是不断递增变化的，为掌握其变形情况，在砼浇筑区域外按前后 2 个横断面布设 10 个沉降监测点，如图图 3.2-13.2-1 所示，

9、每端头断面上的 5 个点分别布设在管节的左边线、左行车道中轴线、廊道中轴线、右行车道中轴线和右边线所对应的位置。在底模上用红色油漆画出十字标识作为其沉降监测点。编号：A2-1-DS1-0045图图 3.2-13.2-1 底模沉降监测点位布设示意图底模沉降监测点位布设示意图(2) 内模变形监测点布设如图图 3.2-23.2-2 所示，每端头断面上布设 14 个变形监测点，按前后 2 个横断面共布设 28个点，其中，在内模的 1、2、6、7、8、9、13 和 14 点的位置布设反射棱镜片作为其位移监测点，在内模顶面部分 3、4、5、10、11 和 12 号点的位置用红色油漆画出十字标识作为其沉降监

10、测点。图图 3.2-23.2-2 内模位移监测点位布设示意图内模位移监测点位布设示意图(3) 外侧模位移监测点布设如图图 3.2-33.2-3 所示，每个断面上布设 6 个位移监测点，按前中后 3 个横断面共布设 18个位移监测点。在外侧模的特征点位置布设反射棱镜片作为其位移监测点。编号：A2-1-DS1-0046图图 3.2-33.2-3 外侧模位移监测点位布设示意图外侧模位移监测点位布设示意图(4) 端模位移监测点布设端模是由若干小的模板组成，因此，在每个小的模板其中一条对角线两端布设两个位移监测点。如图图 3.2-43.2-4 所示，端头断面上布设 108 个位移监测点。在端模的特征点位

11、置布设特制棱镜作为其位移监测点。图图 3.2-43.2-4 端模位移监测点位布设示意图端模位移监测点位布设示意图(5) 钢端壳变形监测点布设钢端壳变形监测点是预制管节施工监测部分的重要内容，其意义是为后续管节钢端壳安装和监测做前期准备和技术指导，同时验证其刚度。其点位布设同样采用特制棱镜，按照 100cm*60cm 锯齿形进行布设，在其上布设 114 个位移监测点，钢端壳位移监测点位布设示意图如图图 3.2-53.2-5 所示(此图为半幅监测点布置图)。编号：A2-1-DS1-0047图图 3.2-53.2-5 钢端壳位移监测点位布设示意图钢端壳位移监测点位布设示意图3.2.23.2.2 土建

12、基础变形监测点布设土建基础变形监测点布设(1) 浇注坑基础监测点布设考虑到厂区浇注坑基础的本身沉降对底模所测沉降量的影响，在布设底模沉降监测点的同时，如图图 3.2-63.2-6 所示，在浇注坑基础的砼面上四个角点的位置布设浇注坑基础的沉降监测点。在浇注坑基础上用红色油漆画出十字标识作为其沉降监测点。图图 3.2-63.2-6 浇注坑沉降监测点位布设示意图浇注坑沉降监测点位布设示意图(2) 反力墙变形监测点布设侧模在砼浇筑过程中受力的时候，其作用力直接传递到反力墙上，为掌握反力墙的稳定性和变形参数，如图图 3.2-73.2-7 所示，在每个反力墙顶面(受力变形最大部分)的两端头的混凝土上分别布

13、设 1 个反射棱镜片作为其位移监测点，反力墙位移监测点共布设 4 个。编号：A2-1-DS1-0048图图 3.2-73.2-7 反力墙位移监测点位布设示意图反力墙位移监测点位布设示意图（3） 滑移梁变形监测点布设滑移梁作为管节支撑的基础，在管节顶推过程中，对其姿态有直接影响，因此，须对滑移梁的沉降做定期监测，确保其在顶推过程中的姿态。滑移梁沉降监测点布设按照高铁上的蹲身沉降点的要求进行布设，点位布设在滑移梁混凝土基础的侧面，按照 6m 间隔进行埋设。滑移梁沉降监测点示意图见图图图 3.2-83.2-8。图图 3.2-83.2-8 滑移梁沉降监测点示意图滑移梁沉降监测点示意图3.2.33.2.

14、3 预制管节顶推监测点布设预制管节顶推监测点布设管节顶推施工，测量工作须对顶推轴线、顶推水平姿态以及顶推的里程进行跟踪监测。顶推轴线监测点布设在廊道内部的管节轴线上，管节两端各 1 个；管节顶推水平姿态的监测点布设在其两个行车道的四个角点，共 8 个；管节顶推里程监测点布设在顶推管节的端头，靠近左右行车道的轴线位置。管节顶推监测点布设示意图如图图 3.2-93.2-9。编号：A2-1-DS1-0049图图 3.2-93.2-9 管节顶推监测点布设示意图管节顶推监测点布设示意图3.33.3 监测频次及技术方法要求监测频次及技术方法要求3.3.13.3.1 监测频次监测频次序号序号监测内容监测内容

15、监测项目监测项目监测频次监测频次1底模砼浇筑前后各一次2浇注坑基础砼浇筑前后各一次3滑移梁顶推前后各一次4沉降部分管节顶推水平姿态顶推时每个行程一次5内模砼浇筑前后各一次6侧模砼浇筑前后各一次7钢端壳根据砼浇筑进行确定8端模根据砼浇筑进行确定9反力墙砼浇筑前后各一次10位移部分管节顶推轴线顶推时每个行程一次关于端模和钢端壳的监测频次，依据砼浇筑进度进行监测，并根据实际情况进行补测。监测频次的具体要求是：首先进行初始值观测，然后，在底模砼浇筑 75cm 时进行浇筑过程中第一次观测，在底模砼浇筑完成时进行浇筑过程中第二次观测，在侧墙砼浇筑 2.5m时进行浇筑过程中第三次观测，在侧墙砼浇筑 5m 时

16、进行浇筑过程中第四次观测，在顶面砼浇筑 75cm 时进行浇筑过程中第五次观测，在顶面砼浇筑完成时进行浇筑过程中第六次编号：A2-1-DS1-00410观测，在砼浇筑完成后凝固 5 小时进行浇筑过程中第七次观测，最后，在砼浇筑完成后凝固 10 小时进行浇筑过程中第八次观测。3.3.23.3.2 监测技术方法要求监测技术方法要求为保障获得高精度监测成果，本次模板变形监测的技术方法及要求严格按照工程测量规范(GB 50026-2007)进行，具体如下：(1) 沉降监测采用检定合格的 Leica NA2 水准仪进行测量；位移监测采用检定合格的Leica TCRP1201+全站仪进行测量。(2) 沉降、

17、位移观测之前对所用仪器进行自检。(3) 监测的测量基准依托干坞施工控制网，在其基础上进行临时加密，临时加密点作为本次监测的基准。(4) 首次（零周期）观测进行两次观测，取其观测结果中数作为变形测量初始值。(5) 水准仪和全站仪全程放置在现场进行监测，定时复核后视方位角，注意仪器的整平对中效果，以避免重设仪器产生各种误差。(6) 变形监测过程中，必须有检核点进行检核。(7) 关于位移监测，全部采用施工坐标系进行测量。其中，内模、外侧模和反力墙通过采集 Y 坐标进行监测分析；端模以及钢端壳模通过采集 X 坐标进行监测分析。(8) 变形监测过程中，遵循“五固定”原则。(9) 对于管节顶推监测方法，根

18、据行程采集轴线监测点和里程监测点坐标，来确保顶推的轴线和顶推的距离，当顶推的距离离理论位置 5cm 时，通知顶推系统操作人员，放慢节凑，保证里程的准确性。4 4 监测数据整理及数据分析监测数据整理及数据分析每次观测完成后，数据必须及时整理，当发现沉降监测数据出现异常、沉降量、位移量超限或出现反弹时必须首先自查，应重测并分析工作基点的稳定性，必要是联测基准点进行检测，并提交自查分析报告。在观测过程中，应做好一些重点信息的记录，如对大型机械通过、天气情况，地下水影响情况的记录，有利于对结构变形特性的分析和异常数据的分析。5 5 监测技术与质量保证监测技术与质量保证所有监测检测仪器设备必须有合格证书

19、，并经过计量率定，处于正常工作状态；监测工作计划大纲经业主、监理、设计等批准后方可实施；编号：A2-1-DS1-00411监测工作严格按照设计要求、有关技术规范和检验标准进行；现场测试人员必须做到认真负责，不得弄虚作假，做到认真观测、认真记录。所有现场测试数据表格及提交的监测日报均实行二级签字制度，确保监测检测数据的准确无误；观测中如发现特殊反常现象，应及时分析原因，同时认真检查测试仪器是否存在问题；现场所有监测仪器设备埋设后均应测读初读数并记录在册。6 6 监测人员、设备配置监测人员、设备配置表表 6 6-1-1 监测人员配置情况表监测人员配置情况表序号序号姓名姓名学历学历职称职称项目职务项目职务职责职责1何元甲本科工程师监测项目负责人监测