北方交大设计院第三方监测测量方案

1、目 录1、工程概况 . 22、实施第三方监测的目的和必要性 . 23、第三方监测的主要内容和实施方案 . 34 第三方测量 . 10 4.1地面控 制测量 . . 10 4.2竖井联 系测量 . . 11 4.3井下控 制测量 . . 12 4.4贯通测 量 . 12 4.5测量质 量保证 措施 . 135、第三方监测、测量费用估算 . 136、相关业绩 . 131、工程概况北京铁路枢纽北京站至北京西站地下直径线工程,自北京站起,沿崇文 门西大街、 宣武门大街, 莲花池东路至北京西站, 线路全长 9.156正线公里, 建筑长度 8.141km ,其中地下隧道长 7.230km ,分别采用明挖法

2、、盖挖法、 浅埋暗挖法和盾构法施工,盾构施工段长约 5.25km ,浅埋暗挖施工段长约 1.98km 。本工程地处繁华的北京市区,城市交通极其繁忙,线路两侧各种建筑林 立,左侧多为高层建筑,在北京站至隧道的进口为老城居民区,沿线经过崇 文门饭店、正阳门老火车站、箭楼、团中央办公大楼等极其重要建筑,下穿 天宁寺桥、白云桥,且地下管线密布,拆迁工程量大;又多次与既有地铁线 路穿越或平行,穿越护城河及盖板河,工程地质及周边施工环境极为复杂。 2、实施第三方监测的目的和必要性所谓第三方监测就是监测方受业主的委托,以第三方的形式, 对受地下 工程施工影响的周边环境进行监测,独立于施工方和监理方, 其所有

3、结果只 对业主负责,因此可以对施工质量提供客观的数据和证明。引入第三方监测制度,是加强工程质量管理, 防止重大事故发生的有力 措施。它将以最低的费用,来保障业主的经济利益,这主要体现在:(1 它将使业主能完全客观真实地全面把握工程的质量, 掌握工程各主 体部分的关键性指标,确保项目能按照预定的要求完成。(2 作为客观的第三方监测, 其数据和资料往往是处理工程合同纠纷的 重要依据。它可以对土建承包商的施工监测数据进行监督、检验,可以防止 承包商采用虚假的资料和数据隐瞒工程质量真相, 找到工程质量问题的根源 所在,并在业主进行索赔时提供确凿的证据。(3 第三方的观测资料, 可为工程施工科学管理提供

4、得力的帮助。这些 数据,可以以最快的速度反馈现场的工程信息。这些信息不仅仅是原始数据 的累加,而是经过专业判断和整理的结果,并以最便捷的方式按照不同的要 求灵活地显示出来。(4 这种监测资料可以按照某种指标的变化趋势 (如沉降速度 发出预警信息,还可以按照某种指标的变化量 (如沉降量 发出报警信息,既可以对 质量事故做到防患于未然,又可以对各种潜在的问题做到心中有数。 (5 这些监测资料的收集和整理, 还可以作为变更设计和专家进行工程 判断的依据,协助专家解决工程中所遇到的工程难题。3、第三方监测的主要内容和实施方案3.1 使用的规范和标准本方案主要采用的规范和标准有:地下铁道、轻轨交通工程测

5、量规范 GB50308-1999地下铁道工程施工及验收规范 GB50299-1999建筑变形测量规程 JGJ/T8-97全球定位系统城市测量技术规程 CJJ73-97工程测量规范 GB50026-93城市测量规范 CJJ8-99全球定位系统 (GPS铁路测量规程 TB10054-97新建铁路工程测量规范 TB10101-99建筑基坑支护技术规程 JGJ120-99岩土工程试验监测手册 ,林宗元编,辽宁科学技术出版社。 3.2 第三方监测主要工作内容根据当前国内各大城市修建城市地铁进行第三方监测的经验和一 般做法, 第三方监测根据业主的要求可以分为必测项目和选测项目, 必 测项目主要是针对施工影

6、响范围内的建(构筑物、道路等进行形变的 监测,如地表沉降、桥梁形变、房屋基础沉降及结构倾斜等项目;选测 项目可以进一步的进行地层水平位移、 地层分层沉降、地下水位及施工 过程中的 泂 内拱顶下沉、边墙收敛、钢支撑力学状态监测等;其它一些 特殊项目的监测, 如运营环线地铁的洞内结构安全形变监测、 钢轨形变 监测等属于专题的安全监测,应根据设计单位的设计要求进行专题监 测。针对直径线的具体情况,地面建(构物十分复杂,工程位于闹市 区, 对安全的要求非常高, 而进行土建主体结构施工的中隧集团和中铁 十六局集团在地下工程施工方面又具有十分雄厚的实力, 针对施工过程 的施工监测也具有一定的经验, 所以建

7、议对本工程的第三方监测只做必 测项目,选测项目由施工监测进行。主要对施工过程中影响范围内的桥梁、 房屋等建筑进行外观的目测 检查,及时发现开裂、错缝等异常现象,并做日常记录。应列表对测点重合部分的双方观测结果逐一比对, 对差异较大的测 点进行分析,找出原因。并对承包商的监测资料做出评价和结论,对问 题提出指导性的意见。 如发现承包商监测数据不真实,应立即报告业主 工程指挥部。3.3 主要监测实施方案(1 水准基点、 工作基点、 监测点的埋设须严格按照相应规范进行, 以确保监测数据可靠, 并保证其不容易被破坏。 基准点必须埋设在施工 影响范围以外。 监测点要在开工前及时布设, 待点位稳定后立即进

8、行观 测,取三次观测数据的平均值作为初始值。(2 对于暗挖区间隧道和盾构区间隧道, 地表沉降监测测点沿线路 中心线每 2030米设一断面, 13个测点;每 5080米布臵一排断 面测点,每断面 811个测点。(3 建筑物沉降监测点一般布设在 3层以上 (含 3层 的永久建筑物上, 但对于 3层以下的重要建筑物 (如具文物性质的建筑物 也应布设沉降监测 点。沉降测点要布设在建 (构 筑物主体结构的角点、中点和承重墙上。高架桥或立交桥原则上在施工影响范围内的桥墩上布设沉降测点。(4 为了验证施工单位的施工监测, 第三方的地表沉降及建筑物沉降监 测的测点应施工单位的监点尽量保持一致, 第三方监测可以

9、使用施工监测的 测点,并在第一时间进行测点的初读。地铁环境变形监测各类变形的最大变形值的标准按表 1执行。一般当实际变形值达到最大允许变形值的 75%时,应向有关单位发出预 警;当达到最大变形允许值时,应发出报警。因监测对象种类多样,因此警 戒值还应根据实际情况和经验予以确定。 监测控制标准及警戒值列在表 1中: 监测频率可以根据实际需要和参照表 2、表 3、表 4确定。(1暗挖隧道施工段表 2 说明:、 B 为隧道开挖跨度, d 为天;、监控量测测点的初始读数,应在开挖循环节施工后 24h 内, 并在下一循环节施工前取得,其测点距开挖工作面不得大于 2m ;(2盾构法施工段表 3 (3明挖施

10、工段表 4 应当根据实际情况适当改变观测频率。上述监测频率为正常施工情况下的频率, 当出现工程事故或其它因素造 成监测项目变化速率加大, 第三方监测方应根据业主的指示增加监测次数直 至危险或隐患解除为止;当监测项目的累计变化值接近或超过报警值时, 第三方监测方应自行加 密监测次数;当变形曲线趋于平缓时,在有充足的证据证明即可判断变化趋于稳定, 经业主同意后可以停止项目的监测工作。采用精密水准仪和铟钢尺按二级水准测量进行。 在隧道开挖前, 在 地面变形影响范围之外、便于长期保护的稳定位臵,埋设水准点,进行 水准网布设,首次观测时,适当增加测回数,一般取 35次的数据作 为测点的初始读数。监测数据

11、的整理分析反馈的方法和内容通常包括监测资料的采集、 整理、分析、反馈及评判决策等方面。(1 数据采集通过现场监测取得的数据和与之相关的其它资料的搜集、记录等。 本监测项目采用的仪器如水准仪需人工读数、 记录, 然后将实测数据输 入计算机; 全站仪则自动数据采集, 并将量测值自动传输到数据库管理 系统。(2 数据整理每次观测后应立即对原始观测数据进行校核和整理, 包括原始观测 值的检验、物理量的计算、填表制图,异常值的剔除、初步分析和整编 等,并将检验过的数据输入计算机的数据库管理系统。(3 数据分析采用比较法、 作图法和数学、 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

12、对工程的安全状态和应采取的措施进行评估 决策。绘制时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图。 如果位移的变化 随时间 (或距掌子面距离 而渐趋稳定, 说明围岩处于稳定状态, 支护系 统是有效、可靠的。如曲线出现了反弯点,这说明位移出现反常的急骤 增长现象, 表明围岩和支护已呈不稳定状态, 应立即采取相应的工程措 施。在取得足够的数据后, 还应根据散点图的数据分布状况, 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大位移 值,预测结构和建筑物的安全状况。(4 安全预报和反馈为确保监测结果的质量, 加快信息反馈速度, 全部监测数据均由计 算机管理,每次监测必须有监测结果,及

13、时上报监测周报表,并按期向 有关单位提交监测月报, 同时附上相应的测点位移时态曲线图, 对当月 的施工情况进行评价并提出施工建议。(1监测成果分为周报和月报,必要时提交日报。监测工作结束后提 交监测总报告。(2监测报告内容周报、月报内容:施工工况监测工作情况监测成果分析结论及建议测点沉降(变形曲线图监测成果表汇总监测点分布示意图监测总报告内容:工程概况及监测目的监测项目及测点布臵采用的仪器型号、精度及检定资料监测资料的分析处理监测值全时程变化曲线超前预报效果评述监测结果评述为保证量测数据的真实可靠及连续性, 特制定以下各项质量保证措 施:(1 监测组与业主工程部密切配合工作, 及时向业主报告情

14、况和问 题,并提供相关切实、可靠的数据和记录。(2 测点布臵力求合理, 应能反映出施工过程中结构的实际变形和 应力情况及对周围环境的影响程度。(3 测试元件及监测仪器必须是正规厂家的合格产品, 测试元件要 有合格证,监测仪器要定期校核、标定。(4 测点埋设应达到设计要求的质量。 并做到位臵准确, 安全稳固, 设立醒目的保护标志。(5 监测工作由多年从事监测工作及有类似工程监测经验的工程 师负责, 小组其它成员也是有监测工作经历的工程师或测工, 并保证监 测人员的相对固定,保证数据资料的连续性。(6 监测数据及时整理分析,一般情况下,每周报一次,特殊情况 下,每天报送一次。监测报告包括阶段变形值

15、、变形速率、累计值,并 绘制沉降曲线、历时曲线等,作必要的回规分析,及对监测结果进行评 价。(7 检测数据均现场检查、 室内复核后方可上报; 如发现监测数据 异常,应立即复测,并检查监测仪器、方法及计算过程,确认无误后, 立即上报给甲方、监理及单位主管,以便采取措施。(8 各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的测试实施细则。(9 雨季是施工的不利情况, 地下渗水比较严重。 因此雨季在保证 正常的监测频率的情况下, 应加强一些薄弱环节和主要建筑物等项目的 监测频率,同时,应根据监测结果,加强一些不利区域的监测,以保证 整个工程始终处于监控状态。(10 开展相应的 QC 小组活动,及时分析,反馈

16、信息。4 第三方测量4.1 地面控制测量(1 复测地面控制网根据业主提供的工程定位资料和测量标志资料, 对施工单位加密后 的导线网、水准网进行复测。平面控制网采用 I 级全站仪测量,角度观 测 4测回,边长往返各 2测回,圆周角闭合差±4 ,相对点位中误 差±8mm 。水准复测采用精密水准仪和铟钢水准尺,测量等级达到国 家二等。(2 复测近井导线点以最近的导线点为基点, 对施工单位在每个端头井引测的近井导线 点进行复测。近井导线点至少三个,布设成三角形,形成闭合导线网。 至端头井的平面过渡点不可超过两个, 过渡点必须为固定观测平台, 相邻点垂直角±30°

17、,相对点位中误差±10mm 。(3 复测近井水准点以最近的水准点为基点, 对施工单位在每个端头井引测的水准点进 行复测, 测量等级达到国家二等。 每端头井附近至少布设两个埋设稳定 的测点,以便相互校核。地面控制网每年复测维护一次, 近井导线点、 水准点在每次复核竖 井联系测量时复测一次。4.2 竖井联系测量对施工单位的竖井联系测量进行复核。(1 平面坐标传递用陀螺定向法将地面坐标及方向传递到竖井隧道中,见图 1陀螺 法坐标传递示意图 。 用逆转点法测出地面上 CD 和井下 Z1Z2的陀螺方位角。用全站仪做边角测量,测出 l1、 l2、 l3、 l4、 l5、 l6的边长及 1、 2、

18、 5、 6、 7的角度。利用空间三角关系计算 3、 4的角度, 再结合控制点 C 的坐标推算出 Z1、 Z2、 Z3三点的坐标。以 Z1Z2、 Z3Z2起始边作为隧道推进的起始数据。 在整个施工过程中,坐标传递测量至 少进行三次。(2 高程传递用鉴定后的钢尺, 挂重锤 10kg 用两台水准仪在井上下同步观测 (图 2高程传递示意图示 ,将高程传至井下固定点。用 68个视线高, 最大高差差值 2mm ,整个区间施工中,高程传递至少进行三次。 竖井联系测量在隧道开挖前、 开挖 100m 、 每开挖 500m 、 贯通前 150m 4.3 井下控制测量(1 井下平面控制测量以竖井联系测量的井下起始边

19、为支导线的起始边, 沿隧道设计方向 布设导线,直线段导线边长 200m ,曲线段导线边长 100m 布设一点。 导线采用左右角观测,圆周角闭合差 2 。(2 井下水平测量以竖井传递的水准点为基准点,沿隧道直线段每 100m 左右布设一 固定水准点, 曲线段每 50m 左右布设一个。 按国家三等水准测量规范施 测, 相邻测点往返测闭合差 3mm , 全程闭合差 12L mm(L为全程长度, 单位:km 。井下控制测量在施工单位每次导线点、水准点延伸后复测一次。 4.4 贯通测量两竖井间隧道贯通后,联测地上、井下导线网、水准网,并进行平差,为精密铺轨提供具有一定精度和密度的导线点与水准点。隧道贯通后地下导线则由支导线经与另一端基线边联测成为附合 导线,水准导线也变成了附合水准,当闭合差不超过限差规定时,进行 平差计算。 按导线点平差后的坐标值调整线路中线点,改点后再进行中 线点的检测,直线夹角不符值±6 ,