自动化监测案例

1、3.2 监护等级综合委托单位提供的资料、地铁车站、隧道等与上部结构施工区域的距离关系及地铁监护单位对施工监测的要求，综合确定本工程监护等级为特级。1.1. 3.3 监测方案的编制依据3.3.1 相关规范规程（1）城市轨道交通工程测量规范（GB50308-2008）（2）建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）（3）国家一、二等水准测量规范（GB/T 12897-2006）（4）工程测量规范（GB50026-2007）（5）基坑工程施工监测规程（DG/TJ08-2001-2006）（6）地面沉降监测与防治技术规程（DG/TJ08-2051-2008）（7）上海地铁基坑工程施工规程（S

2、Z-08-2000）（8）上海市轨道交通管理条例（上海市人民政府）3.3.2 甲方提供资料（1）上海轨道交通维护保障中心监护分公司轨道交通安全保护区作业项目施工委托监护登记表。3.4 监测方案的编制原则根据地铁监护单位要求，结合本工程的具体情况，本监测方案的编制遵循原则如下：（1）设置的监测内容全面反映工程施工中地铁车站/隧道等结构的特征变化；（2）设置的监测点能反映所监测内容中各要素的特征变化；（3）采取的监测方法、监测仪器得当，符合现行技术规范、规程及有关文件的规定和要求，能及时、准确地提供数据，满足信息化施工的要求。2 四、监测方法技术2.1. 4.1 监测内容与监测范围4.1.1 监测

3、内容为了及时收集、反馈和分析地铁设施在本工程施工中的变形信息，实现信息化施工，确保地铁设施的绝对安全。综合委托单位提供的资料，地铁车站、隧道等与上部结构施工区域的相互关系及地铁监护单位对施工监测的要求，综合确定本工程监测设置以下几方面内容：（一）轨道交通主体结构监测（1）上、下行线车站及隧道垂直位移监测：监测车站主体及隧道受施工影响的垂直位移变化情况；（2）上、下行线车站及隧道结构平面位移监测：监测车站及隧道受施工影响的平面位移变化情况；（3）上行线车站结构平面位移自动化监测：监测车站上行线受施工影响的平面位移变化情况；（4）上、下行线隧道结构收敛变形监测：监测圆形隧道受施工影响的收敛变形情况

4、。（二）轨道交通附属结构监测（1）南京东路站附属风井及冷却塔监测：监测基坑西侧紧邻的两个附属风井及两个附属冷却塔的垂直位移及平面位移变化情况；（2）南京东路站附属7#出入口监测：监测基坑西侧紧邻的7#出入口的垂直位移及平面位移变化情况。（三）轨道交通结构收敛监测上行线车站结构收敛自动化监测：上行线隧道受施工影响的收敛变化情况。4.1.2 监测范围根据我院多年类似工程经验并结合本工程基坑开挖深度较深且距离地铁主体结构较近等特点，综合确定本项目监测范围为：垂直位移监测范围为基坑投影范围+两侧6倍基坑开挖深度（开挖深度按最深26米）。平面位移监测范围为基坑投影范围+两侧3倍基坑开挖深度（开挖深度按最

5、深26米）。2.2. 4.2 控制网的布设4.2.1高程控制网的布设4.2.1.1资料、成果的利用路站附近远离施工影响范围外埋设一基本水准点为本工程监测沉降控制提供起算基准。4.2.1.2高程基准本工程水准测量采用吴淞高程系统。4.2.1.3监测高程控制网的建立按照基坑工程施工监测规程（DG/TJ08-2001-2006）以及其它相关技术规范的要求，布设本工程监测专用高程控制网，以确保所布设的高程控制网满足本工程监测的要求。4.2.1.4监测高程控制网的测量按照相关技术规范的要求，埋设控制点的标志牌，进行检测高程控制网的定期联测，并与长期沉降用水准点进行联测，为垂直位移监测提供依据。（1）检测

6、采用的仪器设备高程控制点检测时采用美国天宝公司生产的精密水准测量仪器DiNi12电子水准仪和与之配套的条码水准尺进行测量。该仪器每千米水准测量高差中数偶然中误差±0.3mm。（2）作业步骤水准路线确认 监测点埋设 二等野外观测 外业计算 平差计算 资料整理 提交成果资料 质检验收 成果资料归档。（3）方法和精度要求高程控制点的检测测量，将严格按照基坑工程施工监测规程（DG/TJ08-2001-2006）中对垂直位移监测网的技术指标及技术要求进行。观测顺序。往测时奇数站为：后-前-前-后；偶数站为：前-后-后-前。返测时奇数站为：前-后-后-前；偶数站为：后-前-前-后。每一测段的测站

7、数均为偶数。往返测安排在不同的时间段进行；由往测转向返测时，互换前后尺再进行观测；晴天观测时应给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。（具体观测线路见附图6）垂直位移监测网的主要技术要求见表4-1、4-2。 表4-1 垂直位移监测网水准测量技术指标（mm） 监测网等级测站高差中误差往返较差、符合差、闭合差检测已测测段高差之差适用范围一级0.150.30.45一级基坑工程监测二级0.51.01.5二级或三级基坑工程监测三级1.53.04.5与城市水准点联测注：表中N为测站数。表4-2 垂直位移监测网观测主要技术要求（mm） 监测网等级视线长度（m）前后视较差（m）

8、前后视累计较差（m）视线离地面高度（m）基辅分划读数差（mm）基辅分划高差之差（mm）一级300.71.00.30.30.5二级502.03.00.20.50.7三级755.08.0三丝能读数2.03.0注：当采用数字水准仪观测时，视线高度不应低于0.7m。同一尺面的两次读数差，不设限差，两次读数所测高差的差，执行基辅分划所测高差之差的限差。（4）路线水准测量路线水准测量采用DiNi12电子水准仪和与之配套的条码水准尺进行测量。该仪器每千米水准测量高差中数偶然中误差±0.3mm。水准测量时严格按照表4-1、表4-2中对测量的要求进行。定期进行对控制网进行检查测量（如一月一次），当基准

9、点前后两次标高超过+1.0mm，即以新高程值为起算高程；对仪器进行定期检查（如一月一次），i角不大于6秒，保证水准测量资料可靠性。（5）高程控制网的平差计算地面高程控制点检测水准路线，在对外业观测数据进行全面核对无误后，采用平差软件进行严密平差处理。平差时应注意各项精度指标是否符合二等水准测量的精度要求，对不符合要求的成果，应在分析后进行补测或重测。数据处理时根据各测段往返观测的高差，按规定进行各项改正，计算往返观测高差闭合差、每公里水准测量偶然中误差，最后根据闭合差调整后的高差推算各高程控制点的高程。4.2.2平面控制网的布设4.2.2.1水平位移监测网布设结合本工程特点，在地面及下行线隧道

10、各布设1条水平位移监测网。4.2.2.2水平位移监测网观测（1）仪器设备采用TCRA1201全站仪进行角度和距离测量。（2）监测网观测按基坑工程施工监测规程（DG/TJ08-2001-2006）第6.2条对水平位移监测网的要求布设平面控制网，水平位移监测网观测技术要求如表4-3：表4-3 水平位移监测网观测主要技术要求监测网等级平均边长（m）测角中误差（）测距中误差（mm）最弱边边长相对中误差一级2001.01.01:200000二级3001.53.01:1000002.3. 4.3 监测点布置原则本工程监测点布设原则见表4-4。表4-4 监测点布设原则表4.4 监测点的埋设及施工监测方法4.

11、4.1 上、下行线车站及隧道结构垂直位移监测点位布置：在靠近基坑一侧的上行线道床上布设42个监测点，编号SCJ1SCJ42；在下行线道床上布设42个监测点，编号XCJ1XCJ42。埋设：上、下行线道床垂直位移监测点在轨道道床上用电锤钻孔，埋进顶面为半圆形的不锈钢测量标志并用快干水泥固定或利用长期沉降监测点。测量仪器：沉降监测采用天宝DINI-12型电子水准仪及配套的线条式铟钢尺，读数精度0.01mm。 测量方法：每次观测均以埋设于南京东路站内的基本水准点作为起测点，在上、下行线隧道各布设一条二等水准闭合路线，以各线路水准点为依据直接进行各监测点的水准测量。单点相邻两次的高程变化为本次垂直变化量

12、，与初测高程的变化为累计垂直变化量。4.4.2 上、下行线车站及隧道结构平面位移监测点位布置：在靠近基坑一侧上行线车站及隧道内布设34个监测点，编号SWY1SWY34;在下行线车站及隧道内布设34个监测点，编号XWY1XWY34。埋设：在隧道管壁或车站墙体上安装平面监测点支架，如图4-1。支架下半部为2个安装预留孔，用膨胀螺丝可以将支架固定于隧道管壁或墙体上。支架上半部分为棱镜接头，圆棱镜可以直接套入支架上部的接头并锁紧，进行测量，见图4-2。棱镜接头安装部 图4-1 平面监测点支架 图4-2 棱镜套入接头后进行测量测量仪器：平面位移监测采用Leica TCRA1201型多功能全站仪，测角精度

13、1”,测距精度1+1.5ppm。测量方法：测量时，将测站置于适当部位，保证能与设置的平面监测点通视，每次测量时测站固定，如图4-3所示。同时在远离监测区域处设置2个后视点，用于设站定向以及测站稳定性的检查。当设站定向以及后视检核完成后，测量各个平面位移监测点的平面坐标，并将坐标转换到以平行于隧道方向为y轴，垂至于隧道方向为x轴的坐标系 xoy中。单点相邻两次测量的x坐标变化为本次平面位移变化量，与初测x坐标的变化为累计平面位移变化量。4.4.3 上行线车站结构平面位移自动化监测点位布置：在靠近基坑一侧上行线车站内布设11组监测点，墙体上下各布设1个，编号ASWY1ASWY11; 埋设：将监测用

14、小棱镜(见图4-3)用膨胀螺栓固定在车站上行线墙体上，每个断面上下各1个。专门制作支架，将全站仪固定在端头井与圆形隧道的共用墙体上，见图4-4。 图4-3 专用监测棱镜 图4-4 自动化监测测站位置测量仪器：自动化平面位移监测采用Leica TCA1800型多功能全站仪，测角精度1”,测距精度1+1ppm。测量方法：测量时，全站仪固定在墙体上，保证能与设置的平面监测点通视，所有监测点将采用全站仪的自动目标照准功能，进行全自动测量。同时在远离监测区域处设置2个后视点，用于设站定向以及测站稳定性的检查。当设站定向以及后视检核完成后，测量各个平面位移监测点的平面坐标，并将坐标转换到以平行于隧道方向为

15、y轴，垂至于隧道方向为x轴的坐标系 xoy中。单点相邻两次测量的x坐标变化为本次平面位移变化量，与初测x坐标的变化为累计平面位移变化量。所有监测数据通过无线网络传送到办公室，实现实时监测。4.4.4 上、下行线隧道结构收敛变形监测点位布置：在靠近基坑一侧的上行线隧道结构上布设9组监测点，编号SSL1SSL9;在下行线隧道结构上布设9组监测点，编号XSL1XSL9。埋设：图4-5 监测点位分布图A-A布设：在隧道左右两侧中心位置沿腰部接缝上沿（隧道标准块与邻接块接缝上沿）画“+”字标记确定A和A位置，并粘贴反射片。图4-6 工字构件尺寸B-B布设：标准部分的地铁圆形隧道的每环隧道管片由6块管片拼

16、装而成。其中，接缝宽度约为1cm。按圆形隧道拼装理论计算，自腰部接缝下沿（隧道标准块与邻接块接缝下沿）量弦长0.803m， 端点即为圆形隧道水平向直径之端点。因此，测量圆形隧道直径的关键在于确定所测直径两端点的位置，按上述方法，参照隧道腰部拼装缝位置，可以比较准确得确定直径端点位置。测量时，为方便实施，采用有机玻璃材质加工专用工字构件，其具体尺寸见右图4-6。实际施工过程中，将构件上边沿与隧道腰部接缝对齐，构件紧贴隧道内壁，则下边沿即为隧道直径所在直线。定线后，用油性笔画出直线，再在隧道左右两侧中心位置画“+”字标记确定隧道直径的两个端点（B和B）并粘贴全站仪反射贴片。测量仪器：收敛监测采用瑞

17、士徕卡TCRA1201型全站仪。测量方法：每次测量时将全站仪安置在仪器置站点上，准确对中、整平后测定两反射贴片在同一座标系中的坐标，通过坐标反算得到两直径端点的直线距离。将各次直径测量值与原始值进行比较，可以得到隧道的直径收敛变形情况。4.4.5 风井、冷却塔监测点位布置：在靠近基坑的2个风井上各布设4个垂直位移监测点，编号FJ1FJ8；在基坑的2个风井上各布设2个平面位移监测点，编号FY1FY4。在靠近基坑的2个冷却塔上各布设4个垂直位移监测点，编号LJ1LJ8；在基坑的2个冷却塔上各布设2个平面位移监测点，编号LY1LY4。埋设：在风井和冷却塔建筑物墙面上用电锤钻孔，埋进“L”型的不锈钢支

18、架并用快干水泥固定（同隧道平面位移监测点）。测量仪器：沉降监测采用天宝DINI-12型电子水准仪及配套的线条式铟钢尺，读数精度0.01mm；平面位移监测采用Leica TCRA1201型多功能全站仪，测角精度1”,测距精度1+1.5ppm。测量方法：每次观测均以埋设于地面上的基本水准点作为起测点，在地面上布设一条二等水准闭合路线，以各线路水准点为依据直接进行各监测点的水准测量。单点相邻两次的高程变化为本次垂直变化量，与初测高程的变化为累计垂直变化量；平面位移监测方法同隧道平面位移监测点。4.4.6 出入口监测点位布置：在7号出入口靠基坑一侧布设10个垂直监测点，编号C1C10；在7号出入口内侧

19、墙体上布设4个平面位移监测点，编号CY1CY4。埋设：出入口地面上黏贴测量标记或用小道钉埋设。测量仪器：沉降监测采用天宝DINI-12型电子水准仪及配套的线条式铟钢尺，读数精度0.01mm；平面位移监测采用Leica TCRA1201型多功能全站仪，测角精度1”，测距精度1+1.5ppm。测量方法：每次观测均以埋设于地面上的基本水准点作为起测点，在1、3号出入口内布设一条二等水准闭合路线，以各线路水准点为依据直接进行各监测点的水准测量。单点相邻两次的高程变化为本次垂直变化量，与初测高程的变化为累计垂直变化量。4.4.7 隧道结构自动化收敛监测点位布置：在2号线隧道内基坑投影范围内布设15个自动

20、化收敛监测点，编号ASSL1ASSL15； 埋设：在2号线区间隧道大致小直径位置A点上安装自动化测距仪支架，并将自动化测距仪固定在支架上，使支架保持水平，见图4-74-9。图4-7 自动测距仪安装断面图 图4-8 自动测距仪安装图1 图4-9 自动测距仪安装图2测量仪器：采用激光测距传感器 GLS-B系列，测程0.05-200米，支持串行接口（RS232或RS485或RS422），工业防护等级IP65，测量精度1.0mm。测量方法： 将测距仪固定在隧道一端后，直接用测距仪测量过该点的圆形断面的弦AA(见图4-7)。每次测量的距离与初始距离的差值为收敛累计变化量，两次测量的距离之差为收敛本次变化

21、量。2.4. 4.5 监测点统计监测点汇总见表4-6。表4-6监测点数量汇总表3 五、监测精度及所采取的技术措施3.1. 5.1 监测精度 （1）水准测量每站观测高差中误差M0£± 0.3mm （2）水准闭合（附合）路线，闭合（附合）差 fw£± 0.3 （N为测站数） （3）垂直变形监测精度（最弱点观测高程中误差） m弱£ ±0.5mm（4）水平位移监测精度：变形点的点位中误差£ ±3.0mm坐标较差或两次测量较差£ ±4.0mm（5）收敛监测精度：测量中误差£ ±0.5m

22、m（6）自动化收敛监测精度：测量中误差£ ±1.0mm3.2. 5.2 技术措施 （1）为了确保各项监测项目的精度，投产的仪器必须按规定内容检查标定其主要技术指标，仪器检查合格后方能使用，并做记录归档。遇特殊情况（如受震、受损） 随时检查、标定。不合格仪器坚决不能投产使用。（2）每月进行一次质量检查，连续两次观测结果进行对比，检查结果垂直位移检查高程与观测高程差值不超过±1.0mm。每月对沉降监测基准点进行联测，联测高程差值不超过±1.0mm，若超限则已新高程起算。每季度进行一次维护保养、仪器保养。 （3）水准测量采用闭合或附合路线观测方法。 （4）尽量

23、做到测量定人，定仪器；观测数据不得随意涂改，测量数据有疑问时，应做到反复观测寻找问题原因。（5）对布设的监测点明确标识，并向有关单位提出保护要求。每次检查监测点的稳定性和可靠性，当发现监测点被破坏或不稳定时，及时补充布点，若条件不允许时，立即向业主说明。 （6）各监测项目变形量或测量值接近或到达报警值时，应及时发出预警报告或报警，并提请业主及有关单位注意。（7）每月至少一次质量抽查，抽查比例为当月总工作量的3%5%。3.3. 5.3 监测报警值根据地铁监护单位的要求，并结合我院众多类似工程经验，以不得影响地铁2号线隧道结构安全正常使用的原则，我院提出建议警戒值。六、监测仪器设备及监测数据管理3

24、.4. 6.1 监测仪器组成为了确保可靠的工作质量，投入先进的测量仪器设备，所有的仪器在施测前均经过检校，符合规范的要求。仪器配备及其精度详见表6-1。表6-1 仪器设备清单仪 器 名 称型 号数 量备 注全站仪（图6-1）Leica TCRA12011台套测角：1.0"测距：1mm±1.5ppm全站仪（图6-2）Leica TCA18001台套测角：1.0"测距：1mm±1ppm水准仪（图6-3）DiNi 121台套读数：0.01mm,精度：± 0.3mm及km自动化测距仪GLS-B15台套读数：1.0mm,精度：± 1.0mm温度

25、计1与全站仪配套使用气压计THOMMEN1数码相机NIKON1台通讯设备对讲机2台及组电脑DELL2台网络通讯宽带上网图6-1TCRA1201全站仪 图6-2 TCA1800全站仪图6-3 DiNi 12水准仪 图6-4 GLS-B测距仪3.5. 6.2 监测数据分析和管理本工程所有监测数据将通过综合监测信息系统进行数据分析和管理。该系统主要由C及S版作业客户端、Web版浏览客户端和中央主数据库3大部分组成，图6-5为本系统结构图。其中C及S版作业客户端主要负责采集和输入人工或自动化监测数据、报表、工况等监测内容，并定时的将存于本地数据库中的监测数据通过网络传回中央主数据库中，C及S作业客户端

26、也可通过局域网的方式进行数据的访问。而Web版浏览客户端则是通过Internet网络和IE浏览器来查询存储于中央主数据库中的监测数据。图6-5 综合监测信息系统结构图用户通过互联网采用IE浏览器对数据进行远程查询，其主界面见图6-6。系统主要可以查询监测工地的监测数据、工况、报表、监测的工作量情况等，见图6-7。图6-6 综合监测信息系统（WEB版）主界面图6-7 综合监测信息系统（WEB版）项目界面相关说明（1）本项目的相关人员将只能浏览本项目的监测数据。 （2）本项目的相关人员可通过互联网随时随地浏览本项目的监测数据。4 七、施工及组织安排4.1. 7.1 监测频率表7-1监测频率表施工状况监测频率施工前至少测2次初值围护桩施工2次/周开挖底板完成2次/周底板完成结构±0.001次/2周结构±0.00结构封顶1次/月注：1，监测频率可根据数据变化情况作调整；2，当测量数据报警或有突变时应加密测试频率。（2）安全工作十分重要，我院监测工作人员必须严格遵守地铁运营公司及我院内部制订的每项工作制度和安全