监控量测培训课件

1、2015年5月2日一：监控量测的目的及意义二：监控量测的主要内容三：监测点埋设方法在地铁施工期间对地铁结构工程及施工沿线周围重要的地下、地面建（构）筑物、重要管线、地面道路的变形实施监测，提供及时、可靠的信息用以评定地铁结构工程在施工期间的安全性及施工对周边环境的影响，并对可能发生的危及环境安全的隐患或事故及时、准确的预报，以便及时采取有效措施，避免事故的发生。监控量测的目的监控量测的目的监控量测的意义1、通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报，优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益；2、在施工过程中对前进的开挖工作面附近围岩的岩石性质、状态

2、进行目测，掌握围岩动态，以及围岩的施工力学性能，了解支护结构在不同情况是的受力状态和应力分布，及时改进支护，对围岩稳定性，安全性作出评价来指导现场施工3、验证支护结构型式、支护参数的合理性，对支护结构施工方法的合理性及其安全性作出评价及建议，为确定二次支护时间提供依据4、为修改变更设计、调整施工方法提供科学依据5、有效地避免坍方等工程事故6、为本地区后续的类似工程积累宝贵经验和提供科学资料 为及时提供施工所需的围岩稳定程度和支护结构的状态，以保证施工安全，提高施工效率，拟将施工监测分为必测项目和选侧项目。必测项目是施工中必须做为一道工序，进行的监测项目有：车站主要必测项目有（1）现场巡视：开挖

3、围岩情况和稳定状态，以及已施工地段支护、衬砌安全性。（2）地表沉陷；（3）拱顶下沉；（4）净空收敛；（5）地下水位；（6）底部隆起；（7）地中水平位移；（8）地中分层沉降；（9）地面建筑，地下关系啊及周边构筑物变化；（10）钢管柱应变；（11）桩位移监测；竖井、横通道及暗挖段主要必测项目有（1）洞内开挖后地质情况观察：观察开挖掌子面围岩情况和稳定状态，以及已施工地段洞体支护、衬砌情况和结构安全性；（2）拱顶下沉；（3）水平收敛位移；（4）基底隆起；（5）钢支撑轴力；（选测）（6）地表沉降；（7）地下水位变化；（8）支护结构位移、变形、格栅钢架应力及侧土压力等进行监测；（9）地面建筑物爆破振动；

4、（10）地下管线沉降。序号项目单位备注1土体侧向位移监测孔当变形超过有关标准或场地条件变化较大时应加密测量；当有危险事故征兆时，则进行连续监测；当变化量或累计变化量超警戒值时适当加密；当各项目变形变小，按规范调整观测周期。2桩体变形监测孔3桩顶或坡顶水平位移监测点4地下水位监测孔5支撑内力监测点6桩顶沉降监测点7房屋的沉降监测点8拱顶沉降点选侧项目是根据围岩性质，隧道埋置深开挖方式等条件自行确定的监控量测，作为比侧项目的验证的补充，其包括：（1）围岩压力量测（2）钢架内力量测（3）喷混凝土内力量测（4）二次衬砌内力量测（5）初期支护与二次衬砌间接压力量测（6）锚杆轴力的量测（7）隧底隆起（8）

5、围岩内部位移（9）爆破振动（10）孔隙水压力（11）水量（12）纵向位移。这类量测是必测项目的拓展和补充，对特殊地段、危险地段或有代表性的地段进行量测，以便更深入的掌握围岩稳定状态与支护效果，对未开挖地段提供参考信息，指导未来设计和施工，当然选侧项目安装埋设比较麻烦，测量项目较多、时间长、费用较大，但工程竣工后还可以继续量测。监测重点监测重点除对车站主体基坑进行重点监测外。（1）地铁延边建筑群等；（2）周边地下管线，（3）对区间隧道的拱顶沉降及时观测，结合数据反映实际。序号监测项目位置或监测对象仪器监测精度1地表沉降施工影响范围内地表及路面精密水准仪0.5mm2桩顶水平位移桩顶全站仪1.5mm

6、3桩顶竖向位移桩顶精密水准仪0.3mm4支护结构变形支护结构内测斜仪0.02mm/0.5m5支护结构受力支护结构内或接触面上钢筋计、应变计、土压计0.5(F.s)6支撑轴力、锚杆力中部或端部轴力计或应变计0.5(F.s)7土体分层竖向位移靠近支护结构的周边土体分层沉降仪多点位移计1mm0.1mm8土体侧向变形靠近支护结构的周边土体测斜仪0.02mm/0.5m9洞内位移拱顶和周边水准仪、收敛计0.3mm10坑底隆起基坑底部精密水准仪1mm11建筑物沉降监测需要保护的建（构）筑物精密水准仪0.5mm12孔隙水压力结构周边岩土体孔隙水压计0.5(F.s)13地下水位基坑周边或隧道两侧电子水位计10.

7、0mm14地下管线水平位移管线接头及位移变化敏感处全站仪1.5mm15地下管线竖向位移管线接头及位移变化敏感处精密水准仪0.5mm16裂缝宽度建筑物墙体、基础裂缝观测仪0.1mm分为施工前期、施工期二个阶段。1）施工前期观测3次，取平均值，得出可靠的初始值。2）施工期，在开挖期间为次/1天，主体施工期间为次/1天，特殊情况下次/1天，当监测值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，则进行连续监测。序号项目控制标准预警标准1降水效果设计水位设计水位以下0.5m2桩顶、坡顶水平位移30mm21mm3地面沉降30mm21mm4横撑及临时支撑受力钢材标准强度（考虑压杆稳定）控制

8、标准的2/35钢筋应力钢材标准强度控制标准的2/36混凝土衬砌应力混凝土标准强度控制标准的2/37洞周收敛20mm14mm8拱顶沉降30mm21mm9基坑回弹30mm10mm10建筑物、管线沉降20mm或由产权单位确定14mm11爆破振动速度2cm/s或根据评估报告、产权单位要求1.5cm/s监测项目的报警应采用三级预警管理办法。（1）黄色监测预警：“双控”指标（变化量、变化速率）均超过监控量测控制值的70%，或双控指标之一超过监控量测控制值的85%。（2）橙色监测预警：“双控”指标（变化量、变化速率）均超过监控量测控制值的80%，或双控指标之一超过监控量测控制值。（3）红色监测预警：“双控”

9、指标（变化量、变化速率）均超过监控量测控制值，或实测变化速率出现急剧增长。根据预警响应级别，预警响应组织方、参与方必须积极组织响应，各方职责如下表所示车站量测项目频率车站量测项目频率项目分类序号监测项目监测类型方法或工具报警值监测频率围护结构监测项目1基坑内外情况观察基坑内外情况观察必测必测现场观察及地质描述基坑开挖期间，基坑开挖深度h，h5m，1次/3天，5mh10m，1次/2天，10mh15m，1次/天，h15m，2次/天。基坑开挖完成后17天，1次/天；715天，1次/2天；1530天，1次/3天；30天以后，1次/周；经分析基本稳定后，1次/月2地表沉降测点地表沉降测点必测必测地表桩，

10、精密水准仪累计绝对值达30mm变化速率达24mm/d3地下水位测点地下水位测点必测必测打水位观测孔水位管，地下水位仪基坑底以下1.0m4桩顶水平位移测点桩顶水平位移测点必测必测测斜管，测斜仪累计绝对值达25mm变化速率达23mm/d5桩顶垂直位移桩顶垂直位移必测必测测斜管，测斜仪，水准仪累计绝对值达25mm变化速率达23mm/d6桩深层水平位移桩深层水平位移必测必测测斜管，测斜仪累计绝对值达30mm变化速率达23mm/d7锚索拉力锚索拉力必测必测锚索计设计轴力的70%8围护桩内力宜测钢筋计，电阻应变仪设计内力的70%9基坑回弹基坑回弹必测必测回弹仪，水准仪累计绝对值达25mm10土体分层位移宜

11、测分层沉降仪，频率接收仪11围护桩上侧向压力宜测压力盒，孔隙水压力探头，频率接收仪荷载设计值的70%12立柱结构位移立柱结构位移必测必测水准仪累计绝对值达20mm变化速率达23mm/d周边环境监测项目13邻近建筑物位移邻近建筑物位移必测必测水准仪，测斜仪累计绝对值达1060mm变化速率达13mm/d倾斜度累计值达2/1000mm或倾斜速度连续3d大于0.0001H/d14地下管线沉降测点地下管线沉降测点必测必测精密水准仪累计值达1030mm变化速率达2mm/d差异沉降0.25%Lg15建筑物、地表裂缝建筑物、地表裂缝必测必测游标卡尺建筑物裂缝宽累计值达1.53mm，地表裂缝累计值达1015mm

12、正线量测项目正线量测项目序号必测项目方法及工具控制值允许最大速率控制值检测频率（开挖面至监测点或监测断面的距离）开挖面前方开挖面后方2BL5BL2BL1B1BL2B2B5B1地质及支护观察观察、描述-1次/2d1次/1d（1次2次）/1d1次/1d1次/2d1次/(3d7d)2洞周收敛收敛计10mm2mm/d3拱顶下沉精密水准仪、水准尺、钢尺15mm3mm/d4地表沉降精密水准仪30mm4mm/d5底部隆起精密水准仪、水准尺、钢尺10mm2mm/d6地下水位水位仪-7周边建筑物、管线沉降水准仪、铟钢尺-8周边建筑物、管线裂缝裂缝观察仪-9周边建筑物、管线倾斜全站仪、水准仪、觇牌、铟钢尺-10超

13、前地质预报超前地质预报仪，超前探孔-竖井及横通道竖井及横通道项目项目序号竖井必测项目方法及工具量测频率控制值（mm）允许最大速率控制值（mm/d）1至7天7至15天15至30天30天左右1地层及支护情况观察现场观察及地质描述开挖及支护后立即进行-2地表沉降精密水准仪2次/天1次/天 1次/2天1次/3次3053竖井井壁净空收敛收敛计2次/天1次/天 1次/2天1次/3次305序号横通道必测项目方法及工具115天1630天3190天控制值（mm）允许最大速率控制值（mm/d）1地层及支护情况观察现场观察及地质描述开挖及支护后立即进行-2洞身收敛收敛计2次/天1次/2天2次/周2033拱顶下沉精密

14、水准仪、水准仪、钢尺2次/天1次/2天2次/周3054地表沉降精密水准仪2次/天1次/2天2次/周3055底部隆起精密水准仪、水准仪、钢尺2次/天1次/2天2次/周2036地下水位水位仪1次/天1次/周1次/月-7周边建筑物、管线沉降水准仪、铟钢尺2次/天1次/2天2次/周-8周边建筑物、管线裂缝裂缝观察仪2次/天1次/2天2次/周-9周边建筑物、管线倾斜全站仪、水准仪、覘牌、铟钢尺2次/天1次/2天2次/周-10超前地质预报超前地质预报仪，超前探孔-序号横通道选测项目方法及工具（02）B（25）B大于5B1地层分层沉降地层分层沉降1次/天1次/2天2次/周-2锚杆应力应力计1次/天1次/2天

15、2次/周-3围岩压力压力盒1次/天1次/2天2次/周-4初支格栅应力钢筋应力计1次/天1次/2天2次/周-5爆破震动频率接收仪每次起爆-1支护结构桩（墙）顶水平位移监测支护结构桩（墙）顶水平位移监测在基坑边相对稳定处布设2监测控制点，作为水平位移监测工作基点，同时在基坑施工影响范围外稳定的区域布设2个基准点，用以检核工作基点的稳定性。观测时，首先利用基准点检核工作基点的稳定性，再在工作基点上设站，进行水平位移监测点的观测。1.1工作基点的布设及稳定性检查工作基点的布设及稳定性检查（1）、工作基点的布设方法工作基点采用固定观测墩的方法，在基坑的拐角处（基坑拐角处，变形最小，一般仅为基坑最大变形的

16、1/10左右）建立观测墩。工作基点观测墩现场效果如右图所示：（2）、工作基点稳定性的检查采用前方交会观测法，尽量选择较远的稳固目标作为定向点（如避雷针等），测站点与定向点之间的距离不小于交会边的长度（观测点埋设在适于不同方向观测的位置），交会角度满足30150。1.2 水平位移监测点的布设及观测水平位移监测点的布设及观测（1）、水平位移监测点的布设监测点也采用埋设观测墩的形式,首先在基坑边的支护桩冠顶梁上钻孔，在孔内埋设25钢筋，并浇筑混凝土观测墩，墩顶部埋设强制对中螺栓和棱镜整平钢板。为减少测量误差，缩短设备的架设、对中时间，提高工作效率，根据采用的反射棱镜，定制如下图所示的对中螺栓代替普通

17、的棱镜对中螺栓，该螺栓的顶部加工成半球形，并刻十字丝，可直接把棱镜套在该螺栓上，并可自由转动棱镜。（2）、水平位移监测点的观测采用极坐标法进行观测。以两个已知点为坐标轴，以其中一个点为极点建立极坐标系，测定观测点到极点的距离，测定观测点与极点连线和两个已知点连线的夹角的方法。2支护结构侧向变形、土体侧向变形监测支护结构侧向变形、土体侧向变形监测2.1支护结构侧向变形、土体侧向变形监测孔的布设支护结构侧向变形、土体侧向变形监测孔的布设（1）、侧向变形监测孔的布设位置边长大于40m的按间距40m布点（按四舍五入原则计），小于40m的按1点布置，阳角部位加设1点。（2）、测斜管的埋设方法土体测斜管采

18、用钻孔埋设，围护结构测斜管采用绑扎埋设。A绑扎埋设通过直接绑扎或设置抱箍将测斜管固定在挡墙钢筋笼上，钢筋笼入槽（孔）后，水下浇筑混凝土。测斜管与支护结构的钢筋笼绑扎埋设，绑扎间距不大于1.5米，测斜管与钢筋笼的固定必须十分稳定，以防浇筑混凝土时，测斜管与钢筋笼相脱落。管底与钢筋笼底部持平或略低于钢筋笼底部，顶部达到地面（或导墙顶）。搬扎时应调正方向，使管内的一对测槽垂直于测量面（即平行于位移方向）。保持测斜管的干净、通畅和平直，同时必须注意测斜管的纵向扭转，很小的扭转角度就可能使测斜仪探头被导槽卡住。做好清晰的标示和可靠的保护措施。现场效果如右图：B钻孔埋设钻孔埋设主要用于围护桩、已经完成的情

19、况和土层中钻孔测斜。首先在围护桩上钻孔，钻孔内径110，孔深穿出结构体38m，硬质基底取小值，软质基底取大值。然后将在地面连接好的测斜管放入孔内，管顶高出地面约1050cm。测斜管与钻孔之间的空隙回填细砂或水泥与膨润土拌合的灰浆，回填后通过灌水和间隔一定时间后的检查，在发现回填料有下沉时，进行补充回填。埋设就位的测斜管必须保证有一对凹槽与基坑边缘垂直。盖上顶盖，保持测斜管内部的干净、通畅和平直。做好清晰的标示和可靠的保护措施。2.2 侧向位移的监测侧向位移的监测测斜管在测试前5天装设完毕，在35天内重复测量不少于3次，判明处于稳定状态后，进行测试工作，其步骤如下： 用模拟探头（预通器）检查测斜

20、管导槽； 使测斜仪测读器处于工作状态，将测头导轮插入测斜管导槽内，缓慢地下放至管底，等待一段时间，待探头温度与测斜管内温度一致且读数稳定后开始测试，由管底自下而上沿导槽全长每隔0.5m读一次数据，记录测点深度和读数。测读完毕后，将测头旋转180插入同一对导槽内，以上述方法再测一次，测点深度同第一次相同。 每一深度的正反两读数的绝对值宜相近，发现正反测数据和值过大，应立即重测。 每次测试完毕后，盖回测斜管保护盖，并提醒施工单位注意测斜管的保护。3钢支撑轴力监测钢支撑轴力监测在采用爆破或钻凿钢筋混凝土支撑、拆撑、换撑及基坑周边承载力急剧变化时刻和恶劣天气（如暴雨）情况下，应加强支撑轴力监测，实时进

21、行数据采集，分析其变化规律，以便及时发现隐患。3.1 监测仪器设备监测仪器设备采用端头轴力计（又称反力计）进行测试；3.2 设备的安装设备的安装1、安装方法安装前，对轴力计进行标定；采用专用的轴力架安装架固定轴力计，安装架的一面与支护桩（墙）上的支撑牛腿（即钢支撑端头）连接牢固，安装架与牛腿上的钢板通过焊接方式连接，中间加一块25025025mm的加强钢垫板，以扩大轴力计受力面积，防止轴力计受力后陷入钢板影响测试结果。轴力计和钢支撑轴线在一条直线上，各接触面平整，确保钢支撑受力状态通过轴力计（反力计）正常传递到支护结构上。焊接冷却后，将轴力计推入安装架圆形钢筒内，并用螺丝（M10）把轴力计固定

22、在安装架上。将导线电缆接到观测台，进行安装保护和做好标识。3.3轴力的监测轴力的监测1、在支撑受轴力前进行初始频率的测量；在基坑开挖前测试23次稳定值，取平均值作为计算应力变化的初始值。2、测试过程中，发现设备的测试值不稳定或无法读数，应及时分析原因并采取补救措施。4桩体内力（钢筋应力）监测桩体内力（钢筋应力）监测4.1 监测设备监测设备采用钢筋应力计。4.2 监测点布设与设备安装监测点布设与设备安装在桩体的内外层钢筋中成对布设。根据桩体长度，每隔2米左右串联焊接一个钢筋计。把一根钢筋的端头插入传感器的预留孔中，再把另一根钢筋端头插入传感器的另一端预留孔中，沿传感器的端头焊接均匀，焊接时采用冷

23、却措施，以防温度过高损坏电磁线圈和改变钢弦性能。将拟监测的钢筋截断；在钢筋计的两端拧上连接杆；将连接杆和已断开的钢筋分别焊在一起，使钢筋计和钢筋成为一个整体；将钢筋计上的电缆线接出来，以便读数；焊接后在钢筋计上涂上沥青，包上麻布，以便与水泥浆或混凝土脱开。做好钢筋计传感器部分和信号线的防水处理；信号线采用金属屏蔽式；安装好后，浇筑混凝土前测一次初值，基坑开挖前再测一次初期值。钢筋计导线编号与钢筋计一一对应，一定要注意导线的保护，避免被施工所破坏。5沉降监测沉降监测5.1 沉降观测基准点、工作点及观测点的布设沉降观测基准点、工作点及观测点的布设（1）、基准点位置的选择基准点布设在3倍的基坑深度以

24、外的稳定区域。（2）、监测点的布设围护结构桩顶沉降监测点布设：边长大于15m的按间距15m布点（按四舍五入原则计），小于15m的按1点布置，阳角部位加设1点。地表沉降监测点布设：沿基坑方向，对可能受影响的地表、路面布设沉降监测点，边长大于20m的按间距20m布点（按四舍五入原则计），小于20m的按1点布置，阳角部位加设1点。周边建（构）筑物沉降观测点：埋设在建（构）筑物四角的结构柱、建筑物基础分界点（基础沉降缝），同一建筑物上两沉降测点间距不大于20m，每座建筑物至少3点。5.2 沉降观测点的点位的制作及安装沉降观测点的点位的制作及安装1、围护结构桩顶沉降监测点利用位移监测点。 2、路面沉降监

25、测点先用空心钻在地表钻孔，然后插入沉降测点，测点采用2030mm，长8001000mm半圆头钢筋制成。为减小路面结构对观测效果的影响，沉降点埋设在土层内，由套管保护至地面，套管四周用水泥砂浆填实固牢。3、周边建（构）筑物沉降监测点点位的制作除了要满足精度的要求之外，还要做到不影响建筑物的外观，不影响车辆或行人的交通。采用在结构上钻孔后埋设“L”型点位标志的方法；测点采用20不锈钢制作，测点端头加工成半球形，先用冲击钻在墙柱上成孔，在孔中装入20不锈钢测点，然后在孔内灌注云石胶及其凝固剂进行固定（测点固定部位做成螺纹）。样式右如图所示：考虑到部分高级建筑物（如星级宾馆）外观美的需要，在该建筑物布

26、设沉降监测点时采用隐蔽式。 沉降监测点埋设时注意避开如雨水管、窗台线、电器开关等有碍设标与观测的障碍物，并视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离。测点埋设完毕后，在其端头的立尺部位涂上防腐剂。5.3 沉降观测方法及精度沉降观测方法及精度沉降观测时，按如下步骤进行：水准控制点采用闭合水准路线或附合水准路线进行往返测，取两次观测高差中数进行平差。各站观测的测站观测顺序：往测奇数站：后、前、前、后往测偶数站：前、后、后、前返测时，奇、偶测站观测顺序分别与往测的偶、奇测站相同。6周边建筑物（构筑物）倾斜监测周边建筑物（构筑物）倾斜监测6.1 倾斜监测的目的及对象倾斜监测的目的及对象倾斜监测的对象为地铁

27、施工可能引发的不均匀沉降区域的建（构）筑物（由沉降监测数据来决定是否增加倾斜观测）。6.2 倾斜监测的监测方法倾斜监测的监测方法倾斜监测以经纬仪投点方法为主，当这种方法由于受到场地的限制而不能实施时，因地制宜地采用其它备用方法。（1）、经纬仪投点法1）观测仪器及作业方法投点法采用测角精度2 以上的经纬仪，在两个基本垂直的方向上进行投点作业。分别测出两个方向上的偏移量，然后用矢量相加的方法即可得到整个建筑物的偏移值。进行倾斜观测时，在工作点上安置经纬仪，对中整平之后，应检查竖轴的垂直情况。仪器安置就绪后，在底部观测点处安放水平读数尺，调整水平读数尺使尺面与经纬仪视线垂直，然后用正倒镜法将上部观测

28、点投影到水平尺上，量出投影位置相对于底部观测点的偏移量。同样的方法可量出另一垂直方向上同等高度观测点的水平偏移量，按矢量相加的方法可求得整个建筑物的偏移值。如受现场条件限制，无法保证两个方向上的观测点位于同一高度上，可先求出各方向上的倾斜率，再换算成相同高度上的水平位移值，然后进行矢量相加。2）误差分析经纬仪投点的误差来源主要有：竖轴倾斜误差、瞄准误差和两投影方向不垂直的误差。（视准轴不垂直于横轴的2C差、横轴不垂直于竖轴的误差可用正倒镜法减小或消除）。（2）、测水平角法1）、观测仪器及作业方法在开挖影响范围之外，距建筑物距离大于1.5倍建筑物高的地段设立工作基点，并选定一后视方向作为零方向（亦可选定底部观测点做为后视），直接观测顶部观测点与底部观测点之间的水平夹角