通州运河核心区侨商中心Ⅲ-10用地项目第三方监测方案-合同附件

1、 通州运河核心区侨商中心-10地块多功能用地项目第三方监测方案 方案编写人 审 核 人 审 定 人 2014年7月11日 通州运河核心区侨商中心-10地块多功能用地项目第三方监测方案 目 录1概述11.1工程概况11.2工程地质、水文地质条件11.2.1工程地质条件11.2.2水文地质条件31.3基坑支护设计31.4本工程第三方监测重难点72 第三方监测设计依据73安全风险监测的目的和要求83.1监测目的83.2监测要求83.3编制原则84 现场监测项目及要求94.1 现场监测范围94.2监测对象、项目及布点原则94.3监测频率及周期94.4监测精度技术要求114.5控制标准115准备工作和监

2、测流程125.1前期准备工作125.2现场监测工作流程图136监测实施156.1地铁结构、轨道结构（道床）竖向位移156.1.1基准点及控制网布设156.1.2监测点的埋设方法：166.1.3观测技术方法及精度控制176.1.4观测数据分析及成果表述176.2水平位移监测186.2.1监测控制网的布设原则186.2.2水平位移监测点的埋设方法196.2.3监测技术方法及精度控制206.2.4观测数据分析及成果表述216.3轨道静态几何形位监测226.3.1测点的布设原则226.3.2观测方法及数据分析226.4无缝线路钢轨位移监测236.4.1基准点及监测点布置236.4.2测点埋设及技术要求

3、236.4.3监测方法及数据采集236.4.4数据处理及分析246.5深层水平位移监测246.5.1本工程深层水平位移监测点布点说明246.5.2监测技术要求及方法246.5.3测斜管埋设256.5.4监测数据分析及成果表述266.5.5我公司相关专利276.6锚杆轴力监测286.6.1锚杆测力计的安设方法286.6.2锚杆测力计安设技术要求286.6.3锚杆拉力监测技术方法296.7基坑周边地表、管线沉降监测306.7.1监测点的布设原则及说明306.7.2路面测点的埋设技术要求316.7.3管线测点的埋设技术要求316.7.4沉降监测方法与数据处理326.8北关隧道沉降监测326.8.1监

4、测点的埋设方法：326.8.2沉降监测方法与数据处理336.9现场监测工作量337 现场巡视方案347.1执行的工作要求347.1.1现场巡视内容347.1.2现场巡视频率357.1.3现场巡视预警标准357.2现场巡视工作的开展397.2.1前期准备工作397.2.2地铁既有线现场巡视397.2.3工程结构自身现场巡视397.3 现场巡视资料408风险预警、咨询、管理428.1预警机制428.2风险预警管理和处置438.2.1风险预警的管理控制措施438.2.2风险信息处理的管理措施438.2.3预警信息的跟踪、反馈和处理438.3工程风险咨询服务与管理448.3.1风险评估及预警建议448

5、.3.2监控跟踪和风险控制的咨询意见448.3.3风险信息反馈458.4配合安全风险事故的调查和处理459.监测信息的处理与报送469.1现场监测和巡视成果469.2监测单位监测成果报告的内容及形式469.2.1日报469.2.2预警快报479.2.3周报479.2.4最终成果报告489.3 监测信息的报送499.3.1监测信息的报送形式499.3.2 监测信息的报送对象499.3.3监测信息报送流程4910.施工组织5110.1 项目管理组织机构5110.2关键岗位职责5111.拟投入设备仪器5312.监测应急预案5412.1应急工作原则5512.2应急准备工作5512.3建立有效的应急组织

6、机构、报送程序5612.4应急响应5613附图57基坑监测点平面布置图57571概述1.1工程概况拟建场区位于北京市通州区运河核心区，东临北关大道，西邻新华东路，北邻通燕高速，通州北环环遂贯穿本项目各地块之间。涉及北京市地形图（1:500）图幅号6253（4）。场地具体位置参见图1-1“拟建场区城市地理位置示意图”。本工程场区内地形有一定起伏，北侧临近通燕辅路，自然地面较高，由西向东标高约为24.8m22.0m，向南标高逐渐降低，自然地面平均标高约为22.50m。根据建设单位提供的相关资料（2014年6月6日）： 10地块0.00=24.20m，槽底绝对标高为8.20m。 拟建场地图1-1 拟

7、建场区城市地理位置示意图1.2工程地质、水文地质条件1.2.1工程地质条件地层岩性概述根据对现场钻探、原位测试与室内土工试验成果的综合分析，将本次岩土工程勘察的勘探深度范围内（最深70.00m）的地层，按成因类型、沉积年代可划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层3大类，并按其岩性及工程特性进一步划分为11个大层及亚层，现分述如下：表层为人工堆积之一般厚度为1.80m7.70m的粘质粉土填土、粉质粘土填土层及房渣土1层。人工堆积层以下为新近沉积层：标高13.99m21.14m以下为砂质粉土、粘质粉土层，粉质粘土、粘质粉土1层，粘土、重粉质粘土2层及细砂3层；新近沉积层以下为第四纪沉积层：标高

8、11.10m13.62m以下为细砂、粉砂层及粉质粘土1层；标高8.14m9.26m以下为重粉质粘土、粘土层，粉质粘土、粘质粉土1层，圆砾2层及中砂、细砂3层；标高-1.96m-0.56m以下为细砂层；标高-6.00m-2.73m以下为有机质粘土、有机质重粉质粘土层，粉质粘土、粘质粉土1层及粘质粉土、砂质粉土2层；标高-8.4m-6.15m以下为细砂、中砂层；标高-21.46-15.35m以下为粘土、重粉质粘土层，粉质粘土、重粉质粘土1层，粘质粉土、砂质粉土2层。标高-23.36-18.33m以下为细砂、中砂层；标高-35.76m-32.60m以下为粘土、重粉质粘土层，粉质粘土1层，砂质粉土2层

9、及细砂3层；标高-41.20m-41.13m以下为细砂、中砂层。有关上述地层的空间分布情况、特征综述和室内土工试验与原位测试指标的综合统计结果，详见“工程地质剖面图”、“地层岩性及土的物理力学性质综合统计表”及“地层岩性及土的回弹在压缩试验成果综合统计表”。图1-2 拟建场区地质剖面图1.2.2水文地质条件1. 勘探期间地下水水位实测结果本次岩土工程勘察期间在10地块30.00m勘探深度范围内实测到3层地下水，各层地下水类型及实测水位参见下表：表1 地下水情况一览表 序号地下水类型2014年2月上旬量测静止水位埋深（m）静止水位标高（m）1潜水4.60m17.60m2层间潜水14.8016.3

10、0m4.80m6.14m3潜水（有承压性）18.50m23.70m-1.50m3.40m2. 历年高水位调查拟建场区无1959年最高地下水位观测资料。根据“北京市浅层地下水长期观测网”资料及我公司掌握的地下水资料，自1955年以来最高地下水位标高接近自然地面，近35年最高地下水位标高为19.00m（不包含上层滞水）。1.3基坑支护设计根据设计条件和周边环境的不同，拟建项目共划分为20余个大支护段如图1-1支护平面布置图。代表性支护剖面如图1-3至1-7所示。图1-3 支护平面布置图图1-4 10d-10d剖面图1-5 10e-10e剖面图1-6 10f-10f剖面图1-7 10g-10g剖面1

11、.4本工程第三方监测重难点本项目监测重难点为东侧地铁，其结构复杂，地铁线路经过施工、运营阶段，对该地铁监测实施带来了一定挑战。本地铁监测实施应关注以下几点：(1)复杂的监测环境对监测实施带来的挑战；(2)现场作业空间有限，周边环境及施工工序干扰多，限制监测技术的应用；(3) 监测后期，地铁处于运营阶段，现场作业时间有限；(4)工作基点及监测点埋设环境复杂，不易进行现场埋设；综上，鉴于本项目周边监测环境的复杂性，我方特建立经验丰富的监测管理团队和正确的第三方监测理念，全面推进监测与巡视的高效结合，详细策划并深入分析，确保本项目工程安全风险监测工作的有效开展和顺利实施。2 第三方监测设计依据(1)

12、基坑支护设计图纸及相关的结构设计资料；通州运河核心区 -03、-07、-010用地项目岩土工程勘察报告（勘察编号： 2013-1018等），北京京岩工程有限公司，2014年3月；通州运河核心区-02、03、06、07、10用地项目支护设计及评估报告北京市勘察设计研究院有限公司，2014年7月）(2)现场调查情况；(3)国家、北京市颁布的现行有关规范、标准及相关文件，主要包括：建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）工程测量规范(GB50026-2007)建筑基坑支护技术规程（JBJ120-2012）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）钢筋混凝土地下连续墙施工技术规程（DB29-

13、103-2004）建筑变形测量规范（JGJ8-2007）建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）北京地区建筑地基基础勘察设计规范（DBJ 11-501-2009）岩土工程勘察规范（GB 50021-2001,2009）城市轨道交通工程测量规范GB50308-2008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）地铁设计规范GB50307-2003地铁及地下工程建设风险管理指南（中国建筑出版社，2007）国家一二等水准测量规范（GB/T12897-2006）地铁工程监控量测技术规程DB11/490-2007穿越既有交通基础设施工程技术要求（DB11/T 7

14、16-2010）3安全风险监测的目的和要求3.1监测目的开展建筑物基坑开挖施工期间的基坑及既有地铁安全风险监测，及时向建设单位、地铁建设公司及运营公司、设计单位和施工单位提供监测信息，保证安全、有效、可持续地开展各项施工工作；在基坑施工期间，对施工影响范围内的地铁实施监测，为建设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检测对象的影响程度，并使有关各方面有时间对紧急情况做出反应，最大限度地规避风险，避免人员伤亡和环境损害，降低工程经济和工期损失，为轨道交通运营提供安全保障服务；根据监测信息的变化及时有效指导动态设计和信息化施工；根据监测信息的动态变化，有效监控各施工工艺、工序的有效性，

15、为及时修改施工组织提供技术指导；积累资料和经验，为今后的同类工程设计提供类比依据。3.2监测要求通过对基坑及既有地铁及部分围护体结构进行监测，可以根据监测的变形数据，分析判断预测基坑开挖过程中周边环境的变形情况，采取有效措施，达到控制变形的目的，从而实现信息化施工管理。3.3编制原则针对该工程地质条件、既有地铁位置及基坑工程围护设计要求，确定编制原则如下：(1)采用成熟、可靠、先进、有效的科学施工方法，确保实现设计意图，完成工程任务是监测方案设计的首要考虑原则。(2)控制周边既有地铁沉降是本要求的重要原则。(3)环境监测项目作为编制重点，信息化施工是本设计的原则。(4)加强管理，科学组织，保证

16、工期按期实现，是本要求的重点。(5)充分研究现场施工环境，妥善处理施工与周边关系问题，周密安排交通疏解和管线保护，使施工对周边环境的影响最小化。(6)监测数据指导施工，使施工尽可能做到总体施工部署和分项工程施工组织相结合，重点项目和一般项目相结合，特殊技术和普通技术相结合，总体上使施工具有重点突出，内容全面，思路清晰和特点。4 现场监测项目及要求4.1 现场监测范围基坑支护结构及周边道路、地表及现有地铁及附属设施。4.2监测对象、项目及布点原则根据基坑支护设计和有关招标文件要求，本工程监测项目及布点原则详见表4-1。表4-1 监测项目及布点原则 序号监测项目布点原则1地铁隧道、轨道结构（道床）

17、竖向位移在车站(隧道)结构、轨道结构布设竖向位移监测点，监测点尽量设置在道变形缝对应处、主附结构交界处。约10-20m布设一个监测点。2车站、隧道结构水平位移布设车站(隧道)结构水平位移监测点，约10-20m布设一个监测点。3轨道静态几何形位沿轨道线路纵向每20m布设一个监测断面 4地铁无缝线路钢轨位移测点沿轨道线路约100-300m布设监测1个断面 5基坑护坡桩顶水平位移约20m布设一个监测点6护坡桩深层水平位移监测受力代表性的支护断面7护坡桩锚杆轴力监测受力特征点部位8周边地表及管线沉降监测布设地表监测典型断面，管线主要为污水、中水、雨水及电力隧道9周边构筑物沉降监测影响范围内的北环隧道1

18、0巡视监测每次均巡视监测。4.3监测频率及周期1、监测周期：本工程业主方提供的工期为：3个地块土护降施工工期为2014年7月1日-10月8日，2014年12月7日前褥垫层施工完成，2015年4月20日前地下结构施工完，2015年12月21日结构封顶。本工程监测周期自基坑开挖时起算（提前完成基点的埋设、水准网和导线网的测量、各监测点初值采集工作）。回填土完成常规基坑停止监测（地铁监测周期至本工程结构封顶完成，地铁结构基本稳定）。2、监测频次，详见表4-2.1、4-2.2。表4-2.1常规基坑监测频次施工进程监测频率土方开挖期间开挖深度5m时，每3-4天监测1次开挖深度5基础桩开始施工期间，每2天

19、监测1次，当变形速率较大时可适当加密监测；当变形速率较小或停止开挖时可适当延长监测频率基础桩施工至底板浇筑后时间（d）基础桩开始施工至基础底板施工完期间6-7天监测1次，当变形速率较小时可适当延长监测频率地下结构施工期间地下结构施工至回填土期间每15-30天监测一次注：深层测斜频次约为上表的1/4。表4-2.2地铁监测频次施工进程监测频率开挖深度（m）51次/3-5d5-101次/1-2d101次/1d底板浇筑后时间（d）71次/1d7-141次/1d14-281次/2d地下结构施工期间1/3-7d地上结构施工期间1/3-7d主体结构封顶后1次/7-10d 说明：（1）当停止开挖、基础桩施工或

20、监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。（2）土方开挖后长时间或大量大气降水后均需测量。（3）特殊情况下（如：异常天气、临近和超出警戒值等）增加监测频率并随时报告。4.4监测精度技术要求根据国家相关规范要求，结合基坑支护设计和有关招标文件的具体要求，本工程各项监测精度要求详见表4-3。表4-3 各项监测精度 序号监测项目监测仪器监测精度1地铁隧道、轨道结构（道床）、地表管线等竖向位移水准仪0.3mm2车站、隧道结构水平位移、倾斜监测全站仪0.5mm3轨道静态几何形位轨道尺、弦线0.1mm4地铁无缝线路钢轨位移全站仪0.1mm5深层水平位移监测测斜仪0.02mm/0.5m6锚杆轴力监测轴力计0.1

21、5%F.S4.5控制标准在地铁正式运营前各指标的控制值如下表4-4所示，最大变形速率1mm/d。施工预警值可按照上述控制指标的0.80考虑，满足其中之一即应预警。地铁运营后按照地铁运营相关控制标准进行控制。表4-4地铁结构变形控制指标结构类型控制指标最大控制值预警值地铁车站沉降变形3mm施工预警值按照上述控制指标的0.80考虑，满足其中之一即应预警。隆起变形2mm水平变形1mm横向差异沉降0.1区间隧道沉降变形3mm回弹变形4mm水平变形3mm纵向变形坡度0.1基坑边坡变形控制值见表4-5。表4-5基坑边坡变形控制指标 5准备工作和监测流程5.1前期准备工作（1）收集原始资料接到任务通知后，首

22、先研读建设单位提供的设计文件和分类汇总整条线路的概况、施工方法、风险工程、工作量等；并收集沿线地形、导线等的控制条件，及我公司在本条线路周边已完成的工程资料，包括工程地质、水文地质、建（构）筑物沉降观测、已有地铁线路的设计资料，并对监控量测的经验方法进行综合分析；同时，关注查询有关监测方法的最新研究及实践成果，参考借鉴类似工程的相关经验，对设计文件所要求的观测方法进行研究、优化。（2）沿线实地踏勘将收集的资料进行初步分析后，便可对沿线进行实地踏勘。首先，了解沿线的现状地貌情况及施工影响区域内的风险工程及其相关产权单位，全面落实风险工程的位置、性质、结构、观测条件等情况，然后对风险工程分级列表并

23、现场拍摄记录，为编写观测工作的实施方案做好准备。（3）编写第三方监测实施方案资料准备及踏勘工作完成后，根据地铁结构设计文件，结合所收集的沿线资料和踏勘的实地结果，依据有关的规程规范及北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系的精神，编写第三方监测实施方案，并针对监测范围、观测方法、使用仪器、观测精度等内容细化，提出针对重点风险工程和关键部位的监测措施。方案编制完成后，将由业主组织相关专家进行综合评审论证，经评审通过后的最终确定方案，分别提交给相应的设计、施工、监理、建设及运营公司和业主等部门。（4）人员培训及监测仪器检定参与第三方监测的人员需进行专业技能及岗位服务意识的培训，培训合格后方可上岗

24、，并对工作人员进行观测实施方案的交底。观测使用的仪器在有效期内方可使用。在观测过程中，按照规定的时间对仪器进行检定，保证所使用的仪器鉴定合格，确保监测工作的顺利进行。5.2现场监测工作流程图我公司现场监测工作流程如图5-1。图5-1 现场监测流程图6监测实施6.1地铁结构、轨道结构（道床）竖向位移在车站(隧道)结构、轨道结构布设竖向位移监测点，监测点尽量设置在变形缝对应处。约10-20m布设一个监测点。详细测点布置情况见附图。6.1.1基准点及控制网布设本工程前期由于地铁结构自身不稳定，需在地铁周边设计基准网，基准网由基准点及工作基点组成，基准网和已有的地铁监测基准网联测，保持监测控制网的一致

25、性。 基准点是沉降变形观测基本起始数据点，其安全性、稳定性、可靠性是影响整个监测工作质量的关键和核心，根据我公司多年的沉降观测以及从事的已有地铁工程第三方监测工作的经验，认为应采取深埋式水准基点足以满足监测体系的稳定性要求和高精度要求。 水准基点的埋深和选址将根据现场条件、周边工程特点、场地使用性质、地下埋藏物情况、长期保存条件及场地工程地质情况等综合确定，基点埋深应大于监测临近地铁结构开挖施工影响深度及附近建筑物基础最大埋深。水准点设置在地铁施工影响范围以外，同时考虑地基土层的组成性质综合确定。 水准基点应选通视良好，且易于长期保存和观测的位置。 水准基点应避开容易受水淹、地下水位较高的地点

26、，也要避开像土堆、河堤、土质松软与地下水变化较大的地点。 水准基点应布设在离铁路50m、离公路30m以外的地方,防止受到剧烈振动的影响。 水准基点的分布应方便测定全部观测点的需要，本工程水准基点个数不应少于3个，以保证必要的检核条件。根据本工程的地质情况，在条件允许的情况下拟采用深埋式水准基点,埋深在2030m之间。埋设时，首先根据设置的埋深，用探钻机开孔至预定深度，钻孔完成后将专用的水准基点内、外管依次下至孔内，并使带有水准标志的内管管底嵌入稳定地层，最后在外管外侧灌注混凝土填料进行固定。每个深埋式水准基点安设完毕后，砌置保护井并加盖保护井盖。图6-1为本公司深埋式水准基点的型式。如果现场没

27、有安设深埋式水准基点的条件，在满足相关规范前提下亦可采用建筑物式水准基点。在实际监测过程中，对水准基点进行常规的稳定性检查，每1个月对各水准基点进行联测，以确保基准点的稳定性。2030m图6-1 永久深埋式水准基点根据本工程概况，计划设置一个埋深式水准基点的原则（如常规基坑监测工程有满足稳定要求的基准点，亦可采用常规基坑监测工程基准点），水准基点与拟建工程的垂直距离不宜大于100m且不小于50m。在施工影响范围外隧道内安设2-3个基准点组成控制网，控制网与监测点一起布设成闭合环网形式，基准网每1个月复核1次。在监测过程中，对基准点进行定期的稳定性检查。各类观测将严格按照二个固定和一个一致原则进

28、行，即：观测人员固定、观测仪器固定和观测路线与前一次基本一致，并在基本相同的环境和条件下工作，以确保成果的可靠性。6.1.2监测点的埋设方法：本工程部分沉降监测点可以利用水平位移监测点，不用安设。其它监测点安设方法如下。隧道结构沉降监测点采用暴露式墙钉，具体埋设要求为：采用直径适合的冲击钻在被监测构筑物的外表面开孔，开孔高度离地面20 cm50cm，开孔深度根据不同型制的监测点而不同（详见下图6-2），开孔时要使孔与水平位置向上成5度左右夹角；在孔内填充少许钢丝或钢片等垫料，将带有标识牌的钉点放入孔中，使孔与监测钉无空隙，密实接触，再用手锤将监测钉点打入孔内；监测点周围喷漆或设置明显标志，以方

29、便监测和保护。监测点的型制详见下图6-2。暴露式墙面监测点成型图图6-2 隧道监测点的型制6.1.3观测技术方法及精度控制本工程如需进行水平位移监测，可以利用测量机器人采用自由设站方法监测待测点的三维坐标，从而计算高程变化，如没有水平位移监测项目，监测方法如下。水准网采用几何水准测量的方法进行观测，沉降监测控制网中的基准点、工作基点按国家一等水准测量标准及技术要求进行联测。本工程观测所采用的仪器主要是德国Dini 12/03精密电子水准仪及铟瓦尺，Trimble Dini电子水准仪可满足一等测量精度的要求，表6-1为该水准仪的型号及主要技术指标。初次观测时，要对同一观测对象进行三遍观测后取平均

30、值作为初始值。表6-1 观测仪器及主要技术指标 序号仪器名称及型号仪器照片主要技术指标1DINI12/03配套LD12铟钢尺每公里往返测高程中误差0.3mm6.1.4观测数据分析及成果表述(1)观测数据计算观测完成后，将满足各项限差要求的原始电子观测文件传输至计算机，使用我单位自行研制的数据处理系统“SODMS”对数据进行初步处理，生成原始记录。计算前，根据水准基点的联测结果，选择稳定的水准基点作为高程起算点，然后使用“SODMS”通过严密平差推算出各工作基点的高程，再由工作基点经过严密平差后推算出各观测点的本次高程值。两次观测高程的差值即为本次沉降值，本次沉降值与历次沉降值和值即为累计沉降值

31、，沉降值的单位采用mm，计算结果精确到0.01mm，高程计算结果经过人工初步分析和数据筛选，自动输入“SODMS”的数据库存储，同时将各被监测单元的观测时间、观测时的工程进度输入数据库，即可计算出各点的阶段沉降速率，沉降速率的单位采用mm/d，计算结果精确到0.01mm/d。(2)变形数据分析计算完观测数据后，根据建设单位需要随时生成我公司设计的原始成果表格、阶段和最终成果表格、观测点下沉量一览表、代表性观测点时间下沉曲线等，以备数据分析使用。根据已有观测数据和图表分析观测点稳定性。首先分析变形量，根据本次变形情况、支护围护结构稳定性、周边环境稳定性状态，进行综合判断，并及时报告，若变形量小于

32、最大限差时，可认为该观测点在此段时期内没有变动或变动不显著；当累计变形量变化趋势明显性，应视为有变动。其次分析观测速率，当阶段变形速率超出预警值时，则应根据监测被监测体的风险等级、施工进度、施工措施报送建设单位、地铁运营方，及时采取有效防范措施。6.2水平位移监测本项目水平位移监测主要包括地铁结构水平位移监测以及基坑护坡桩水平位移监测。具体位置见附图。水平位移监测将根据现场测试条件选择采用自由设站法、小角法或视准线法方法进行观测，但自由设站法由于其适应性强、工作效率和精度较高，将是首选方法。 6.2.1监测控制网的布设原则水平位移监测网布设形式本工程水平位移监测网根据场地围挡的条件及基坑位置，

33、合理布设控制点，一般布设4个控制点。水平位移控制点布置原则（1）控制点的选址将根据现场条件、周边工程特点等确定；（2）控制点前期应选在地铁及基坑影响范围以外的稳定位置，保证通视良好，且易于长期保存和观测的位置（可在周边较远的建（构）筑物上选择或安设固定标志）；监测后期可以在地铁远离基坑稳定处布设。（3）控制点的分布宜满足几何形位的要求（不宜和设站点形式直线排列），每个相对独立的测区点个数均不应少于3个，以保证必要的检核条件。本工程水平位移监测网采用导线网，导线采用闭合导线形式，起始并闭合于施工影响范围外导线上。根据隧道内位置，合理布设控制点，一般设置4个控制点，水平位移监测网每1个月复核1次。

34、6.2.2水平位移监测点的埋设方法水平位移监测点埋设方法为：先在隧道内壁用冲击钻钻出深约10cm的孔，再把水平位移监测装置用铁锤砸入孔内，缝隙用锚固剂填充。水平位移监测点装置为小棱镜，其形式如图6-3（“水平位移监测装置”）。 图6-3 水平位移（倾斜）监测装置（小棱镜装置）针对棱镜装置，目前工程中常用的水平位移）监测和垂直位移装置是分开安装，构造单一机械，灵活性差，水平位移即通过某种方式将棱镜固定于待监测处，安装时角度不可调整，未考虑棱镜角度及相应保护措施且不可作为垂直位移监测点共点使用，这必造成普通棱镜装置在安设完毕后往往存在角度位置不好影响测量精度。为克服现有棱镜监测装置存在的棱镜角度无

35、法调整且保证共点监测等问题专门研发了一种新型棱镜装置，可以进行垂直位移的观测还可以对棱镜头角度进行随意调整，具体形式如图6-3，本装置很好的适应了本工程场地环境条件复杂的情况下应用自由设站方法配合小棱镜进行水平位移监测。6.2.3监测技术方法及精度控制1）监测技术方法本工程水平位移监测拟采用自由设站法，监测方法原理进行简要介绍：根据施工现场条件，设计一独立监测坐标系，利用测量机器人（智能全站仪）测定监测点在坐标系下的坐标变化值，即可得出垂直于隧道纵向的位移量。测坐标法步骤如下： 建立监测坐标系。隧道周边选择一点作为设站点，经过设站点平行隧道边为X轴，垂直X轴且经过设站点为Y轴； 安装监测小棱镜

36、； 利用测量机器人对监测点进行自动化监测； 利用软件对监测数据进行处理。由于测量机器人内置自由设站程序，在数据采集过程中，按照自由设站程序在合适位置架设仪器即可进行数据采集。为了提高测量精度，观测过程中应注意以下事项：在合适稳定位置架设仪器，至少与2个自由设站控制点通视；由于设站点位于施工场地内，尽量选择不受施工干扰的时间段进行观测；观测时尽量减少设站次数。利用测量机器人监测示意图如图6-4（“测量机器人监测示意图”）所示：图6-4测量机器人监测示意图2）监测仪器及技术指标表6-2（“观测仪器及主要技术指标”）为本监测项目采用的仪器，根据现场具体条件及观测精度进行选用。初次观测时，要对同一观测

37、对象进行2-3遍观测后取均值作为初始值。表6-3 监测仪器及主要技术指标序号仪器名称及型号仪器照片主要技术指标1LEICA TCA 20030.5”，1mm+1ppmD2LEICA TS300.5”，1mm+1ppmD6.2.4观测数据分析及成果表述1）观测数据分析根据自主研发的水平位移及沉降监测数据自动化计算及分析处理系统进行数据处理，具体步骤如下：观测结束后，将满足各项限差的原始电子观测数据传输至计算机；通过我公司自行研发的数据处理系统“水平位移现场数据采集及分析系统” 进行数据初步处理，生成原始记录。（计算之前，根据对控制点的联测结果，选择稳定的控制点作为角度起算点，使用“水平位移现场数

38、据采集及分析系统”通过严密平差后推算出各观测点的本次角度值，继而计算出该点的本次变形值。）本次变形值与历次变形值之和即为累计变形值，变形值的单位采用mm，计算结果精确到0.01mm，计算结果经过人工初步分析和数据筛选，自动输入“水平位移现场数据采集及分析系统”的数据库存储，将各监测单元的观测时间、观测时的工程进度输入数据库，即可计算出各点的阶段变形速率，变形速率的单位采用mm/d，计算结果精确到0.01mm/d。2）成果表述观测数据计算完毕，可根据需要生成原始成果表格、阶段性及最终成果表格、观测点变形量一览表、代表性观测点时间变形曲线等，满足数据分析使用的需要。根据已有的观测数据及图表及时分析

39、评估监测目标的稳定性，首先分析对比本次的变形量，当其小于最大误差时，可视为监测目标在本次监测周期内没有变动或变动不显著；当累计变形量出现明显的变化趋势时，应视为有变动。其次对观测速率进行分析，当阶段变形速率超出控制值时，则应根据施工进度、现场采取的措施、支护结构稳定性、周边环境稳定性状态，进行综合判断，确定是否达到预警标准以及预警等级，并及时通报相关方并建议采取有效措施。6.3轨道静态几何形位监测轨道静态几何形位主要包括轨距、水平高差检查，使用专用轨道尺进行测量。6.3.1测点的布设原则既有线轨道几何形位监测点可在轨道下部粘贴固定标志，或在钢轨上喷刷油漆作为标识，宜结合轨道沉降监测点布置，位于

40、同一监测断面的两类监测项目，相互对应，便于更准确地对多元化的观测数据进行综合分析，以进行数据的相互检验、核实。6.3.2观测方法及数据分析机械刻线轨道尺水平、轨距的测量步骤：将轨道尺平放在钢轨上，前后对齐轨枕上的螺杆使其与轨道垂直（与轨枕平行），旋转刻度盘让水泡居中读数，然后将轨道尺反向重新操作一遍，重复三次观测后取平均值。采用机械刻线道尺一般先读轨距再读水平，轨距从放大镜刻线正上方看轨距刻度读数，读当前轨距与标准轨距（1435mm）的差值，比标准轨距值大、小分别计“+”、“-”；观看水平泡调节度轮盘、对准水准泡零位看超高刻度读数，直线以顺里程方向左股为基本股，右股高读“+”，反之读“-”。采

41、用数字轨道尺对轨距、水平检测可在读数窗直接读数，数字轨道尺详见图6-7、图6-8。 图6-7 数字轨道尺 图6-8 数字轨道尺操作界面各次观测后，生成本次几何形位观测报表，定期对历次的观测结果进行汇总，根据需要生成时间-位移量曲线图、测点位移量一览表。6.4无缝线路钢轨位移监测6.4.1基准点及监测点布置无缝线路钢轨位移监测在各观测位置轨道法线方位两侧布设监测控制基线桩作为基准控制依据，采用基准线测量方法，具体监测点位图详见附图。6.4.2测点埋设及技术要求无缝线路钢轨位移基准点在同一断面两侧距轨道外侧约5cm处各埋设一对，型制为中心安置带十字刻画的不锈钢标志的方形混凝土小墩台（现场也可利用其

42、他基准），基准墩埋设采用材料强度不低于C20的混凝土，埋设位置不得影响地铁设施正常运营和使用，测点标志采用粘贴于轨腰上长度10cm的不锈钢标尺，标尺中心刻度与两基准点位于一条直线并处于垂直于轨道的同一法面上，埋设前应对钢轨除锈除油清理，确保测点粘贴牢固。如图6-9所示。图6-9 无缝线路钢轨位移测点6.4.3监测方法及数据采集本工程影响的地铁线均为地下线的无碴道床，无缝线路钢轨位移观测采用基准线法，使用直径约0.1mm 的细线，连接两基准点十字刻划中心，读取各断面两轨观测标尺读数（如图6-10）。注意基准线两端应严格与基点标志十字中心重合，拉力适中并保证基准线平直；地铁无缝线路钢轨位移控制指标

43、一般为2mm，为保证精度达到监测要求，读取基准线垂直投影在标尺上的读数应独立进行4次，读数精确到0.1mm，要求读数间互差不超过0.3mm。图6-10 地下线路无碴道床无缝线路钢轨位移监测方法示意6.4.4数据处理及分析各点取4次读数的均值作为本次量测值，取对应各点的矢量差值，得出无缝线路钢轨位移数据。将计算数据与设计要求的位移控制值比较分析，如超出控制值及时预警。6.5深层水平位移监测6.5.1本工程深层水平位移监测点布点说明设计采用常规人工监测方法，利用施工方监测孔，监测孔布设在代表性断面上，具体监测孔位详见点位图。6.5.2监测技术要求及方法（1）测斜仪工作原理测斜仪的工作原理是测量测斜

44、管轴线与铅垂线之间的夹角变化，从而计算土体、桩（墙）体在不同高度的水平位移。一般测斜仪由探头、电缆和数据采集仪组成。测斜数据的精度主要受探头的精度和测斜管的安装质量控制。本工程拟采用武汉基深测斜仪，测斜仪测试精度为0.02mm/0.5m，如图6-11（“测斜仪器及现场侧视图”）。图6-11 测斜仪器及现场测试图（2）测斜仪操作要点将测头导轮卡置在测斜导管的导槽内，轻轻将测头放入测斜导管中，放松电缆使测头滑至孔底，记下深度标志。当触及孔底时，应慢放避免激烈的冲击，测头在孔底停留5分钟，以便孔内温度稳定。将测头拉起至最近深度标志作为测读起点，利用电缆标志测读至导管顶端为止，每次读数时都应将电缆对准

45、标志并拉紧，以防读数不稳；将测头调转180度重新放入测斜导管中，重复上述步骤。监测时及时做好记录，同时测量测斜管口高程。6.5.3测斜管埋设地连墙钢筋笼测斜管埋设时通过直接绑扎将其固定在地连墙钢筋笼内（绑于槽内/槽外方向视钢筋笼加工条件及测斜管绑扎条件确定，绑扎位置以不影响地连墙导管浇筑、压浆施工及预留锚杆为宜）。（1）测斜管埋设长度要求当测斜管埋设在围护结构桩体内，测斜管管底宜与钢筋笼底部持平或略短于钢筋笼底部，顶部达到地面（或导墙顶）以上约20cm。（2）保证牢固固定测斜管与钢筋笼牢固固定（测斜管与钢筋笼绑扎埋设，绑扎间距不宜大于1.5m），以防钢筋笼吊装入槽及浇筑混凝土时，测斜管与钢筋笼

46、脱落。（3）垂直度测斜管绑扎时，确保其垂直度。避免测斜管的纵向扭转，很小的扭转角度就可能使测斜仪探头被导槽卡住，影响施测效果甚至测点损坏，无法施测。地连墙测斜管现场安设如图6-12（“测斜管安设”）。 图6-12测斜管安设另外，埋设时需注意以下几点：在测斜管的安装前，要检查管内导槽的洁净情况，测斜管底部应使用闷头锭好，以防泥土进入。在安设过程中，保持测斜管垂直，并且导槽垂直于场区边界。冠梁顶部测斜管孔口处一定长度范围内套管保护（可用100mm镀锌钢管将测斜管顶部约1 m 套住，焊接在钢筋笼上，并用堵头封住）。混凝土浇筑完成后采取有效措施保护孔口，并安设测斜管保护装置【PVC测斜管孔口用套管保护

47、，配备保护盖】。测斜管做好清晰标识。6.5.4监测数据分析及成果表述测斜仪的安装长度为L,当相对于0点产生角度为的倾斜（转动）后，A点位移到A，则有D=Lsin，如图6-13（“单点水平位移换算”）。对于多点深层水平监测（即常规监测中不同深度定距监测及固定式测斜仪多支串联情况），将不同深度处产生的位移变化量进行累加即可获取整个剖面的垂直位移变形曲线。以铅直向安装的5测点固定式测斜仪为例（仅作示意），假定以L1端为基准，则L5端在垂直方向产生的总位移量：D=D1+D2+D3+D4+D5，如图6-14（“多点深层水平位移剖面示意”）。 图6-13单点水平位移换算 图6-14 多点深层水平位移剖面示

48、意在现场数据采集后，通过分析软件及时对测斜数据进行分析处理，绘出围护结构位移变形随深度的变化曲线，并对各测点变形量、变形速率发展情况及趋势进行综合分析。我公司采用的测斜数据分析软件界面参见图6-15（“测斜数据分析处理系统”），时程变形曲线如图6-16（“深层水平位移监测时程曲线”）。图6-15 测斜数据分析处理系统图6-16深层水平位移监测时程曲线6.5.5我公司相关专利针对目前某些基坑冠梁低于地面很多且挡土墙偏离基坑测斜管较远，给基坑桩（墙）体水平位移监测带来一定的困难的情况下，大都采用监测人员翻越基坑挡土墙站在冠梁上实施监测或在挡土墙外实施监测，前者给监测人员带来一定的人身安全风险；后者

49、监测过程中监测人员斜拉基坑桩（墙）体水平位移监测仪传感线，不仅费力而且造成基坑测斜仪传感线与基坑测斜管口的相互磨损，致使基坑测斜仪传感线经常破坏和基坑测斜管口磨损高程降低带来基坑测斜监测数据不想理的情况，专门研制了一种测斜固定架，并获得国家专利局授予的使用新型专利，如图6-17（“基坑测斜固定架实用新型专利授予通知书”）。图6-17基坑测斜固定架实用新型专利授予通知书6.6锚杆轴力监测每层锚杆中须选择有代表性的锚杆进行监测。每层锚杆中若锚杆长度、锚杆形式或穿越的土层不同，则要在每种不同的情况下布设有代表性的锚杆监测点。监测断面位置详见“基坑监测点平面位置图”。6.6.1锚杆测力计的安设方法待锚

50、杆养护强度达到规范及设计要求，满足张拉条件时，在冠梁/腰梁受力面之间增设钢垫板，保证测力计与墙体受力面之间有足够的刚度，使锚杆（索）受力后，受力面位置不致下陷；将测力计套在锚杆外，放在钢垫板之间（测力计前后各加一块钢垫板）；安设后的数据传输线根据现场情况汇集到不受施工影响的安全区域，并存于固定箱体中，做明显标志，并提示严禁挪动破坏，交施工单位备案，以免在施工过程中破坏电缆，造成以后数据的缺失。6.6.2锚杆测力计安设技术要求 安装前测量锚杆（索）测力计的初频，是否与出厂时的初频相符合（20Hz），如果不符合应重新标定或者另选用符合要求的锚索测力计； 在锚杆（索）锁定过程中，将测力计锁定在挡板和

51、锚头之间，达到锁定值稳定后，即完成初始安设。锚杆（索）安装时必须从中间开始向周围锚索逐步对称加载，以免锚杆（索）测力计偏心受力。锚杆（索）测力计安装示意情况见图6-18。 图6-18 锚杆测力计及其安装示意图特别说明：（1）锚杆测力计前后必须各加厚度不小于2cm的铁板对其进行固定，以免锚杆测力计受力发生偏心，影响测试精度；垫板可采用施工单位固定锚头所用的铁板；（2）锚杆测力计电缆线引导、保护位置与施工方进行协商指定，施工单位负责保护；（3）锚杆测力计两侧锚杆应提前锁定，防止需安装的测力计的初始读数发生较大的偏移。6.6.3锚杆拉力监测技术方法（1）监测技术方法锚杆拉力测试采用含数支振弦式应变计

52、的振弦式锚索测力计进行测试，精度应达到0.15%FS。振弦式锚索测力计在测力钢筒上均布着多支振弦式应变计，当荷载使钢筒产生轴向变形时，应变计与钢筒产生同步变形，变形使应变计振弦产生应力变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出引起受力钢筒变形的应变量，代入标定系数可算出锚索测力计所感受到的荷载值，数支振弦式应变计的平均测值可计算出测力计的整体受力状况。测力计应安装在锚固垫座上，置于锚具座和锁紧锚板之间，钢绞线或锚索从测力筒中心孔中穿过，测量信号由一根多芯电缆线引出。安装时锚索测力计应放置平稳，如发现几何偏心过大（仪器分测不等值，既为有

53、几何偏心），应即时予以调整。 锚索测力计安装定位并锁定后，待仪器稳定24小时，应及时测量仪器的测值（须取下层土方开挖前2d获得的稳定测试数据的平均值作为测试初始值），根据仪器编号和设计编号作好记录并存档，严格保护好仪器的引出电缆。测试时，用读数仪黑色引线夹连接测力计中线，红色引线夹依次连接其它颜色电缆线并分别读取相应频率值，同时填写监测原始记录手簿。每次测试时应选择相同的时间段，避免温差变化引起的钢部件胀缩对测试数据的影响。本工程采用的振弦式锚杆测力计如图6-19（“振弦式锚杆测力计”）。图6-19振弦式锚杆测力计（2）监测数据计算振弦式锚杆（索）拉力参照下式进行计算： Pi=kF+B=k(F0-F i)+B式中：Pi第i次观测拉力值，单位为kN；k测力计标定系数，单位为kN/HZ；F0 、F i、F初始值、第i次测试值、频率变化值，单位为HZ；B测力计计算修正值，单位为HZ。取多支传感器（不同颜色电线）测试值的平均值作为测力计的观测值。锚杆（索）拉力的计算单位为kN，计