大跨度天然气管道横穿深基坑条件下管道测量及监测技术研究

大跨度自然气管道横穿深基坑条件下管道保护及基坑施工技术争论施工测量、监测与分析争论报告中铁一局集团城市轨道交通工程2023年十月前言工程施工，导致很多地下工程无法实施或者改项，给工程施工造成极大的困难.同时，管道的存在对地下工程施工存在极大的安全隐患,尤其是深基坑工程中，不实行有效安全的保护方案，会导致严峻的安全事故。武汉地铁4号线六标工业四路车站南侧,距车站中心线约20m存在一已经使143m，26m3.5m〔管顶。969m〕.基坑承受钻孔灌注桩加桩间止水的围护构造营使用，一旦消灭问题，社会负面影响大。编制依据和编制原则2。1 编制依据工业四路站南侧自然气管线保护方案争论会会议纪要;《地下铁道，轻轨交通工程测量标准》(GB50308—1999〕;土构造设计标准》(GB50010-2023〕;6 《钢构造设计标准〔GB50017-2023);《建筑变形测量标准》(JGJ8-2023；《城市轨道交通工程测量标准》GB50308—2023;《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497—2023;《工程测量标准》GB50026—2023其它国家及湖北省、武汉市有关标准、规程和规定2.2 编制原则2.2。1 在现场布设监测点，考虑管道的安全状况，在燃气管道基坑一侧距离管道5米处埋设观测点.2.2。2 点的布置既要考虑反映地表的变形，又要便于承受仪器观测，还要有利于测点的保护。2。2.3 点埋置时要在时间和空间上有机结合，力求同一监测位置可以反映不同的物理变化，以便找出内在联系和变化规律。2。2.4 监测点的埋置应提前肯定时间，以便早进展初始数据的量测。2。2.5 工中一旦破坏，应尽快在原来位置或者靠近原位置补设监测点，以保证该测点数据的连续性.监测频率及要求大跨度自然气管道横穿基坑施工监测频率项目燃气管道沉降燃气管道水平位移地表沉降水平位移监测〔测斜〕支撑钢筋应力监测

次数 备注1次.2〔数据变化大时加强监测次数〕.2—31次1次.2〔数据变化大时加强监测次数)2—31次开挖和底板施工中，1次/天;2～3次/7天后,3～7天/次,10～15天/次至稳定时止。开挖和底板施工中，1次/2~3次/73～7天/10~15天/次至稳定时止。开挖初期，1次/天；开挖至基底、倒撑或变形特别2~3次/天,观测至撤除时止.数据筛选原则与方法施执行。在筛选过程中本着认真、负责的态度。方法：数据采集后进展筛选,依据监测的不同工程，将不同的监测资料汇总分页装订。交由指定人统一治理.3。3 数据分析原则导的检查批阅。3.4 监测掌握标准和预警值6-1监测的掌握指标序号序号量测项目确定依据掌握值1管线水平位移3深层水平位移(测斜〕《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497—2023《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497—2023《建筑基坑支护技术规程》〔JGJ120－99)《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497—202310mm，1mm/d2管线沉降10mm，1mm/d20mm，3mm/d4支撑钢筋应力设计计算确定80%《建筑基坑工程监测技术标准》5地表沉降15mm，3mm/dGB50497—2023监测过程治理在信息化施工中,监测后应准时对各种监测数据进展整理分析，推断监测对4-1示。4-1监测治理表治理等级治理位移施工状态ⅢⅡU＜Un/30Un/3≤U≤2Un/30可正常施工应留意，并加强监测ⅠU＞2Un/3应实行加强支护等措施0注:U0—实测位移值；Un—允许位移值;Un的取值，即监测掌握标准。0级阶段适当加密监测频率；在Ⅰ级阶则必需增加监测频率.监测治理程序见以下图4—1:监测结果监测结果位移是否超过Ⅲ级治理NY位移是否超过Ⅱ级治理YN连续施工安全综合推断担忧全实行特别措施N位移是否超过Ⅰ级治理Y暂停施工4-1监测治理程序图大跨度自然气管道保护方案我公司托付武汉市政工程设计争论院有限责任公司设计该处自然气管道保31〔42以外,基坑支护桩外两边各1.444。803。00＊1。2023032.5，同3〔6〕8.8气管道两侧,基坑两端各布置4个800mm钻孔灌注桩根底。承受钻孔灌注桩，。1、24.80＊110*1.0033.92＊宽2号基坑钢桁架在自然气管道下面，按间距2.2米，用槽钢梁连接。槽钢梁上设4910mm撑及吊杆的全部连接，均承受高强螺栓连接.〔5—1〕5—1管道固定横断面示意图钢桁架保护支撑安装完成后，即可供给地下通道的施工作业面。大跨度自然气管道横穿基坑施工监测规划6。1 监测目的6。1。1通过监测可以了解支护构造内部及周边土体的实际变形和应力分同时综合各方信息进展预警和报警，提出合理可行的施工建议,使有关各方有时间作出准时有效反响，保障工程和周边环境安全.6。1.2以信息化施工、动态治理为目的,通过监控量测了解施工方法和施工手段的科学性和合理性，以便准时调整施工方法，保证施工安全。6。1。3依据监测对象的重要性确定监测规模和内容、监测工程和测点布置，较全面地反映实际工作状态。6。1。4为确保供给牢靠、连续的监测资料，各监测工程间相互校验，以利数值计算、故障分析和状态争论。661.5 坑或者隧道开挖时对于管线的沉降和水平位移必需进展监测，随时把握其变样子况,防止管线断裂，同时依据监测数据指导施工或对管线实行随时把握其变样子况,防止管线断裂，同时依据监测数据指导施工或对管线实行有效的保护措施等。有效的保护措施等。监测方案在施工时做了以下监测：垂直位移监测水平位移监测对基坑段自然气管线主要共做了八个断面〔每对基坑段自然气管线主要共做了八个断面〔每5米一断面〕.对基坑周边燃周边共布设六个断面〔垂直位移监测点周边共布设六个断面〔垂直位移监测点。6。3 监测点的埋设100500mm后，保证30mmPVC管垂直插入孔中,再将直径12mm的钢筋插入PVC管中〔钢筋及PVC管应底于地面10-20mmPVCPVC示。4-1管道保护架上,另一端垂直向上至地面，钢筋标志顶部磨成凸球面并高出1-2cm〔5。位相对应〔共布设5个监测点〕.所布设的监测点在旁边用红色油漆标注点号,点号需与平面布置图中点号一一对应。 武汉市轨道交通四号线工业四路站附属围护构造基坑围护构造武汉市轨道交通四号线工业四路站附属围护构造轴线武汉市轨道交通四号线工业四路站附属围护构造基坑围护构造武汉市轨道交通四号线工业四路站附属围护构造轴线直径711自然气管道CJ4CJ5CJ6CJ7CJ8CJ9CJ3WE1WE2WE3WE4WE5CJ10

CJ11CJ管线沉降点WE管线水平位移点6-2监测方法沉降〔垂直位移监测)观测选用周密水准仪协作铟钢尺测量，仪器标准精度小于±0.4mm/km使用过程中不得随便更换。JGJ8—2023等有关标准的要求，结合本工程的相关要求,承受二等水准测量,观测点测站高程中误差≤0.5mm.水准观测具体要求如下：4—1二等水准观测要求一览表基辅分基辅分划来回较差具体观测前后视距目划差读数读数较差及附合或环线闭合差度距差累积差读数〕求≤0.4mm≤0。3mm≤0。3√nmm〔n站数)≤50m≤1.0m≤3.0m≥0.3m为了保证变形观测成果的牢靠性,必需定期或不定期的对基准网进展复测.掌握.建设期将对基准点和基准网进展联测和校对〔建网初期一月一次三个月后一季度一次初期可依据现场状况酌情增加观测次数确保基准点的稳定牢靠。,小角度法和极坐标法结合进展监测。〔1〕极坐标法使用极坐标法直接在工作基点上观测变形点到测站的距离和该方向与某一量。(2)小角法5—3所示。在2倍开挖深度距离的地方,T测回〔依据仪器设备精度等级作调整AT保证β2β角的变化量,按下式计算T的位移量：TS式中ββ角的变化量；ρ——换算常数,ρ=3600*180/π=206265；S测站至观测点的距离〔mm。β角测定中误差为±2“，S100m，则位移中误差约为±1mm。’”

S>2S

AAββSS

坑监测数据分析

4-2小角法观测5.5.2 小角度法观测示意图关系曲线的时间横坐标下应注明掘进工作面距离量测断面的距离.将现场量测数据绘制成u—t时态曲线散点图和空间关系曲线。6。5。1当位移—时间关系趋于平缓时，进展数据处理和回归分析，以推算最终位移和把握位移变化规律；6.5.2 工加固并进展支护处理；6。5.3依据位移-时间曲线的形态来推断地层稳定性的标准岩体变形曲线分三个区段。根本稳定区段:主要标志是变形速率不断下降，即d2u/d2t＜0，为一次蠕变区，表示地层趋于稳定，其支护构造是安全的;过渡区段:变形速率较长时间保持不变，即即d2u/d2t=0,为二次蠕变区，应发出警告,准时调整施工程序，加强支护系统的刚度和强度；破坏区段：变形速率渐渐增加，即d2u/d2t＞0，为三次蠕变区,曲线消灭反弯点，表示地层已到达危急状态，必需马上停工加固.，承受上述三种标准综合分析法，反响于设计与施工应用。管线沉降、水平位移监测6—3基坑开挖前燃气管线沉降、位移观测曲线图6—4基坑开挖至基底时燃气管线沉降、位移观测曲线图6—5主体构造顶板封顶时燃气管线沉降、位移观测曲线图坑开挖至底时沉降点及管线位移变化量最大，随着主体构造的施工,管线沉降及响较小。基坑施工监测规划监测方案依据车站附属构造基坑施工方法,在基坑开挖以及主体构造施工中做了以下监测：序号监测工程监测对象监测布点1地表沉降监测地表212水平位移监测地下墙7混凝土支撑应3混凝土支撑监测力监测6127。2 地表沉降监测荷与支撑自身荷载工作作用下支撑立柱产生变形.地表沉降可以反映基坑降水、开挖和构造施工过程中四周土体和构造变形的全过程7。2。1 沉降监测点的布置和埋设沉降监测所布设的监测点分为基准点和变形监测点两种类型。沉降基准点监测掌握网高程系统承受施工高程系统，高程掌握网布设原则如下:a、所布;b、掌握网与扩展网应布设为闭合环、节点网附合高程路线;c、每一测区的水准基点不应少于三个；15天。本工程承受的引测基准点点号和高程由甲方供给。?20?20钢筋沉降监测点

7-1沉降基准点埋设c、变形监测点布设的位置地表或构造掌握部位的变样子况;d显的突出点，并涂上防腐剂。5-2)。构筑物沉降监测点:a、构筑物〔柱〕,打设膨胀螺丝；b、标志的埋设应避开有碍埋设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙(柱〕面和地面肯定距离；7-2地表沉降监测点埋设〔钻孔式〕7。2.2沉降监测作业、计算牢靠性.沉降监测严格依据国家二等水准测量要求进展作业，在作业过程中承受一样的观测路线和观测方法，使用同一仪器，并尽量长期固定司镜人员.=本次高程-上次高程累积沉降=上次累积沉降+本次沉降1mm(1mm)时，则认为沉降监测点发生了变形或存在变形趋势；当累计沉降量确定值大于2mm(2mm〕时，则认为沉降监测点发生了沉降变形填写沉降变形表格，绘制时间沉降变形曲线，进展变形分析。7-3地表沉降监测曲线图〔单位:mm〕增大,随着主体构造的施工，地表沉降量渐渐稳定，从基坑开挖至主体构造施工的监测数据分析，沉降量较小，不影响基坑开挖及主体构造的施工。基坑测斜监测,90°,始终滑到管底，每隔肯定距离(500mm〕向上拉线〔标有刻度的信号线)读数。由于测斜仪能反响出测管与重力线之间的倾角,因而分段长度)的位置偏差△d=Lsinθi(L为量测点的分段长度d=∑Lsinθi7—4所示。δ=ΣΔiδ=ΣΔiΔiθLi测斜仪变形后曲线图7—4 深层位移〔测斜〕示意图测斜管的布置和埋设a.承受测斜仪在埋设于围护构造内的测斜管内进展测试。测点宜选在变形大〔或危急〕的典型位置。150～200mm，在测斜管管口段用混凝土墩子固定,保证管口段转角的稳定性。c。测斜管的上下管间应对接良好,无缝隙，接头处结实固定、密封。〔即平行于位移方向。e。封好底部和顶部，保持测斜管得干净、通畅和平直。测斜管的埋设应当固定在工字钢或者钢筋笼上，并随之一起埋设.g。做好清楚的标示和牢靠的保护措施。向变形测斜管埋设要求实施。7.3。2测斜的方法、步骤(〕仪器连接；(〕〔3〕测量，放松电缆使测头滑止孔底,登记深度标志。当触及孔底时,应避开过分冲击。将5分钟，使测斜仪与管内温度根本全都。电缆标志测读测头至测斜管顶端为止。每次测读时都应将电缆对准标志并拉紧,以防止读数不稳.180°重放入测斜导管中，将测头滑到孔底，重复上述步高精度,导轮在正反向滑槽内的读数将抵消或减小传感器的零偏和轴对称所造成的误差。5.3。3记录与计算测斜仪直接自动记录测试数据，导入计算机后用专用软件生成深层位移曲7-5测斜监测曲线图〔单位：mm〕7—5可知，在基坑开挖前至基坑开挖后墙体深层位移数据变化较大，挖以及主体构造的施工.7。4 支撑轴力监测支护构造的支撑体系依据支撑构件材料的不同可分为钢筋混凝土支撑和钢的构造状况，选取适当的测试变量,埋设与测试变量相应的钢弦式传感器进展变