地铁测量方案

地铁车站、区间某某线第四协议段土建工程测量实行方案地铁测绘有限公司2023年9月17日目录工程概况测量作业任务和内容作业依据施工测量技术方案施工动态分析与监控量测技术方案测量人员组织使用仪器设备测量精度质量保证措施费用预算第一章、工程概况1.1工程简介：1.1.1地铁车站、区间某某线工程起自南四环北侧马家楼，向北沿马家堡西路、菜市口大街、宣武门外大街、宣武门内大街、西单北大街、西四南大街、西四北大街、新街口南大街至新街口，由新街口向西，沿西直门内大街、西直门外大街至首都体育馆后转向北，沿中关村大街至清华西门，之后向西进入颐和园路，经圆明园、颐和园，终至龙背村，线路全长28.14km，共设24座车站。1.1.2某某线第四协议段工程包含两个区间和一座车站，即角门北站-地铁南站区间、地铁南站-陶然亭站区间及地铁南站的土建工程（含降水工程），不含建筑装修和设备安装工程，各部工程简况如下：1、角门北站-地铁南站区间设计起止里程为：K2+408～K3+480，区间全长1595.5m区间线路南起角门北站，沿马西路下穿马草河后向东偏移，经南三环、万芳亭公园、凉水河到达地铁南站。隧道所处地层重要为第四纪土层，地层为圆砾、卵石、粉土层；无承压水，仅凉水河见潜水层。2、区间线路从地铁南站出发，下穿既有线，由南向北从马家堡西路北过幸福里东路，沿工地行进，下穿南护城河后沿菜市口南大街北行至陶然亭站。线路两侧地面上既有建筑密集，地下各种公用管线密布。3、地铁南站车站全长193.2m，为地下二层单柱双跨岛式明挖车站（直线车站），站台宽10m，有效站台长120m，共布置有三个出入口（独立有盖式）。车站西北端布置①号出入口，西南端布置②号出入口，东北端布置③站区东侧是进出地铁南站（火车站）的京山铁路，西侧为翠林社区、亚林社区、宏泰家园、中房鼎立家园、祥和苑等居住社区，站址周边无重要高大建筑，房屋多为民房。车站西边规划为一般居住用地，东北角规划为绿地，东南角为京山铁路，其出入口和风亭在红线外出地面。地铁南站所处位置的地下管线共有8条（包含燃气管、中水管、电缆线等），部分管线需永久改移。车站范围内地下土层重要为粉土层、粉质粘土层夹杂卵石圆砾层构成，车站主体结构下有承压水含水层。1.2工程环境：1.2.1既有建筑物1、角门北站-地铁南站区间线路沿马家堡西路下方布设，道路两侧重要为住宅社区。沿线重要建筑物有马草河桥、南三环立交桥、京山与永丰铁路立交桥、凉水河桥，为保证安全，盾构穿越各段时，必须控制好开挖面的土压平衡，把握好注浆时间和方法，加强对该桥梁与地表沉降监测，根据监测结果，调整盾构施工参数，必要时可以采用旋喷桩通过地面对桥梁桩基周边土体加固，保证桥梁安全。考虑到马草河、凉水河流量较大，为保证安全，视下一阶段河水渗流情况，必要时施工期间对该段河水实行导流。2、地铁南站-陶然亭站区间线路沿道路布设，线路两侧地面上既有建筑密集，地下各种公用管线密布，本区间邻近的重要建(构)筑物如下：①南护城河跨河桥：右线中心距桥基边沿4.79m。②南二环立交桥：右线中心距桥墩桩基边沿10.077m，左线中心距桥墩桩基15.724m。③菜市口南大街一号过街人行天桥：距桥基边沿净距5.4m。④菜市口南大街二号过街人行天桥：距桥基边沿净距3.134m。⑤南护城河：河床距隧道顶部约8m。⑥管线：K4+180、K4+265处的污水管标高较低，距隧道顶部约0.96m和1.925m。⑦线路周边的低矮房屋。盾构在曲线推动过程中，应调整掘进速度与正面土压，达成减少对地层的扰动度和减少超挖的效果，从而减少地层的变形。盾构暂停推动时，也许会引起盾构后退，而使开挖面松弛导致地表沉陷，此时应作好防止盾构后退措施，并对开挖面及盾尾采用封闭措施。对于菜市口南大街一号、二号过街人行天桥可在桥墩处做临时支撑，同时加强监控量测。待盾构通过沉降稳定后，拆除临时支撑。3、地铁南站站区东侧是进出地铁南站（火车站）的京山铁路，西侧为翠林社区、亚林社区、宏泰家园、中房鼎立家园、祥和苑等居住社区，站址周边无重要高大建筑，房屋多为民房。基坑范围邻近除道路西侧有几幢永久性建筑，车站东侧为京山铁路，因此，在结构施工期间应加强监控量测，以有效的控制变形。1.2.2地下管线站区所处位置的各类地下管线情况为：马家堡西路由西向东共敷设有各类地下管线共8条，依次为：燃气管1条、中水管1条、电信电缆2根条、雨污水管2根条、给水管1根条。各种管线的避让、改移施工严格按照设计图纸进行，当各类临时迁移的地下管线处在车站出入口及风道处时，采用支托、悬吊措施，其中市政污水管线应局部更换为钢管。在不影响使用功能的前提下，部分支管与主管道合为一根，永久性改移的给排水、煤气管道覆土厚度不小于0.70m1.3工程特点：1.3.1采用的施工技术、施工方法多。本标段涉及一站两区间，全长3001m。地铁南站主体采用明挖顺作法施工，出入口过路段辅以暗挖法施工；两区间采用盾构施工，区间联络通道使用暗挖法施工。1.3.2施工干扰多，施工配合规定高。地铁南站地处交通枢纽，人流大，车辆多，施工场地狭小，施工交通干扰大。车站周边房屋密布，且大多为民房，扰民和民扰问题突出。盾构施工从陶然亭车站进入，从角门北站推出，和相邻标段的施工配合、施工协调规定高，同时互相间的施工干扰问题多。盾构通过地铁南站，规定地铁南站提供条件，同时对地铁南站的施工导致一定影响。1.3.3工程量大，工期短。区间线路3001m，施工工期529天；地铁南站施工工期592天，同时须为区间施工发明和提供条件。对标段的工期压力非常大，规定较高的设备完好率和施工组织生产能力。1.3.4管网改移及建、构筑物监测工作量大。地铁南站范围内地下管线密布，大部分为市政主干线，数量多、种类多、涉及的管线管理单位多、牵涉面广，大部分需要改移，协调难度大。区间沿线穿越居民住宅楼、桥梁、河道多，对地表沉降控制规定高，监控量测工作量大。第二章、测量作业任务和内容测量工作是土建工程的重要组成部分，为工程施工提供准确的定位信息、实时监控量测施工进程地面、隧道相关变化量及周边构筑物、管线等的影响变化，为工程施工提供必要的测量数据，根据测量数据适当调整作业进度和措施方法，保证工程顺利准确进行，保证施工安全。在本次工程项目中，测量作业的任务重要分为两大部分：土建工程施工放样和施工监控量测。土建工程施工放样包含以下内容：地面测量控制网的检测；施工平面控制网的加密测量；施工高程控制网的加密测量；地面至隧道的联系测量，涉及竖井定向测量、高程传递测量；地下施工控制测量、放样，盾构机始发相关测量、掘进测量；隧道贯通测量；竣工测量，包含线路中线测量、隧道静空断面测量。施工监控量测包含：地面变形监测；地面建筑物、构筑物变形监测；地下管线变形测量；地中土体分层垂直位移监测；盾构隧道洞室收敛变形监测；盾构隧道拱底下沉监测；地下水位观测；桩结构钢筋应力测量；第三章、测量作业依据1、《地下铁道、轻轨交通工程规范》(GB50308-1999)；2、《城市测量规范》(GJJ8-99)；3、《新建铁路工程测量技术规范》(TB10101-99)；4、《工程测量规范》(GB50026-93)；5、《全球定位系统（GPS）测量规范》(GH2023.92)；6、《地铁车站、区间新建线路控制测量总体技术规定》（试行本）（地铁车站、区间建设管理公司工程部，2023.11）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-9）《地下铁道设计规范》（GB50299-1999）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-91）《地铁车站、区间4号线施工设计施工图》地铁车站、区间四号线第四协议段沿线建筑调查资料、沿线市政管线调查资料第四章、施工测量技术方案施工测量是标定和检查施工中线、测设坡度和放样建筑物，测量是施工的导向，是保证工程质量的前提和基础。地铁工程施工测量的施测环境和条件复杂，规定的施测精度又相称高，必须精心施测和进行成果整理，工程测量成果必须符合相关规范的规定。地铁车站、区间工程隧道开挖的贯通中误差规定为：横向±50mm、竖向±25mm，极限误差为贯通中误差的2倍，即纵向贯通误差限差为L/5000（L为贯通距离,以km计）。地铁车站、区间工程平面与高程贯通误差分派如下表所示。地铁车站、区间工程平面与高程贯通误差分派表3.4.1-1地面控制测量联系测量地下控制测量总贯通中误差横向贯通中误差≤±25≤±2≤±3≤±50mm纵向贯通中误差L/10000竖向贯通中误差≤±16mm≤±1≤±1≤±25mm4.1测量控制网的检测为满足盾构施工的需要，应检测业主提供的首级GPS控制点、精密导线及精密水准点，保证上述各级控制点相邻点的精度分别小于±10㎜，±8㎜和±8mm（L为线路长度，以km计）（精密水准路线闭合差）作为盾构测量工作的起算依据。地面控制网是隧道贯通的依据由于受施工和地面沉降等因素的影响，这些点有也许发生变化，所以在测量时和施工中应先对地面控制点进行检测，拟定控制网的可靠性。工作内容涉及：检测相应精密导线点，检测高程控制点等。4.2施工控制网布设在地面控制网检测无误后，依据检测的控制点再进行施工控制网的加密，再进行施工控制网的加密,以保证日后的施工测量及隧道贯通测量有顺利进行。施工控制网的加密分两方面内容：施工平面控制网加密测量通常地面精密导线的密度及数量都不能满足施工测量的规定，因此根据现场的实际情况，进一步进行施工控制网的加密，以满足施工放样、竖井联系测量、隧道贯通测量的需要。施工平面控制网采用Ⅰ级全站仪进行测量，测角四测回（左、右角各两测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于4″），测边往返观测各二测回，用严密平差进行数据解决，点位中误差小于±10㎜。施工高程控制网加密测量根据实际情况将高程控制点引入施工现场，并沿线路走向加密高程控制点。水准基点（高程控制点）必须布设在沉降影响区域外且保证稳定。水准测量采用二等精密水准测量方法和±8㎜（L为水准路线长，以km计）的精密规定进行施测。4.3联系测量联系测量是将地面测量数据传递到隧道内，以便指导隧洞道施工。具体方法是将施工控制点通过布设趋近导线和趋近水准路线，建立近井点，再通过近井点把平面和高程控制点引入竖井下，为隧道开挖提供井下平面和高程依据。联系测量是联接地上与地下的一项重要工作，为提高地下控制测量精度，保证隧道准确贯通应根据工程施工进度，应进行多次复测，复测次数应随贯通距离增长而增长，一般1km以内取三次。其重要内容涉及：（1）趋近导线和趋近水准测量地面趋近导线应附合在精密导线点上。近井点与GPS点或精密导线点通视，并应使定向具有最有利的图形。趋近导线测量用Ⅰ级全站仪进行测量，测角四测回（左、右角各两测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于4″），测边往返观测各二测回，用严密平差进行数据解决，点位中误差小于±10㎜。测定趋近近井水准点高程的地面趋近水准路线应附合在地面相邻的精密水准点上。趋近水准测量采用二等精密水准测量方法和±8√L㎜的精密规定进行施测。竖井定向测量为保证盾构施工基线边方向的准确性，采用投点仪和陀螺仪定向方法或吊钢丝联系三角形法为重要手段进行定向。如运用竖井倒入，则采用竖井联系三角形测量，如图4.3-1所示，即通过竖井悬挂两根钢丝，由近井点测定与钢丝的距离和角度，从而算得钢丝的坐标以及它们的方位角，然后在井下认为钢丝的坐标和方位角已知，通过测量和计算便可得出地下导线的坐标和方位角，这样就把地上和地下联系起来了。如下图示：图4.3-1联系三角形定向测量示意图高程传递测量高程测量控制，通过竖井采用长钢卷尺导入法把高程传递至井下，向地下传递高程的次数，与坐标传递同步进行。先作趋近水准测量，再作竖井高程传递，如图4.3-2所示。经竖井传递高程采用悬吊钢尺（经检定后），井上和井下两台水准仪同时观测读数，每次错动钢尺3～5cm，施测三次，高差较差不大于3mm时，取平均值使用，当测深超过20m时，三次误差控制在±5mm以内。地下施工控制水准点，可与地下导线点合埋设于一点，亦可另设水准点。水准点密度与导线点数基本相同，在曲线段可适当增长一些。地下控制水准测量的方法和精度规定同地面精密水准测量。地下施工水准测量可采用S3水准仪和5m塔尺进行往返观测，其闭合差应在±20mm图4.3-2竖井高程传递示意图4.4地下施工控制导线测量地下导线测量按Ⅰ级导线精度规定施测。测角中误差≤±5″，导线全长闭合差≤1/15000。在隧道未贯通前，地下导线为一条支导线，建立时要形成检核条件，保证导线的精度。地下施工控制导线是隧道掘进的依据，每次延伸施工控制导线前，应对已有的施工控制导线的前三个导线点进行检测。地下导线点布设成导线锁的形式，形成较多的检核条件，以提高导线点的精度。导线点如有变动，应选择此外稳定的施工控制导线点进行施工导线延伸测量。施工控制导线在隧道贯通前应测量三次，其测量时间与竖井定向测量同步进行。反复测量的坐标值与原测量的坐标值较差小于±10mm时，应采用逐次的加权平均值作为施工控制导线延伸测量的起算值。曲线段施工控制导线点宜埋设在曲线五大桩（或三大桩）点上，一般边长不应小于60m，导线测量采用全站仪施测，左、右角各测二测回，左、右角平均值之和与360°较差小于6″，边长往返观测各二测回，往返观测平均值较差应小于7mm。4.5施工放样测量施工中的测量控制采用极坐标法进行施测。为了加强放样点的检核条件，可用此外两个已知导线点作起算数据，用同样方法来检测放样点对的与否，或运用全站仪的坐标实测功能，用另两个已知导线点来实测放样点的坐标，放样点理论坐标与检测后的实测坐标X、Y值相差均在±3mm以内，可用这些放样点指导隧道施工。也可用放线两个点，用尺子量测两点的距离进行复核，距离相差在±2暗挖隧道施工放样重要是控制线路设计中线、里程、高程和同步线。隧道开挖时，在隧道中线上安顿激光指向仪，调节后的激光代表线路中线或隧道中线的切线或弦线的方向及线路纵断面的坡度。每个洞的上部开挖可用激光指向仪控制标高，下部开挖采用放起拱线标高来控制。施工期间要经常检测激光指向仪的中线和坡度，采用往返或变动两次仪器高法进行水准测量。在隧道初支过程中，架设钢格栅时要严格的控制中线、垂直度和同步线，其中格栅中线和同步线的测量允许误差为±20mm，格栅垂直度允许误差为3°。4.6盾构机始发的相关测量和掘进测量盾构机始发前应进行下列测量盾构机始发设施的定位测量，其中涉及盾构导轨安装测量和盾构机拼装测量等项工作；盾构机内参考点复测，指盾构机拼装竣工后，应进行的测量工作其重要测量工作应涉及盾构机各重要部件几何关系测量等；SLS－T导向系统的对的性与精度复核，重要涉及对SLS－T导向系统中的TCA仪器和棱镜位置测量；盾构机始发位置及姿态测量。掘进测量工作涉及：洞内平面控制点测量洞内控制导线点应布设在隧道貌岸然的两侧墙壁上，采用强制对中标志，在通视条件允许和情况下，每100米布设一点。以竖井定向建立的基线边为坐标和方位角起算依据观测采用Ⅰ级全站仪进行测量，测角四测回（左、右角各两测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于4″），测边往返观测各二测回。洞内高程控制测量洞内水准测量以竖井高程式传递水准点为起算依据，采用二等精密水准测量方法和±8mm盾构机姿态测量提供瞬时盾构机与线路中线的平面、高程偏离值，盾构机的旋转角度等；（4）施工中对SLS－T导向系统的检核测量，保证衬砌环的环中心偏差和环片在竖直和水平两个方向的姿态；（5）施工中的成环管片环位置和姿态测量。4.7隧道贯通测量隧道贯通前约50米左右要增长施工测量的次数，并进行控制导线的全线复测，直至保证隧道贯通。贯通后，应进行横向贯通误差，纵向贯通误差及高程贯通误差测量。4.8竣工测量竣工测量涉及：（1）线路中线测量以施工控制导线点为依据，运用区间施工控制中线点组成附合导线。中线点的间距直线上平均150m，曲线上除曲线元素点外不应小于60m。中线点组成的导线就采用Ⅰ级全站仪，左、右角各测一测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于5″，测距往返观测各二测回。（2）隧道净空断面测量以测定的中线点为依据，直线段每6m,曲线元素点每5米应测设一个结构横断面，结构断面可采用全站仪进行施测，测定断面里程误差允许±50㎜，断面测量精度允许误差为±10㎜。、监控分析与监控量测技术方案施工过程的动态分析，其重要目的是在施工之前了解车站明挖深基坑与暗挖隧道施工过程中所也许产生地层变位和应力的影响，明确这种影响的大小量级和范围，明确危险也许发生的部位、方式及应采用的施工对策，同时为现场监控量测提供管理基准和依据。5.1监测项目根据招标文献、设计资料以及现场实际情况，本标段施工过程中需对场区内及周边环境进行平常的常规监测重要有：地表沉降、地面建筑物沉降、倾斜及裂缝、地下管线沉降、隧道拱顶下沉及水平收敛、桩顶位移、衬砌结构内力、临时支护内力、墙背土压力、地下水位、地中土体垂直位移、地中土体水平位移等。各种观测数据互相印证，保证监测结果的可靠性，为保证周边建筑物的安全，合理拟定施工参数提供依据，达成反馈指导施工的目的。监测项目及仪器详见表3.5.2-1。5.2监测测点布置监测测点布置原则为：观测点类型和数量的拟定结合本工程性质、地质条件、设计规定、施工特点等因素综合考虑，并能全面反映被监测对象的工作状态。为验证设计数据而设的测点布置在设计中最不利位置和断面上，为结合施工而设计的测点，布置在相同工况下的最先施工部位，其目的是及时反馈信息、指导施工。表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特性，又要便于应用仪器进行观测，还要有助于测点的保护。埋测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度。在实行多项内容测试时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使一个监测部位能同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。根据监测方案预先布置好各监测点，以便监测工作开始时，监测元件进入稳定的工作状态。假如测点在施工过程中遭到破坏，应尽快在本来位置或尽量靠近本来位置补设测点，保证该测点观测数据的连续性。盾构区间隧道以洞内、地表、管线和房屋监测为主布点；车站以地表、管线、房屋和基坑变形监测为主布点。测点布置见图5.2-1～图5.2-3。5.3监测方法及监测频率5.3.1地表沉降及裂缝监测(1)地表沉降监测①监测仪器NA2023全自动电子水准仪，玻璃钢瓦尺等。②监测实行方法a、基点埋设：基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据需要埋设，基点要牢固可靠。基点埋设方法示意图如图5.3.1-1所示。图5.3.1-1基点埋设方法示意图(单位:cm)b、沉降测点埋设：用冲击钻在地表钻孔，然后放入长200～300mm，直径20～30mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。c、测量方法：观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。初次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于±1.0mm，取平均值作为初始值。d、沉降值计算：在条件许可的情况下，尽也许的布设导线网，以便进行平差解决，提高观测精度，然后按照测站进行平差，求得各点高程。施工前，由基点通过水准测量测出隆陷观测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差△Ｈ＝Hn－H0即为沉降值。e、监测频率：对于暗挖区间隧道施工，当开挖面与量测面距离＜2B时(B为隧道宽度)，1次/天；当开挖面与量测面距离＜5B时，1次/2天；当开挖面与量测面距离＞5B时，1次/周。对于基坑施工段在施工，初期为1～2次/天，后期1～2次/3天。③数据分析与解决地表沉降量测随施工进度进行，根据开挖部位、环节及时监测，并将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图。(2)地表裂缝观测地表裂缝开展状况的监测通常作为地铁施工影响限度的重要依据之一。采用直接观测的方法，将裂缝进行编号并划出测读位置，必要时可用钢尺测读。监测数量和位置根据现场情况拟定。5.3.2地表建筑沉降、倾斜及裂缝监测(1)建筑物沉降监测①监测仪器NA2023全自动电子水准仪，玻璃钢瓦尺等。②监测实行方法a、测点埋设：在地表下沉的纵向和横向影响范围内的建筑物应进行建筑物下沉及倾斜监测，基点的埋设同地表沉降观测。沉降测点埋设，用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔，然后放入长直径200～300mm，20～30mm的半圆头弯曲钢筋，四周用水泥砂浆填实。测点的埋设高度应方便观测，对测点应采用保护措施，避免在施工过程中受到破坏。每幢建筑物上一般布置4个观测点，特别重要的建筑物布置6个测点。测点的布设如图5.3.2-1所示。图5.3.2-1建筑物沉降监测点示意图b、测量方法：与地表沉降观测同。c、沉降计算：与地表沉降观测同。d、观测频率：与地表沉降观测同。③数据分析与解决绘制位移—时间曲线散点图，具体分析同地表沉降监测。当位移—时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析。预测最大沉降量。根据所测建筑物倾斜与下沉值，判断建筑物倾斜是否超过安全控制标准及采用的工程措施的可靠性。(2)建筑物倾斜监测①监测仪器Leica1800全站仪，反射膜片。②监测实行方法在待测建筑物不同高度（应大于2/3建筑物高度）贴上反射膜片，建立上、下两观测点，并在大于两倍上、下观测点距离的位置建立观测站，采用Leica1800型（1"2mm+2ppm(3)建筑物裂缝观测建筑物的沉降和倾斜必然导致结构构件的应力调整而产生裂缝，裂缝开展状况的监测通常作为施工影响限度的重要依据之一。通常采用直接观测的方法，将裂缝进行编号并划出测读位置，观测裂缝的发生发展过程。必要时通过裂缝观测仪进行裂缝宽度测读。监测数量和位置根据现场情况拟定。5.3.3地下管线沉降监测①仪器设备NA2023全自动电子水准仪，玻璃钢瓦尺等。②监测实行方法a、测点布置：地下管线测点重点布设在煤气管线、给水管线、污水管线、大型的雨水管及电力方沟上，测点布置时要考虑地下管线与隧道的相对位置关系。有检查井的管线应打开井盖直接将监测点布设到管线上或管线承载体上；无检查井但有开挖条件的管线应开挖暴露管线，将观测点直接布到管线上；无检查井也无开挖条件的管线可在相应的地表埋设间接观测点。管线沉降观测点的设立可视现场情况，采用抱箍式或套筒式安装。每根监测的管线上最少要有3~5个测点。基点的埋设同地表沉降监测。b、测量方法：与地表沉降观测同。c、沉降计算：与地表沉降观测同。d、观测频率：与地表沉降观测同。③数据分析与解决根据施工进度，将各测点变形值绘成管线变形曲线图。即：绘制位移—时间曲线散点图，据以鉴定施工措施的有效性；位移—时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析，预测管线的最大沉降量；沿管线沉降槽曲线，判断施工影响范围、最大沉降坡度、最小曲率半径等。5.3.4地中土体分层垂直位移监测对土体分层垂直位移的测量可以了解暗挖施工对周边土体的扰动情况，找出变化规律，为决策控制沉降的技术施工提供可靠的依据。本标段只在暗挖区间隧道的大跨存车段布设地中土体分层垂直位移。①监测仪器由两大部分组成：一是地下材料埋入部分，由沉降导管、底盖、沉降磁环组成，二是地面接受仪器—SOILINSTR型分层沉降仪，由测头、测量电缆、接受系统和绕线盘等组成，如图5.3.4-1所示。图5.3.4-1垂直位移观测孔示意图②监测实行方法a、测点埋设：原则上布置在有选择性、有代表性的断面上。锚固体为磁式锚环，间距1～2米，钻孔采用地质钻成孔，碰到土质松软的地层，应下套管或水泥护壁；成孔后将导管缓慢地放入孔中，直到最低观测点位置，然后稍拔起套管，在保护管与孔壁之间用膨胀粘土填充；再用专用工具依次将磁式锚环沿导管外壁埋入设计的位置。锚点间用膨胀粘土回填。测管口上盖，再用Ф150的钢套管保护，套管外用砼堆砌并标明孔号及孔口标高。b、量测及计算：量测时将探头沿管内壁由下而上缓慢提高测尺，当通过测点磁环位置时，蜂鸣器发出声响，此时读取孔口标志（基点）处测尺的读数。c、观测频率：与地表沉降观测同。③数据分析与解决每次量测后应绘制不同深度的位移—历时曲线、孔深—位移关系曲线。当位移速率忽然增大时应立即对各种量测信息进行综合分析，判断施工中出现了什么问题，并及时采用保证施工安全的对策。5.3.5基坑围护桩及地中土体水平位移监测监测土体水平位移可掌握土体的运动规律及预测对地面的影响，据以研究减小施工扰动的施工措施，以保护地面建筑物和地下管线。①监测仪器SINCO水平测斜仪，PVC测斜管。②监测实行方法a、测点埋设：对于基坑围护桩测斜孔，在浇灌混凝土前安装测斜管。对于地中土体测斜孔，先用地质钻成孔，孔径应等于或大于89mm。然后将预先将连接好的测斜管放入孔中。管底应埋置在预计发生倾斜部位的之下，一般管底标高低于隧道底部标高2～3ｍ，测斜管应竖直，管内其中一沟槽位置与隧道轴线垂直。b、量测与计算：测试时，联接测头和测斜仪，检查密封装置，电池充电量，仪器是否工作正常。将测头放入测斜管，测试应从孔底开始，自下而上沿导管全长每一个测段固定位置测读一次，测段长度为1m，每个测段测试一次读数后，将测头提转180°，插入同一对导槽反复测试，两次读数应接近，符号相反，取数字平均值，作为该次监测值。在基坑开挖前，以连续三次测试无明显差异读数的平均值作为初始值。应在正式测读前5天以前安装完毕，并在3~5天内反复测量3次以上，当测斜稳定之后，开始正式测量工作。一方面测试时沿预先埋好的测斜管沿垂直于隧道轴线方向（A向）导槽（自下而上每隔一米(或0.5m)测读一次直至孔口，得各测点位置上读数Ai（+）、Ai（-），其中“+”向与“-”向为探头绕导管轴旋转180°位置。然后以同样方法测平行隧道轴线方向的位移。c、观测频率：与地表沉降观测同。③数据分析与解决每次量测后应绘制位移—历时曲线，孔深—位移曲线。当水平位移速率忽然过度增大是一种报警信号，收到报警信号后，应立即对各种量测信息进行综合分析，判断施工中出现了什么问题，并及时采用保证施工安全的对策。5.3.6地下水位观测①监测仪器电测水位计、PVC塑料管、电缆线。②监测实行方法a、测点埋设：测点用地质钻钻孔，孔深应根据规定而定（以保证施工期产生的水位减少能以测出）。测管用Φ100mm的PVC塑料管作测管，水位线以下至隔水层间安装相同直径的滤管，滤管外裹上滤布，用胶带纸固定在滤管上，孔底布设0.5～1.0m深的沉淀管，测管的连接用锚枪施作锚钉固定。测孔的安装应保证测出施工期间水位的减少。b、量测及计算：通过水准测量测出孔口标高H，将探头沿孔套管缓慢放下，当测头接触水面时，蜂鸣器响，读取测尺读数ai，则地下水位标高HWi=H-ai。则两次观测地下水位标高之差△HW=HWi–HWi-1，即水位的升降数值。c、测试频率：从降水开始，观测时间分别采用30min、1h、4h、8h、12h以后24h观测1～2次，直到降水工程结束。开始施工后，正常监测地下水位变化情况，暗挖隧道在掌子面到达前1次/2天，掌子面到达时1~2次/天；掌子面通过后1次/2天；基坑施工段在施工初期为1～2次/天，后期1～2次/3天。③数据分析与解决根据水位变化值绘制水位-随时间的变化曲线，以及水位随施工的变化曲线图。隧道拱顶沉降、水平收敛及管片结构裂缝监测5.3.7隧道拱顶沉降及水平收敛监测①测量仪器Leica1800全站仪、Leica反射片。②监测实行方法a、基点及测点埋设：基点埋设在受施工扰动的范围以外的结构物上。测点布设在管片上的设计位置，测点为长10cm的角钢，用膨胀螺栓固定在衬砌表面上，反射片（40×40mm）附在角钢上。观测点埋设如图5.3.7b、测量方法：三维解析法。c、量测及计算：如图5.3.7-2所示在物体上任意取一点A。假设：仪器中心点O的坐标（x0，y0，z0）（由自由设站法测得），设全站仪测得距A点平距SA、方位角αA、高差ΔH，则A的坐标为：xA=x0+SASinαA，yA=y0+SACosαA，zA=z0+ΔH。每次测量后计算出测点的坐标，再计算出测点的三维空间变形的大小。图5.3.7-1变形观测点埋设示意图图5.3.7-2三维解析示意图d、监测频率：开挖面距离量测面＜2B时，1次/天；开挖面距离量测面＜5B时，1次/2天；开挖面距离量测面＞5B时，1次/周。在拆除临时支撑时应加强监控量测，量测频率为1次/小时。③数据分析与解决根据变形值绘制变形—时间曲线图和变形—开挖距离的曲线变化图，在隧道横断面图上按不同的施工阶段，以一定的比例把变形值点画在分布位置上，并以连线的形式将各点连接起来，成为隧道支护变形分布形态图。并与设计计算值进行比较，验证设计结构形式的合理性。(2)管片结构裂缝观测裂缝开展状况的监测通常采用直接观测的方法，并将裂缝进行编号划出测读位置，必要时通过裂缝观测仪进行裂缝宽度测读。监测数量和位置根据现场情况拟定。5.3.8桩顶沉降监测①仪器设备采用NA2023全自动电子水准仪和铟钢尺。②监测实行方法a、测点布设：在基坑两侧的桩顶埋设沉降观测点。b、量测与计算：与地表沉降监测方法同。c、测试频率：开挖距量测断面前后0～2B时1~2次/天；必要时进行24小时跟踪监测，暂定为1次/8小时，2～3B时1次/天，3～5B时1次/周，>5B时1次/月（B为隧道开挖跨度），实行监测时可根据施工条件和沉降情况增长观测次数，随时将地表观测通息报告给施工人员。5.3.9水平支撑轴力①仪器设备轴力计及钢弦式频率仪。②监测实行方法a、测点布设：在基坑的每个监测主断面上，在每道支撑与围护结构布设测试仪器。b、测试频率：在基坑开挖阶段1次/1～2天；之后1～2次/周，直到稳定为止。③数据分析与解决量测所得水平支撑轴力的数值绘成应力变化曲线，及时报主管工程师。注意事项：轴力计的量程需要满足设计轴力的规定。在需要埋设轴力计的钢支撑架设前，将轴力计焊接在支撑的非加力端的中心，在轴力计与钢围囹、钢支撑之间要垫设钢板，以免轴力过大使围囹变形，导致支撑失去作用。支撑加力后，即可进行监测。5.3.10桩结构钢筋应力①仪器设备钢筋计及钢弦式频率仪。②监测实行方法a、测点布设：钢筋计直接布置在钢筋陇的主筋上。b、测试频率：在埋设初期1次/天；10天后1次/2天；1个月后1次/周。③数据分析与解决量测所得钢筋轴力的数值绘成轴力、应力变化曲线。注意事项：安装时应注意尽也许使钢筋计处在不受力状态，特别不应处在受弯状态，将钢筋计的导线逐段捆在临近钢筋上，引到外露的测试匣中，灌砼后，检查钢筋计的电阻值和绝缘情况，做好引出线和测试匣的保护措施。5.4监测控制标准、警戒值5.4.1监测控制标准监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。对于不同的监测对象和不同的监测内容有不同的监测控制标准，分别采用如下标准：地表沉降控制标准：一般地段地表沉降允许值为30mm，重点地段地表沉降允许值为15mm。(2)建筑物沉降控制标准桩基础建筑物允许最大沉降值不应大于10mm；天然地基建筑物允许最大沉降值不应大于30(3)建筑物倾斜控制标准建筑物允许沉降差控制标准如下表所示。多层和高层建筑物的地基倾斜变形允许值如表5.4-1所示。建筑物允许沉降差控制标准表5.4-1变形特征地基变形允许值中、低压缩性土高压缩性土砌体承重结构基础的局部倾斜0.0020.003工民建柱间沉降差：1．框架结构2．砖石墙填充的边排柱0.002L0.007L0.003L0.01L注：表中L为柱中心距，单位：米。(4)地下管线及地面控制标准煤气管线的沉降或水平位移均不得超过10mm，天天发展不得超过2mm；自来水管线的沉降或水平位移均不得超过30mm，天天发展不得超过5mm。承插式接头的铸铁水管、钢筋砼水管两个接头之间的局部倾斜值不应大于0.0025，采用焊接接头的水管两个接头之间的局部倾斜值不应大于0.006，采用焊接接头的煤气管两个接头之间的局部倾斜值不大于0.002。相应的道路沉降按上述相应管线的标准进行控制。(5)隧道拱顶位移及收敛控制标准隧道拱顶沉降控制值为50mm。隧道施工中出现下列情况之一时，应立即停工，并采用措施进行解决：(a)量测数据有不断增大的趋势；(b)支护结构变形过大或出现明显的受力裂缝且不断发展；(c)时态曲线长时间没有变缓趋势。(6)地下水位变化控制值受监测、监控的建（构）筑物场地的地下水位下降幅度宜控制在5.0m内，但最终须以建（构）筑物的变形控制值来控制。本工程隧道施工，地下水位应控制在开挖面以下0.5m，量测预警值为开挖面以下0.2m为了尽快了解本工程隧道最终稳定的位移值，在施工初期，选择有代表性的断面进行连续量测。对量测结果作回归分析，求出回归方程，进行相关分析和预测，推算出最终位移值，并与规范允许值相比较，然后根据设计规定拟定本工程的监控量测控制值。5.4.2警戒值当监测数据达成管理基准值的70%时，定为警戒值，应加强监测频率。当监测数据达成或超过管理基准值时，应立即停止施工，修正支护参数后方能继续施工。在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测对象的稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。以《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》（TBJ108-92）的Ⅲ级管理制度作为监测管理方式。根据上述监测管理基准，可选择监测频率：一般在Ⅲ级管理阶段监测频率可适当放大一些；在Ⅱ级管理阶段则应注意加密监测次数；在Ⅰ级管理阶则应密切关注，加强监测，监测频率可达成1~2次/天或更多。监测管理表表5.4-2管理等级管理位移施工状态ⅢU0＜Un/3可正常施工ⅡUn/3≤U0≤Un2/3应注意，并加强监测ⅠU0＞Un2/3应采用加强支护等措施注：U0—实测位移值；Un—允许位移值Un的取值，即监测控制标准。位移管理基准值在地下工程安全监控中有广泛应用，但需要补充说明的是对地下工程而言，位移指标自身的物理意义不够明确，重要是位移指标与洞径、埋深、支护、施工等影响因素关系未能很好解决，这方面的研究成果也不多见，因而位移控制指标的制定和应用必须同时考虑以上各种因素，并尽也许同时配合使用位移速率控制指标。与位移相比，位移速率控制指标有明确的物理意义，它反映了地层随时间变化的变形效应，在位移V=0条件下，洞室围岩趋于稳定，反之，V=C（常数）或不断增大，则说明地层处在等速或加速流变状态，洞室是不稳定的，因此位移速率控制指标是洞室失稳的充足条件，在安全预报中，较位移指标有更直观和明确的控制意义。盾构掘进地表环境监测报警值：(a)地表最大隆沉量范围+10mm～-30mm，速率≤2～3mm/12h；盾构出洞及穿越民房时控制在±10mm范围内。(b)刚性管线的允许张开值≤6mm，因此，管线的局部最大沉降量≤10mm，变化速率≥3mm/24小时；管线最大沉降量>8mm时要报警。(c)建筑物沉降警戒值为±10mm，日报警值为±2mm，房屋倾斜报警值为1/500。(d)隧道内累计沉降报警值为±30mm，单次沉降报警值为±5mm。3.5.2.5监控量测数据解决及信息反馈监控量测资料均由计算机进行解决与管理，当取得各种监测资料后，能及时进行解决，绘制各种类型的表格及曲线图，对监测结果进行回归分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，拟定工程技术措施。因此，对每一测点的监测结果要根据管理基准和位移变化速率(mm)/d等综合判断结构和建筑物的安全状况，并编写周、月汇总报表，及时反馈指导施工，调整施工参数，达成安全、快速、高效施工之目的。取得各种监测资料后，需及时进行解决，排除仪器、读数等操作过程中的失误，剔除和辨认各种粗大、偶尔和系统误差，避免漏测和错测，保证监测数据的可靠性和完整性，采用计算机进行监控量测资料的整理和初步定性分析工作。数据解决方法为：(1)数据整理把原始数据通过一定的方法，如按大小的排序用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特性值计算，离群数据的取舍。(2)插值法在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求得符合测量规律而又未实测到的数据。(3)采用记录分析方法对监测结果进行回归分析寻找一种可以较好反映监测数据变化规律和趋势的函数关系式，对下一阶段的监测物理量进行预测，防患于未然。如预测最终位移值，预测结构物的安全性，并据此拟定工程技术措施等。因此，对每一测点的监测结果要根据管理基准和位移变化速率(mm)/d等综合判断结构和建筑物的安全状况，并编写周、月汇总报表，及时反馈指导施工，调整施工参数，达成安全、快速、高效施工之目的。根据我单位修建城市地铁时施工监测的成功经验，将允许值的三分之二作为警告值，允许值的三分之一作为基准值，将警告值和允许值之间称为警告范围，实测值落在此范围，应提出警告，说明需商讨和采用施工对策，防止最终位移值超限，警告值和基准值之间称为注意范围，实测值落在基准值以下，说明隧道和围岩是稳定的。监测资料的反馈程序见图5.4.2-1，监测信息反馈流程见图5.4.2-2。监测结果监测结果位移是否超Ⅲ级管理位移是否超Ⅰ级管理位移是否超Ⅱ级管理继续施工综合判断暂停施工采取特殊措施是不安全否否否是是安全图5.4.2-1监测资料反馈管理程序图施工施工采用技术措施施工监测预测变形量反馈分析与基准值比较调整施工参数是否安全是否图5.4.2-2监测信息管理流程图测量人员组织为做好施工测量工作，保证工程顺利进行，保证施工万无一失，选派有经验的测量专业人员组成本次项目的测量技术班子，依据本次工程项目的实际情况，成员和分组如下：组长1名，负责测量工作生产管理协调，技术方案制定调整，由具有丰富现场管理经验的测量专业高级工程师担任；副组长2名，负责测量工作质量现场跟踪检查工作，由经验丰富的测量专业工程师担任；由组长、副组长，外加办公测量数据资料管理员1名，组成测量精度质量监察小组；施工放线1组：负责跟随地铁南站工区和盾构一工区（左线）进行施工放样测量、盾构机位置、姿态测量，施工所属区域的拱顶沉降测量、隧道洞室收敛观测，地下水位测量等工作，设立现场测量工程师1名担任小组长，测量技术员1名，高级测量工2名；施工放线2组：负责跟随暗挖工区和盾构二工区（右线）进行施工放样测量、盾构机位置、姿态测量，施工所属区域的拱顶沉降测量、隧道洞室收敛观测，地下水位测量等工作，人员设立与1组相同；沉降监测组：负责第四协议段全线地面建筑物、地面点和地中土体分层沉降监测、地下管线变形监测，地面已知点的检查、沉降基准点的联测等，设立现场测量工程师1名担任小组长，测量技术员1名，高级测量工2名；由于施工进程影响因素较多，根据实际情况进行必要人员队伍的调整。使用仪器设备控制及施工测量、监控量测重要仪器设备仪器名称数量单位规格型号测量精度检定日期ASHTECHGPS5台LOCUS5+1ppm徕卡全站仪1套TCA18001"1+2ppm索佳全站仪2套SET22D2"2+2ppm徕卡精密水准仪2套NA20230.3mm/km蔡司精密水准仪1套Ni0040.4mm/km徕卡投点仪1台ZL1/202300水准仪2台DZS3-13mm/km水准仪2台DZS3-13mm/km经纬仪2台J2E2"激光指向仪6台壁虎=2\*ROMANIIPVC测斜管、Sinco测斜仪3套SOILINSTR沉降仪，沉降管6台钢筋计，频率接受仪6个水位孔、水位计若干裂缝仪6个对讲机12台MOTOROLAGP88S5km台式计算机4台联想P=4\*ROMANIV测量精度质量保证措施8.1施工放样的精度保证:施工放样前将施工测量方案与意见报告监理审批。内容涉及施测方法、操作规程、观测仪器设备的配置和测量专业人员的配备等。积极和测量监理工程师进行联系、沟通和配合，满足测量监理工程师提出的测量技术规定及意见，并把测量结果和资料及时上报监理，测量监理工程师通过内业资料复核和外业实测拟定无误后，方可进行下步工序的施工。8.1.1用于测量的图纸资料，测量技术人员必须认真核对，必要时应到现场核对，确认无误无疑后，方可使用。如发现疑问作好记录并及时上报，待得到答复后，才干按图进行测量放样。原始观测值和记事项目，应在现场用钢笔或铅笔记录在规定格式的外业手簿中。测量技术人员要认真整理内业资料，保证所有测量资料的完整。资料必须一人计算，此外一人复核。抄录资料，亦须认真核对。8.1.2建立测量复核制度，按“三级复核制”的原则进行施测。外业前，测量技术人员对内业资料进行检查，所采用的测量方法、测量所用桩点以及测量要达成的目的向测工进行交底，做到人人明白；外业中，中线和高程测量要形成检核条件，满足校核条件规定的测量才干成为合格成果，否则返工重测；外业后，应检查外业记录的结果是否齐全、清楚、对的，由另一人复核结果无误后，向工区技术主管交底。8.1.3固定专用测量仪器和工具设备，建立专业测量组，专人观测和成果整理。用于本工程的测量仪器和设备，应按照规定的日期、方法送到具有检定资格的部门检定和校准，合格后方