北京地铁十号线某标工程施工动态与监控量测方案

第14章施工动态分析与监控量测14.1施工工况动态分析本标段包括明挖车站、明挖隧道及暗挖隧道，其中暗挖隧道断面类型多，变化快，是本标段施工的重点。本章主要对暗挖三联拱隧道和双联拱不对称隧道的施工工况进行计算分析，以了解暗挖隧道施工过程中所可能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，明确危险可能发生的部位、方式及应采取的施工对策，同时为现场监控量测提供管理基准和依据，主要计算施工时对地表变形和主要地层变形的影响。14.1.1暗挖三联拱隧道施工动态分析（1）计算模型和计算参数采用的计算模型如图14-1所示，图中不同的颜色代表不同的地层和材料，向上计算到地表，两边各取了60m，向下取了30m，两端采用水平约束，底部采用竖直约束。共划分了1704个单元，5232个节点。地层由上到下依次为杂填土层、粉土层、粉质粘土、砾石层、中粗砂层、砾石层。（2）计算结果分析计算采用的计算步骤和实际施工步骤相同。重点施工步骤在表14-1中给出。其中地表变形图中x刻度为5m，y刻度为0.005m。由最终计算结果可知施工引起的地表累计最大沉降21mm，沉降槽宽度40m。14.1.2暗挖双联拱不对称隧道施工动态分析（1）计算模型和计算参数采用的计算模型如图14-2所示，图中不同的颜色代表不同的地层和材料，向上计算到地表，两边各取了60m，向下取了30m，两端采用水平约束，底部采用竖直约束。共划分了1234个单元，3850个节点。地层由上到下依次为杂填土层、粉土层、粉质粘土、砾石层、中粗砂层、砾石层。（2）计算结果分析计算采用的计算步骤和实际施工步骤相同，重点施工步骤在表14-2中给出。其中地表变形图中x刻度为5m，y刻度为0.005m。由最终计算结果可知施工引起的地表累计最大沉降28mm，沉降槽宽度45m。14.2监测设计14.2.1监测目的为实现信息化设计于施工中，确保施工安全和施工质量，将监控量测作为一道工序纳入到施工组织设计中去，其主要目的为：悔1后、了解明熄挖围护结刊构、暗挖崖隧道支护带结构和周很围地层的协变形情况获，为施工适日常管理幕提供信息蚂，保证施愈工安全。退2科、确切地月预报破坏迁和变形等筒未来的动排态，对设绝计参数和拔施工流程勒加以监控甚，以便及僚时掌握围僻岩动态而意采取适当暂的措施（朝如预估最离终位移值率、根据监巨控基准和助监测结果暂的对比来辛调整、修正改开挖和广支护的顺引序和时机拌等）。传3苹、验证支如护结构设或计，为支衫护结构设校计和施工博方案的修苏订提供反筹馈信息。且4割、保证施回工影响范吼围内建筑泽物、地下箩管线的正辜常使用，熔为合理确狱定保护措垮施提供依欢据。淘5王、积累资士料，以提恐高地下工全程的设计掠和施工水辆平。创14.2谣.2咳侦原则浑施工监测寇是一项系熔统工程，钢监测工作绪的成败与率监测方法柿的选取及获测点的布尿置直接相拐关。根据挑我单位多哑年监测工绕作的经验府，归纳以亭下迹5个条原则。该1警、可靠性线原则：可互靠性原则纺是监测系隙统设计中猴所考虑的顾最重要的剂原则。为株了确保其论可靠性，玉必须做到如：第一，絮系统需要学采用可靠远的仪器。丈第二，应绝在监测期肝间保护好高测点。时2保、多层次恼监测原则粪：多层次锄监测原则漫的具体含钓义有四点贪：批（旋1远）在监测含对象上以末位移为主仗，兼顾其泄它监测项趟目。弃（俩2阵）在监测谅方法上以半仪器监测蛛为主，并行辅以巡检辛的方法。心（够3降）在监测敌仪器选择祸上以机测野仪器为主蜡，辅以电蒙测仪器。涨（帐4峰）分别在榜地表及临谈近建筑物名与地下管谜线上方布苗点以形成岔具有一定网测点覆盖英率的监测凳网。叛3锣、重点监战测关键区户的原则：歉监测测点吉布置应合互理，注意绢时空关系疫，控制关胶键部位。淋在具有不渣同地质条嫌件和水文趣地质条件浸下，周围雾建筑物及汤地下管线惕段稳定的腥标准是不胳同的。稳碍定性差的牙地段应重恋点进行监四测，以保贫证建筑物朴及地下管疯线的安全闪。衡4课、方便实拖用原则：晴为减少监刺测与施工交之间的干割扰，监测凳系统的安示装和测量污应尽量做再到方便实鞭用。旨5滋、经济合希理原则：毯系统设计通时考虑实育用的仪器膝，不必过晋分追求仪六器的先进妹性，以降想低监测费夜用。节14.2凝.3毫蹄监测项目熊监控量测记的项目主蓄要根据工抚程的重要仗性及难易广程度、监证测目的、盒工程地质笼和水文地巡质、结构去形式、施仪工方法、果经济情况扔、工程周峰边环境等答综合而定扫，力求在消满足需要轧的前提下贸，少而精奴。本工程唉的监测项胃目除考虑友上述因素县外，主要接根据设计睁的要求而俭定，具体盟监测项目须见寇表倒14抬-农3净。新监测项目斩汇总鼻表繁腰报勿覆表蚊14-3肆序号抹类别膨监测项目胆测点布置调监测仪器亮监测频率闹1娇明挖车站佛、区间耀基坑周边修水平位移械沿基坑周供边艺20m梳/吨测点技测斜管捕，厘SINC基O斧测斜仪词初期混：启1叮次徐/故3谨天，睛后期补：消1泪次豪/写7饿天尚2碑地下水位厨基坑两侧条各选设虎3丛处，深入茎基底窃下方2m太电测水位摊计高初期果：死1辞次点/虹天侧稳定后降：尚1想次播/拘2拐天裁3脑基坑底板汁隆起班沿底板中某线闹20m殊/配测点机苏虫光抬DSZ-痛1飞水准仪，朱钢挂尺拿初期贸：怎1锹～薪2英次煮/恐天潮惭童后期余：余1声～溉2产次怖/幕3星天给地表下沉兆监测短基坑两侧户各草设垃2途个断面伴，阶1距0仍点停/燥断面捷苏派光砌DSZ-屡1逃水准仪，违钢挂尺轨初期炭：盏1赞～虚2责次迷/严天驾佣堡后期繁：虽1锣～迎2叙次训/羽3亭天和4哄土钉内力承基坑内外爆侧各短设鱼1胆处，外骨侧近4牧点件/菠每孔，内迫侧蜜1离点黎/疼孔；允应变计士初期所：偿1绞次慨/笼3计天，演后期村：写1粗次赚/乐7阳天咏5自土体分层拉竖向位移鸦基坑两侧旱各设一处遣分层沉降远点耕水准仪颗初期揉：孩1俯次押/兴3慈天，提后期狱：模1状次抽/袋7愧天即1锄暗挖区间估洞内外观密察强开挖及初挺期支护后嘱进行醋观察、记荡录匠每次开挖方后进行拌2场洞内收敛童每处5助～涛10m焦/选断面，每烈断并面母2晓～却6闭对测点；芹收敛仪五1原月内妹：规1羡～详2巡次每/饭天；劫1贱～返3豆月拾：袋1扎～冶2倡次药/易周烦3着拱顶沉降馆每参5润～统10m烘/横断面，每乡断拆面瓜1羽～幼3积个测点；焦苏块光洒DSZ-足1逗水准仪，会钢挂尺搂1捕月内溜：顺1吐～碌2传次测/漠天；盗1抢～失3畜月洋：耻1哨～租2篮次学/侄周攀4泪地表下沉币每晨5阳～过10m塘/费断面，每安断蛙面晴1迫1站个测点；醒苏混光桂DSZ-圣1坡水准仪，祥钢挂尺优开挖断面骡与量测断狸面距离年＜蛮2仍B样，极1热～吨2窑次许/眯天；圈开挖断面肯与量测断劲面距离奇＜龙5敬B腾，牲1腔次钢/纽天；步开挖断面冠与量测断饶面距离边＞源5震B厘，饭1撕～竭2崖次壮/旅周；任5麦地层位移当（地表设未点）剥每赌2块0渡～裤50m姨/兔断面，每毛断汗面把3郊～罗5弹个测点；窜地表钻孔郊安设多点翁位移计化同上哭6施临近地下闹管线沉降册根据现场酒情况布点黄水平位移孩：经纬仪反竖直位移绣：水准仪介同上跑7若地层位移桐（洞内设熊点）垮每闪2径0拐～成50m柏/钞断面，每震断骡面哥3碑～衰5装个测点；芳地表钻孔岁安设多点歼位移计害1怒月内倦：朗1柔～防2匙次台/贱天；合1剂～很3但月乘：础1警～此2误次啄/程周黑8片围岩压力掉每绑2傲0逆～草50m辽/颤断面，每免断羽面住5早～姨2鼠0荡个测点；来压力盒在1魄月内纵：门1仰次裁/贫天；弦1燃～窗3竭月裤：堤1够～早2抹次慢/呀周指9宰钢架应力侍每缠2经0拉～习50m秃/聋断面，每读断判面诞5郑～性2阅0傅个测点；歇应变计凉1拖月内奴：种1舌次杨/减天；皮1狗～神3缺月冰：肉1追～显2丝次就/称周马10届底板隆起粘选测续水准仪、固铟钢尺厅必要时测殊量自注：可根铃据施工条者件和沉降外情况增加势或减少观舌测次数，纪随时将监阴测信息报委告给施工偏技术人员屋14.2辰.4愤苦监测测点面布置纪1帆、万柳站殖及相邻明祖挖区间树该站及相偷邻明挖区绢间主要进馋行基坑边李缘水平位姑移、地表五沉降、管疤线沉降、独地下水位宴、土钉内知力、及基兆坑地板隆切起量等项桌目的监测菜。载2狮、万柳站千～苏州街副站暗挖区和间愉该暗挖区市间主要进理行地表沉侮降、拱顶谋沉降、洞斑内收敛、积管线沉降羞、围岩压检力、钢架蚊应力、底超板隆起等蔽项目的监慰测。暖洞内收敛遍每断面至行少设二条算水平测线摩；拱顶下冲沉量测和便洞周收敛域量测设于仰同一断面玉，每断面暴各个孔设螺置不小在于梁3类个拱顶下搭沉测点；液地表下沉仓量测，测得点尽量设哄在隧道中练线上，并善宜与拱顶葬下沉测点束设在同一莲断面上。床为掌握地恒表沉降范摄围，在与碗隧道中线的上布置主牺测横断面厨，主测断杰面上布置凭测点不少廉于左1赌0旁点，间客距道2-5戏m职，必要时词加密浸。得战3嗓、详钞见何“释图贞14-3益毁股监测点平工面布置蒜图易”芹。慈14.2段.5讯象监测网建兵立误监控量测港系统首先肯建立水平时位移和垂曲直位移监祖测控制网牛。落水平位移宋监测网利袭用地面平负面控制点药做主控点木，与监测巾网点组成鞠平面监控脱网，其形识式依据结朴构布设成尤轴线形；省其垂直位扒移监控网趋利用北京刷市局部高械程控制网关作为一级皆控制点，象与地表沉纲降等观测贿点组成地嗓表高程位罪移监控网典，同时将今主控点高赖程通过竖孕井引测至买地下，并暴在竖井壁端上埋设水世准基点（海并定期复纺测），与岸结构监测昆点组成地江下高程控址制网。呆主控点埋秧设坚固、为稳定，监饶控点可埋凳设在原状衬土层中，圆并加设保狮护装置。豪14.2恨.6袍休监测方法恢及监测频革率帖1凯、检测方臭法启（速1绸）沉降监疫测罚采用精密常水准仪和歉铟钢尺按海二级水准他测量进行宵，包括地念表沉降、六地下管线忙、周边建胸筑物沉降燕。在暗挖矩隧道开挖王前，应在禽地面变形舌影响范围刮之外，便产于长期保坚护的稳定风位置，埋执设水准点遗，进行水装准网布设速，首次观衣测时，适灯当增加测唇回数，一慨般取必3抢～花5疼次的数据寨作为测点徐的初始读窝数。汽（阻2贵）拱顶下糕沉及净空冤收敛监测变监测点在丧支护结构托施工时埋玩设，在支侮护结构完在成后最短银时间内取归得的读数衡为初始值尚，之后按墓前述监测沫频率要求很进行日常游监测。百（惩3削）钢筋应驼力监测突将钢筋计玩串联焊接劈在被测主妻筋上，安签装时应注愿意尽可能映使钢筋计陡处于不受翻力状态，列特别不应份处于受弯衫状态，将烛钢筋计的洞导线逐段廉捆在临近精钢筋上，捉引到外露贞的测试匣臣中，喷混事凝土愁或二衬混县凝土施作洪后，检查修钢筋计的刘电阻值和船绝缘情况向，做好引升出线和测亿试匣的保额护措施。初（胆4絮）围岩压缎力、两层之支护间压邻力监测惰先园耗查镜耀悄六棵蒸垫污粒易工供访廊番咏芽葵剥男雪（抓5首）地下水曾位监测报采用电测驳水位计测招量水位距威孔口的距包离，用水做准测量方掩法测出孔蒜口标高，蒙从而确定蔑水位标高蠢，进一步跑计算水位祖变化情况能，施工前刊，对所有售观测孔统父一联测静挨水位，统止一编号，罢量测基准渣点。从降店水开始，翠观测时间陕分别采用堆30mi慌n洪、瑞1安h稼、罚4掩h雷、棵8贼h逆、遭12半h易以后体24h青观测蜓1论～雷2禁次，直到粉降水工程离结束。开击始施工后证，正常监辛测地下水幸位变化情笔况。贩（臣6叉）土体水轮平位移监淹测留利用钻机冬钻孔，将抖测斜管直商接埋设在策土中进行企监测。安范装和埋设饥时，检查载测斜管内掉的一对导世槽，其指否向应与欲膀测位移一砍致。在未阳确认导槽尺畅通时，葱不得放入报真实的测唯头。埋设糊结束后，喇量测导槽舞方位、管帮口高程，僵及时做好幅孔口保护洗装置，并挺做好记录仪。莲测试时，扛联接测头极和测斜仪重，检查密硬封装置，谢电池充电匪量，仪器的是否工作苗正常。将技测头放入胡测斜管，遣测试应从爹孔底开始究，自下而枪上沿导管粒全长每一击个测段固您定位置测条读一次，隆测段长度皂为绕1m板，每个测疗段测试一叙次读数后初，将测头强提转权180炕°拖，插入同适一对导槽薯重复测试遥，两次读末数应接近糠，符号相绝反，取数游字平均值淋，作为该师次监测值俯。在基坑胸开挖前，堵以连续三挥次测试无义明显差异利读数的平仗均值作为众初始值。阶2挡、监测频水率定各监测项催目监测频桑率见镜表株14-暖3逼，实际操懂作过程中焦，依据现宜场需要进拍行调整。副14.2报.7甩绣地表、建录筑物、管妻线等的控龄制标准什监控量测域管理基准线值是根据眠有关规范锤、规程、韵计算资料夹及类似工牌程经验制图定的。当俩监测数据梯达到管理黎基准值拴的活70虾%证时，定为宿警戒值，须应加强监牧测频率。蜻当监测数烦据达到或盲超过管理东基准值时现，应立即苍停止施工糖，修正支赤护参数后今方能继续凡施工。根胆据设计说工明本工程络监测管理不基准值详赢见序表哀14-丸4玻所示。靠位移管理协基准值在坑地下工程典安全监控京中有广泛筹应用，但翁需要补充处说明的是者对地下工叠程而言，寻位移指标贞本身的物须理意义不酬够明确，正主要是位扁移指标与深洞径、埋毛深、支护做、施工等推影响因素农关系未能蒜很好解决危，这方面友的研究成无果也不多龟见，因而娇位移控制兴指标的制嫌定和应用要必须同时膀考虑以上捆各种因素钓，并尽可棉能同时配油合使用位辈移速率控姑制指标。盒与位移相良比，位移乞速率控制陶指标有明拜确的物理躁意义，它诉反映了地是层随时间慈变化的流仆变效应，锐在位诸移路V=0谊结条件下，锐洞室围岩邪趋于稳定夫，反之爬，把V=应C宪（常数）悉或不断增锦大，则说良明地层部处于等速铜或加速流蔑变状态，勒洞室是不牛稳定的，膛因此位移厨速率控制矿指标是洞报室失稳的此充分条件裁，在安全浑预报中，石较位移指诵标有更直售观和明确胀的控制意售义。判监控量测谱管理基准河值跌表冷14-4伴序号驻监测项目裳允许变形糟值鞭1剂地表下沉街（重要地唱段）范30疑mm蛮（钳15m观m潜）雨2多拱顶下沉核50车mm闲3葵管线允许趣沉降腐1盼0益～施30贸mm拖4撤建筑物允躲许倾斜率哄0.00侄2而H骄5缓洞内水平轻收敛涝0.00催5B萍6泡地面隆起渡量海20mm穴依据士规范、规蹄程、设计羊文件等华注城：衬①泄B述为坑道跨击度惨，危H铲为建筑物泡高。斩②削管线下沉找监测根据象管线材质辣、状况等送具体确定刺。叶根据以往融的经验陕，露Ⅱ焦类围岩位组移速率控暖制值为倡5mm/年d笼，稳定临倘界值为扮0.1迈～赚0.2m磨m/d验。场14.3顺隔刻监控量测摆反馈程序栋本标段监乎控量测资讲料均用计早算机配专女业技术软妹件进行自扛动化初步裹分析、处帐理。根据甲实测数据应分析、绘着制各种表僻格及曲线润图，当曲页线趋于平牙衡时推算思出最终值衰，并提示临结构物的眠安全性。池监测人员家按时向施沉工监理、脉设计单位且提交监控护量测周报醒和月报，钓同时对当抬月的施工目情况进行垫评价并提物出施工建盗议，及时挠反馈指导晓信息，调蹄整施工参面数，保证指安全施工紧。肯14.3顾.1罩宇监测资料办的反馈程哪序什监测资料宿的反馈程戒序见唯图幻1祖4妨－扔4泰。翅14.3置.2家与监测信息丢的反馈程前序仆监测信息累反馈流程疗见犁图槽1害4迹－泛5盲。氧14.4下咳监控量测象数据的分歌析、预测席取得各种部监测资料抗后，需及剥时进行处裁理，排除叫仪器、读虑数等操作葵过程中的脆失误，剔律除和识别锹各种粗大梅、偶然和遮系统误差积，避免漏寺测和错测刮，保证监采测数据的释可靠性和参完整性，版采用计算中机进行监徒控量测资督料的整理泰和初步定泻性分析工剂作。佛1典、数据整弟理快把原始数匠据通过一面定的方法潮，如按大攻小的排序属用频率分水布的形式而把一组数栗据分布情母况显示出旁来，进行光数据的数级字特征值芽计算，离茅群数据的颂取舍。市2尊、插值法着在实测数舰据的基础差上，采用河函数近似堂的方法，务求得符合怖测量规律台而又未实门测到的数垄据。临3蔑、绘制位尖移及位移月速度随时那间的变化向曲线；绘之制位移及惭位移速度穗与开挖作芹业面距离奔的关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舍图歉14-4原和杯监测资料挨反馈管理怀程序图施工施工采取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滴图派14-5筐鲜染监测信息鸡反馈流程矛图差系曲线。求根据变形走管理等级因进行指导奋施工。锤4粱、采用复慈合衬砌地森段的监控某量测，应午在隧道周驴边变形速齐率有明显窜减缓趋势客、初期支厘护表面裂们缝不在继如续发展、肚周边位移编收敛速率母小倒于筛0.15凝mm卫/谅天、累计剩位移值不荡超过允许学位移值的怕8红0规～泪9木0塔％盆等情况下仅，选择围葵岩和喷锚春支护基本心稳定的最狼佳时机施慕作二次衬吃砌，并根叹据监控量肚测信息反赔馈，验算戏和核实设甩计的可靠月性，及时嫌修正衬砌园参数，确征保施工和习运营安全俱及更经济践合理。裁5随、采用统脸计分析方朵法对监测知结果进行碧回归分析针寻找一种壮能够较好液反映监测叛数据变化料规律和趋怒势的函数撤关系式，薯对下一阶伸段的监测木物理量进栽行预测，症防患于未奋然。如预蒸测最终位叹移值，预锈测结构物烛的安全性颈，并据此魄确定工程昼技术亮措施等。脑因此，对祸每一测点应的监测结令果要根据粥管理基准稳和位移变躺化速率莫(萌mm)/两d惑等综合判棋断结构和喊建筑物的炼安全状况犹，并编写宋周、月汇厨总报表，浊及时反馈灿指导施工顿，调整施选工参数，尊达到安全名、快速、虚高效施工扰之目的。糠根据我单住位修建城肥市地铁时盟施工监测防的成功经滩验，我们躁拟采用《以铁路隧道贼喷锚构筑曲法技术规疤则》视(尤TBJ1拆08-9坝2)融的叹Ⅲ港级监测管驾理并配合诚位移速率质作为监测恭管理基准测，即将允捕许值的三如分之二作和为警告值弓，允许值铅的三分之线一作为基抚准值，将扮警告值和当允许值之荒间称为警课告范围，汗实测值落咬在此范围死，应提出援警告，说畅明需商讨父和采取施嘴工对策，奸预防最终话位移值超隶限，警告母值和基准算值之间称焰为注意范琴围，实测破值落在基预准值以下陶，说明隧印道和围岩吉是稳定的包。歪当施工中情出现下列壁情况之一呀时，应立砖即停止施遣工，采取篮措施处烤理校:舒（寒1微）初支结诵构有较大脚开裂。坐（自2掠）监测数养据有不断笑增大的趋盈势。拉（肌3辽）暗挖隧秤道支护结和构变形过罢大，超过丙控制基准息或出现明止显的受力疾裂缝并不槐断发展。题（荒4博）时态曲悲线长时间栗没有变缓肚的趋势等决。萄14.5盏捐村监测管理脖体系和保徐证措施垮14.5还.1搭秀监测管理薪体系唉针对本工完程监测项冻目的特点熄建立专业献组织机构瑞，由我单塔位派驻现吗场鸟4-5迁人组成监谦控量测及研信息反馈饭小组，成踩员由多年达从事地下俩工程施工鲁及监测经杂验的技术西人员组成愧，组长由答具有丰富酒施工经验刺，较高结可构分析和怀计算能力冈的工程师毒担任。监劝测小组根振据监测项仿目分为地厨面和地下匹两个监测呜小组，各倒设一名专垂项负责人郑，在组长完的领导下准负责地面佳和地下的跨日常监测蒜及资料整销理工作。贤监测组织称机构图详播见共图瓣1扭4宇－陪6泛。对监测方案及施工措施作出决策对监测方案及施工措施作出决策项目经理审核监测方案，制定施工对策项目总工制定监测方案，分析处理数据处理监测主管日常监测工作监测小组稻图惠1芒4宁－扩6涉戒施工监测饼组织机构病图辅14.6角.2跨溉施工流程泳施工流程佛见掌图税1防4渠－叉7臂。现场施工现场施工监控量测监测设计资料调研量测结果的微机信息处理系统量测结果的综合处理及反馈分析监测结果的综合评价报送设计、监理单位量测结果的形象化、具体化经验类比理论分析甲方、规范要求等地层支护结构安全稳定性判断地层、支护结构动态及现状分析说明、提交修正设计、施工建议反馈设计施工是否