隧道监测技术方案

阜石路随道路建设（田村山水厂东路～玉泉路）工程监控量测方案北京市市政一建设工程有限责任公司二零零八年十一月目录TOC\o"1-3"\h\u122761工程概况 2273112编制依据 2239733工作流程 231344监测内容: 2223275测点布置 2272505.1布置原则 2110085.2具体布置 2139626实施细则 2144596.1隧道暗挖部分 2246796.1.1地质及支护观察 2197326.1.2隧道收敛量测： 2206516.1.3隧道顶部下沉量测 2174726.1.4地表沉降： 273996.1.5底部隆起观测： 2116346.2穿越地铁部分： 2201477仪器设备及人员配置 2220687.1仪器设备： 2206997.2人员配置： 2272218施工监测管理 227588.1暗挖部分 218628.2自动监测 2191928.2.1观测预警值的确定： 272318.2.2监测频率： 2152389资料整理和信息反馈 21121410应急预案 2673111监测质量控制 22144611.1初期控制 2401011.2施工控制 23211711.3监测控制 210211.4数据分析处理控制 21652212安全措施 21工程概况阜石路220KV电力沟道工程第三标段（田村山水厂东路~玉泉路）单孔暗挖电力隧道起点从田村山水厂东路至玉泉路西侧，全长1009.1m，共设方形竖井7座，7座竖井均属于通风井。本工程将配合阜石路建设，以及解决宝山站进出线及周边架空线路入地问题。隧道初期支护采用C20喷射混凝土，厚度250mm。二衬采用C30模筑混凝土，厚度400mm，初衬采用中隔壁上下台阶法施工，隧道结构为复合衬砌结构，即钢格栅+钢筋网片+喷射混凝土的初期支护与模注混凝土的二次衬砌构成，两次衬砌之间设柔性防水层。两次衬砌之间设柔性防水层。为保证周围建筑及市政设施的安全，需对路面、施工影响区域内的构筑物、地铁结构1号线既有加强层、隧道进行沉降变形观测，以便掌握开挖过程中围护体系的实际状态，同时通过变形观测，科学合理地安排下一步施工工序。2编制依据1．北京广联惠供用电工程设计有限公司设计的《阜石路随道路建设沟道（田村山水厂东路～玉泉路）工程施工设计图》；2．城市测量规范CJJ8-993．建筑工程施工测量规程DBJ01-21-954．建筑变形测量规程JGJ/T8-975．建筑基坑工程技术规程JGJ120-996．建筑地基基础技术规范GB50007-20023工作流程收集基本资料现场调查收集基本资料现场调查编制量测方案布置测点变形量测数据采集、分析反馈报告修正方案关系协调图3.1量测流程图4监测内容:根据阜石路随道路建设沟道（田村山水厂东路～玉泉路）施工设计图相关要求，进行施工期间的监控量测，具体监测内容如下：1.地质及支护观察2.隧道收敛3.顶部下沉4.地表沉降5.底板隆起6.地铁加强层沉降5测点布置5.1布置原则1、按规范和设计要求在现场布设测点，当实际地形不允许时，可在靠近设计测点位置埋设测点，以能达到监测目地为原则。2、为验证设计参数而埋设的测点布置在设计最不利位置和断面，为指导施工而埋设的测点布置在相同工况下最先施工部位，其目的是为了及时反馈信息，以修改设计和指导施工。3、地表变形测点的位置既要考虑反映对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。4、各类监测测点的布置在时间和空间上有机结合，力求同一监测部位能同时反映不同的物理变化量，以便找出其内在的联系和变化规律。5、考虑埋设测点自身的稳定期，各观测点应提前进行埋设，并及早进行初始状态的量测。5.2具体布置暗挖监测测点数见表1，具体位置见监测布置图及剖面图。表1：监测测点数序号测试项目测点数（个）1地质及支护观察-2.隧道收敛303顶部下沉304地表沉降705底板隆起306地铁加强层沉降606实施细则6.1隧道暗挖部分6.1.1地质及支护观察在施工过程中，随时对洞内地层土质进行观测并做记录。观察初支结构是否有结构裂缝特别是环向裂缝、地层岩性变化等。及时了解施工现况，指导施工。6.1.2隧道收敛量测：a．仪器设备和测试元件数显收敛计JSS30A（测量精度0.01mm）、定位销及锚固件若干b．测定方法用同一收敛计测读预埋于隧道两边壁上的锚固件（测点）之间的尺读数，每条测线应测读多次，如连续三次读数之差不超过0.2mm，则以该三次读数之平均值作为此次测试值。需注意，初测值应在开挖后12h内测读，最迟不超过24h，而且在下一循环开挖前必须完成初期变形值的读取。c.数据处理测量数据通过计算得到隧道净空收敛值。d.埋设要点净空收敛测点埋设应在设点处掘进后尽早进行。埋设时，将锚固件与初衬的格栅格钢筋焊接牢固，初衬喷砼完工后对锚固件进行检查，必要时可对其和周围的砼进行处理，确保锚固件能方便用于测量。测点处理完后，应作出标识。6.1.3隧道顶部下沉量测a．仪器设备选用ZeissNI005A型精密水准仪、铟钢尺(2把)、钢尺1把。b．测量方法在地面的沉降区外布设2个基准点,并定期检测基准点稳定性。水准基点要远离变形区,并埋设在变形区外冻土线以下的原状土层中,也可利用稳固建筑物或构筑物,在其上面设置墙上水准点。在隧道高程部位增设工作基点，通过工作基点和隧道内的预埋转点，对隧道顶部的沉降进行观测。水准基点按国家二等水准测量技术要求施测。并应满足其相邻基点高差中误差≤±1.0mm；每站高差中误差≤±0.3mm；往返较差及附合或环线闭合差≤±0.6的精度要求。因工作基点位于变形区内，因此每次测试时均需对工作基点进行沉降校核测试。沉降观测点按国家二等水准测量技术要求进行施测，并应满足其高程中误差≤±1.0mm；相邻点的高程中误差≤±0.5mm；闭合差≤±0.6。c.数据处理测量数据通过计算得到各点沉降值。d.埋设要点同净空收敛测点埋设。6.1.4地表沉降：施工影响区域内路面沉降。a．仪器设备选用ZeissNI005A型精密水准仪、铟钢尺(2把)。b．水准控制的建立在地面的沉降区外布设2个水准基点,并定期检测其稳定性。水准基点要远离变形区,并埋设在变形区外冻土线以下的原状土层中,也可利用稳固建筑物或构筑物,在其上面设置墙上水准点。沉降观测点按国家二等水准测量技术要求进行施测，并应满足其高程中误差≤±1.0mm；相邻点的高程中误差≤±0.5mm；闭合差≤±0.6。c.数据处理测量数据通过计算得到各点沉降值。d.埋设要点砼地面上的测点埋设要求为：在隧道施工之前，需按监测布点图进行测点定位，用取芯机在测点位置取芯至原状土层，形成Ф150mm的圆孔，孔中击入长0.5～1.0m（长度视地层条件而定）的Ф14~20钢筋，填充中粗砂至孔口，之后修整钢筋条上端，使其达到测量规程的要求。测点应稍低于路面，安放保护盒，做标识以保护测点。6.1.5底部隆起观测：a．仪器设备选用ZeissNI005A型精密水准仪、铟钢尺(2把)、钢尺1把。b．测定方法在地面的沉降区外布设2个基准点,并定期检测基准点稳定性。水准基点要远离变形区,并埋设在变形区外冻土线以下的原状土层中,也可利用稳固建筑物或构筑物,在其上面设置墙上水准点。在隧道高程部位增设工作基点，通过工作基点和隧道内的预埋转点，对隧道底部的沉降进行观测。水准基点按国家二等水准测量技术要求施测。并应满足其相邻基点高差中误差≤±1.0mm；每站高差中误差≤±0.3mm；往返较差及附合或环线闭合差≤±0.6的精度要求。因工作基点位于变形区内，因此每次测试时均需对工作基点进行沉降校核测试。沉降观测点按国家二等水准测量技术要求进行施测，并应满足其高程中误差≤±1.0mm；相邻点的高程中误差≤±0.5mm；闭合差≤±0.6。c.数据处理测量数据通过计算得到各点沉降值。d.埋设要点同净空收敛测点埋设。6.2穿越地铁部分：观测地铁加强层沉降，热力隧道底部外皮与1号线地铁结构顶部之间的净高差为1m左右。施工影响区域内加强层地面沉降。a．仪器设备选用ZeissNI005A型精密水准仪、铟钢尺(2把)。b．水准控制的建立在地面的沉降区外布设2个水准基点,并定期检测其稳定性。水准基点要远离变形区,并埋设在变形区外冻土线以下的原状土层中,也可利用稳固建筑物或构筑物,在其上面设置墙上水准点。沉降观测点按国家二等水准测量技术要求进行施测，并应满足其高程中误差≤±1.0mm；相邻点的高程中误差≤±0.5mm；闭合差≤±0.6。c.数据处理测量数据通过计算得到各点沉降值。d.埋设要点测点埋设要求为：在隧道施工之前，需按监测布点图进行测点定位，用取芯机在测点位置取芯至加强层，形成Ф150mm的圆孔，孔中埋入长0.5~1.0m（长度视地层条件而定）的Ф14~20钢筋，填充中粗砂至孔口，之后修整钢筋条上端，使其达到测量规程的要求。测点应稍低于路面，安放保护盒，做标识以保护测点。7仪器设备及人员配置7.1仪器设备：经检定合格的德国蔡司自动安平水准仪、及配套精密铟钢尺等。7.2人员配置：工程项目经理1名；技术负责人：1名；测工3名。8施工监测管理8.1暗挖部分暗挖观测预警值及观测频率8.1：暗挖段量测频率序号量测项目方法及工具量测频率允许值1-20天21-50天50-120天1地质及支护观察观察、描绘每次开挖后2隧道收敛收敛计2次/天1次/天2次/周3顶部下沉水准仪、水准尺、钢尺2次/天1次/天2次/周4地表沉降水准仪、水准尺2次/天1次/天2次/周一般30mm5底板隆起水准仪、水准尺、钢尺2次/天1次/天2次/周8.2自动监测8.2.1观测预警值的确定：表8.2：隧道底板隆起变形预警值和报警值及采取的措施变形类型底板隆起上浮加强层沉降超限后采取的措施预警值每日0.50.5通报务相关单位，加强观测，加强上穿施工变形控制累积-3报警值每日1.01向相关单位报警，查原因。若轨道变形发展速度突变累积-5等异常，则应暂停运营，紧急查找分析原因8.2.2监测频率：上穿施工期间及施工结束后10天内，对地质及支护观察、隧道收敛、顶部下沉、地表沉降、底板隆起、地铁加强层沉降进行观测，观测数据超过预警值时，加密观测频率并上报相关单位。9资料整理和信息反馈随着工程施工的进度，监测工作在工程期间穿插进行。为了能够保证施工的安全性，并做到能实时指导施工单位的施工进度，应及时将测试信息反馈给项目部、工程监理、地铁运营公司。采取警戒控制法结合变形速率进行安全信息反馈，在数据超过警戒时，监测人员应在报表中标注出来，并且向施工单位技术主管和主管部门进行汇报。1)日常变形观测成果资料在每次观测的当天编制完报表报地铁线路公司、工程监理、项目部各一份。2)变形观测工作按计划全部结束后，进行资料整理，监测工作结束后一个月内向甲方提交技术分析总结报告。总结报告中包括：a.监测数据经专用的沉降分析软件进行分析和处理后汇总列表。b.基准点及沉降观测点的位置示意图。c.典型点沉降量与时间变化曲线图。d.沉降观测成果总表及分析报告。10应急预案被观测量的变形速率或累积变形量超出预警值时启动应急监测预案。具体措施如下：1）、将自动观测系统的观测间隔由1次／小时缩短为4次／小时；2）、各观测人员现场待命，坚守岗位；3）、精密水准观测组连续观测各监测点的沉降情况；随时将观测结果报送监控室；4）、监控室值守工程师随时将监测数据整理成报表送交现场总指挥。11监测质量控制11.1初期控制在施工前，根据总的施工设计方案，通过现场勘察，确定测试仪器和布置的位置、数量及深度，根据总的施工顺序和进度计划，初步确定测点布置顺序。11.2施工控制在仪器安装埋设前，必须对仪器、传感器和设备等进行检查，以保证仪器设备状态良好。在仪器安装埋设中要作好如下记录：仪器的种类、型号、编号和说明。测试元件布置的位置及编号。测点布置的日期。测试时的气候情况。安装和测试时周围施工状况。整个挖土施工过程记录。暗挖工程掘进施工记录。安装期间的调试及多次测取初始数据。11.3监测控制监测阶段，作好数据采集记录和信息反馈，仪器的维护和标定。根据规定的采集频率，满足系统在时间上的连续性要求，以仪器的精度和准确度为标准检验或判断数据的偏差是否正常。11.4数据分析处理控制全部采用计算机处理，自动图表处理数据。12安全措施1)建立健全安全管理规章制度和奖罚制度。2)进场前，应进行三级安全教育，提高全员安全意识和自我保护意识。3)进入现场前，首先应按规定使用（安全帽、安全带、防护背心等）安全防护用品，并采用简易方法确认其安全可靠；在工作中，要服从现场负责人的安排，严格执行安全操作规程。4)携带仪器去现场时，要轻拿轻放，采取必要的防震措施。5)到达测试现场后，项目工程师应与现场生产或技术负责人接洽，查看测试现场，询问有关安全生产的各项事宜，需要在无防护帽梁或连续墙上作业时，必须系好安全带，并有一人监护操作者；6)测试进行中，遇雨要立即停止测试工作，切断电源，将仪器等物品装入箱包中，退出现场；7)对于竖井内的监测工作，测试人员应沿防护围栏行走，并从扶梯处上下竖井；8)暂停操作等候时，须有人守护；9)测试人员要注意作业场地的周围环境，有正在进行的危险或妨碍测试作业时，应与现场负责人接洽，停止上述作业后再开始测试；10)现场作业时，除了符合技术规定的要求外，要注意保护仪器及现场人员的安全。11)有权拒绝违反操作规程的工作安排，并可向有关领导报告；12)发生安全事故，要积极抢救伤员，并保护现场。13)遇紧急情况，能处理的应及时处理，自己处理不了的，应及时向上级管理部门汇报，并做好记录。附图2：暗挖隧道地表及地下测试断面布点示意图：附图3：暗挖隧道地表及地下测试断面布点示意图（加强层）57710018030900120955790368228596330825771001803090012386576137399735760696577100180309001