基坑工程施工基坑监测及周边管线地铁保护

10.1基坑监测 110.1.1监测目的 110.1.2监测内容 110.1.3巡视检查 310.2地铁监测 410.2.1监测目的 410.2.2监测内容及范围 510.2.3监测频率及控制指标 610.3周边管线保护 710.3.1组织架构 710.3.2管线保护巡查 710.3.3相关单位联系电话 810.3.4管线保护措施及危险预警 810.3.5管线损坏应急预案 1010.4地铁保护 1110.4.1基坑支护设计保护措施 1110.4.2基坑施工保护措施 1210.4.3监测保护 1310.4.4协调与应急预案 1310.1基坑监测10.1.1监测目的本基坑开挖深度为15m，周边紧邻多栋高层建筑、交通繁忙的民田路以及地铁3号线隧道，周边环境复杂，地下管线密集。为确保基坑安全施工，在第三方监测的基础上，采用传统监测与远程自动化监测系统对基坑重要部位进行实时监控，确保基坑安全施工。监测的目的可归纳为如下几点：1）及时掌握和提供支护系统变化信息和工作状态；2）评价支护系统的稳定性和安全性；3）及时预报基坑险情，以便采取措施，防止事故发生；4）指导安全施工，修正施工参数或施工工序，验证、修改设计参数；5）及时预报周边建（构）筑物险情，保护邻近高层建筑、地铁3号线和周边管线的安全。10.1.2监测内容基坑监测主要项目有：坑顶位移、地连墙测斜、支撑轴力、立柱桩竖向位移、周边道路与管线位移、地下水位等。第一层土方开挖前需对各监测项目进行不少于2次监测，并取其平均值作为初始值。自监测点布置之日起开始监测，大雨、暴雨期间或支护结构出现异常情况时需加密一倍的监测频率。基坑监测项目监测项目标示符号测点数量报警值控制值支护结构测斜CX01440mm50mm墙身应力QY016300MPa360MPa支撑轴力ZC0116×20.8倍设计轴力设计轴力立柱桩竖向位移LZ01925mm30mm道路沉降DJ01832mm40mm坑顶水平位移JC011826mm30mm基坑水位观测SW0183.0m3.5m管线监测/21个剖面位移累计值24mm或变化速率2.4mm/d.位移累计值30mm或变化速率3mm/d.支撑设计轴力：ZCL1为6400kN，ZCL2为10000kN基坑监测频率监测项目基坑开挖期间开挖至坑底和地下室底板浇筑期间底板浇筑完成后支护结构测斜1次/3天1次/5天1次/7天墙身应力1次/3天1次/5天1次/7天支撑轴力1次/3天1次/5天1次/7天立柱桩竖向位移1次/3天1次/5天1次/7天道路沉降1次/2天1次/3天1次/7天坑顶水平位移1次/2天1次/3天1次/7天基坑水位观测1次/3天1次/5天1次/7天管线监测1次/3天1次/5天1次/7天基坑监测平面布置图10.1.3巡视检查对基坑边坡及周边环境采取目测巡视也是基坑监测中非常重要的一项工作，许多造成坡顶沉降或者基坑侧向位移等不利于支护结构稳定的因素，如施工质量、坡顶超载、管道渗漏等，都可以在日常巡视中及时发现，及时处理解决。此外，某些工程事故的隐患，如基坑四周的地面开裂、支护结构的裂缝、临近建筑物设施的裂缝等，也可以通过日常的目测巡视及时发现，及时排除可能出现的事故。所以，本工程将目测巡视工作列入监测日程计划，安排专人负责，并留有正式的巡视记录。对于巡视中若发现地面出现裂缝，应立即设置标志进行裂缝变化的观测。每条裂缝设置两个标志：一个设置在裂缝最大开口处，另一个设置在裂缝最末端，使其能正确的反映地面裂缝的延伸和发展情况，每天两侧用钢尺测量裂缝的宽度，裂缝观测标志用水泥固定并加以保护。对于连续多次观测未有变化的裂缝。应用水泥浆将裂缝堵上，以免地表水或雨水从裂缝中渗入坡体，降低了支护结构的安全性能。基坑工程巡视检查应包括以下主要内容：1、支护结构（1）支护结构成型质量；（2）冠梁、支撑、围檩有无裂缝出现；（3）支撑、立柱有无较大变形；（4）止水帷幕有无开裂、渗漏；（5）墙后土体有无沉陷、裂缝及滑移；（6）基坑有无涌土、流砂、管涌。2、施工工况（1）开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异；（2）基坑开挖分段长度及分层厚度是否与设计要求一致，有无超长、超深开挖；（3）场地地表水、地下水排放状况是否正常；（4）基坑周围地面堆载情况，有无超堆荷载。3、基坑周边环境（1）地下管道有无破损、泄露情况；（2）周边建（构）筑物有无裂缝出现；（3）周边道路（地面）有无裂缝、沉陷；（4）邻近基坑及建（构）筑物的施工情况。4、监测设施（1）基准点、测点完好状况；（2）有无影响观测工作的障碍物；（3）监测元件的完好及保护情况。10.2地铁监测10.2.1监测目的通过对本项目施工影响范围内的地铁3号线区间隧道的隧道道床、主体结构的水平位移、沉降等进行监测，使参建各方能够完全客观真实的把握施工质量，掌握工程各部分的关键性指标，确保地铁隧道结构安全；通过在地铁隧道内设置自动化监测系统自动采集反映地铁隧道的变形情况，可以实时地了解和掌握隧道结构的变形情况，重点关注隧道结构中变形较大的部位，若变形量超过规定限制，及时对隧道结构进行工程治理，防止隧道结构变形进一步加大，保证地铁安全运营。定期为业主提供及时可靠的信息用以评估本项目对地铁线路关键或重要的建构筑物的影响，并对可能发生的危及地铁及周边环境安全的隐患或事故提供及时、准确的预警；监控量测是项目实施信息化管理的重要环节之一，及时有限的监测数据能为调整施工开挖参数、施工支护参数等提供科学的依据，为保证工程和环境安全提供可靠信息；将监测数据变化情况与现场施工工况联系，以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定和优化下一步的施工参数，为后期施工信息化操作提供了可靠的帮助。对本工程施工技术方法进行适用性评价，积累工程经验，为类似工程提供基础数据支持和参数。地铁监测工作主要为第三方监测单位负责完成。10.2.2监测内容及范围根据项目现场条件，结合相关规范及设计要求，第三方监测单位主要负责项目对地铁3号线影响段地铁隧道左、右线的沉降及水平位移自动化监测。左隧道监测断面间距6m，共21个剖面；右隧道监测断面间距10m，共14个剖面。各区域监测情况如下：各区域监测点位埋设情况表项目监测区域监测点数目备注地铁3号线自动化监测福购区间左线105个在地铁隧道左线布设21个监测断面，每断面间距6m，每个断面布设5个监测点，监测点编号为ZD1-1～ZD21-5，共计105个监测点福购区间右线70个在地铁隧道右线布设14个监测断面，每断面间距10m，每个断面布设5个监测点，监测点编号为YD1-1～YD14-5，共计70个监测点地铁监测平面布置图地铁监测项目监测项目标示符号测点数量报警值控制值地铁监测剖面D1/D1’21+14隧道周边水位观测DSW0183.0m3.5m10.2.3监测频率及控制指标地铁隧道、车站位移和变形监测采用自动化监测，在施工前应按规定进行初测，监测自土方开挖之日起，至基坑开挖至底完成期间频率为1次/d，基坑开挖完成至整个基坑底板施工完成后7天期间1次/3d，底板完成7天后基坑回填完成后3个月1次/7d，基坑回填完成3个月且监测数据曲线变形趋于平缓时，经地铁集团同意，可停止监测。当出现工程事故或其它因素造成监测项目变化速率增大，应放大监测频率；当影响地铁的工程部分停工，频率可适当减少。地铁监测控制指标10.3周边管线保护10.3.1组织架构管线保护组织架构10.3.2管线保护巡查1、管线保护巡查制度在整个基坑施工过程中，需时刻关注现场已知管线位置的各种情况。根据现场管线监测点的变化情况对相应管线进行重点布控。在施工到管线附近位置时，必须专人盯班。在西侧、东侧燃气管道、给水管等压力管道、通信光缆周边施工时，要加大巡查频率，多人次的进行巡视。在现场临建施工阶段保证每两天对现场已知管线进行1～2次巡查；做到不遗漏，不忽视。在基坑开挖施工阶段保证每天对现场所有已知管线进行1～2次巡查；做到不遗漏，多角度多方面的观察，并做好巡视记录。2、管线巡查责任制总指挥：结合工程的施工特点和进度对现场的管线的安全负全面领导责任。副总指挥：对现场的管线安全负直接领导责任。数据分析小组：编制管线保护方案和巡查制度的，对现场管线的保护提出施工方案。对现场管线监测的数据进行数据分析和整理。现场巡查小组：负责管线保护方案的现场实施和现场巡查制度的落实。对外联系小组：负责现场管线各项对应单位的联络沟通和事务对接。10.3.3相关单位联系电话深圳电信：10000深圳移动：10086深圳联通：10010深圳燃气：供电局：95598城建服务热线：12319水务局：10.3.4管线保护措施及危险预警1、基坑支护施工阶段本工程基坑支护形式为地下连续墙加两道钢筋混凝土内支撑。基坑支护施工阶段对临近管线的保护措施主要分为几个方面：（1）对管线距离基坑比较近的部位采取合理的施工工序。（2）场地东侧地下连续墙外存在燃气管线，距墙外边线约2.9～3.1m，地下连续墙导墙施工时，需挖探坑探沟以查明燃气管线的具体位置；过程中需严格控制安全距离，并适当降低成槽速度，做好燃气管线的保护工作，降低施工造成破坏的可能性。（3）场地东侧地下连续墙外约4m埋设有电信光缆，施工过程中同样需重点保护。（4）场地北侧沿红线长度范围埋设有雨水管线，局部已进入场地开挖范围内，西侧红线内有给水管线南北向横穿场地，施工前排查场内管线的使用情况，协调相关单位尽快进行改迁工作。2、土方开挖施工阶段土方开挖前，需仔细排查坑内是否存在地下管线，如有应及时上报业主、监理及相关部门，确认是否可以移除。土方开挖阶段，为保护地下管线安全需要在以下几方面注意：（1）保证开挖次序：围护体及支撑系统的设计是严格按照土方开挖施工工序来进行的，因此土方开挖阶段必须严格按照基坑支护施工图要求的顺序来进行。（2）地下水位监测：本工程基坑周边设置了封闭的止水帷幕，隔断了基坑内外地下水的水力联系，理论上来讲，坑外地下水不会对坑内造成影响。但是，地下工程施工质量控制难度较大，很难避免基坑局部出现止水帷幕渗漏的情况，一旦发现渗漏应及时进行封堵。同时，施工过程中应严密监测坑外地下水位，一旦发现坑外水位下降较快，超过设计允许值，应及时查明原因，并采取相应措施，必要时可以进行回灌处理。（3）限制基坑周边堆载：施工过程中，应严格控制基坑周边堆载不要超过限值，对于坑外道路，亦应加强监控，确保基坑安全。如果出于施工需要，局部堆载需要超限值，应尽量远离基坑边线，同时还应对围护体进行设计复核，并报请业主及即可设计单位审批。（4）土方开挖时应该密切监测基坑变形，遇到变形异常情况将立即停止开挖，组织监测和设计等技术单位共同商量对策。如果变形突变或者接近、靠近警戒值，应及时向业主、监理汇报，并将现场工人撤离，与业主、监理协商加固措施。（5）在挖土和换撑过程中，由专人作检查、观测，发生管线位移变化过大时立即查清原因，采取措施，确保基坑周边管线位移不超过警戒值。3、管线变形危险报警周边建筑、管线的报警值除考虑基坑开挖造成的变形外，尚应考虑其原有变形的影响。当出现下列情况之一时，必须立即进行危险报警，并对基坑支护结构和周边环境中的保护对象采取应急措施。1、当监测数据达到监测报警值的累计值；2、基坑支护结构或周边土体的位移突然明显增长或基坑出现流砂、管涌、隆起、陷落或较严重的渗漏等；3、基坑支护结构的锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象；4、周边建筑的结构部分、周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝；5、周边管线变形突然明显增长或出现裂缝、泄漏等；6、根据当地工程经验判断，出现其他必须进行危险报警的情况。10.3.5管线损坏应急预案1、水管爆裂应急预案1）施工前与管线单位进行沟通，加强现场监护，摸清地下管线的走向、管径、深度等情况，并在地面上标出来，没摸清除的可以开样洞。2）如果是机械开挖损坏水管爆裂，首先立即与上水单位联系，并组织人员马上进行排水，预防事态扩大。3）立即寻找阀门关闭，并与附近厂家联系采取应急措施以防有锅炉使用因脱水而引起事故。4）如果水管脱节出水，应立即组织人员清除脱节处周边的土方，暴露出脱节的位子。并开挖排水，以为抢修创造条件。5）如果是沟槽边水管损坏出水，首先把人救出沟槽，并用水泵把水从沟槽中排出，以防基坑积水过长造成沟槽土方坍塌。6）在组织抢修同时，必须在30分钟之内向组长汇报。2、燃气管破裂应急预案1）与管线单位进行沟通，在燃气管道位置设置明显警示牌，并请管线单位人员定期到现场检测。2）一旦发生煤气管损坏破裂，应立即维护好现场，用路栏围好，以防他人误入。3）立即与煤气单位联系，并必须在30分钟内向组长报告。4）组织人员对现场的监护，避免明火接近，严禁电器开关的使用，预防冲撞动作的出现以预防起火事态扩大。5）立即关闭附近阀门，切断电源，阻止事态扩大。3、电缆损坏应急预案1）与管线单位进行沟通，作业时请监护人员定期到场检查，摸清地下电力管线走向、深度、规格等。2）用机械作业挖坏电缆，造成触电，机械人员必须冷静处理，如机械上有电操作人员应采取双脚跳的方式离开电区。3）立即与电缆公司联系或与110救援。4）加强现场维护，以防行人闯入。5）如果架空电缆断裂，立即采取人员维持现场，尽快用围栏围好并注意两个断头的位置以离触及人群，造成事态扩大。6）在采取应急抢救的同时，务必于30分钟内向组长江报。4、通讯线缆损坏应急预案1）与管线单位进行沟通，摸清地下管线走向、埋深、规格等情况。2）作业时请管线单位人员定期到现场检查。3）如果是机械挖断的，应立即停止作业。4）立即通知管线单位及速向上级有关单位汇报。5）组织人员开挖管线断裂的周边土方，以便及时修复。6）如果是部队通讯电缆，应立即加强现场保护。7）现场人员配合管线单位抢修，必要时动用机械设备。10.4地铁保护10.4.1基坑支护设计保护措施1、增大支护体系稳定性，减小基坑变形围护体系：增加地连墙嵌固深度等增大围护体系稳定性；支撑体系：采用两道混凝土内支撑，提高支撑体系刚度；利用土坡道做反压土台。2、高压旋喷桩止水帷幕基坑东侧靠近地铁3号线，为了更有效的隔断基坑内外的水力联系，也为了防止地连墙施工对地铁隧道的影响，基坑外围设置高压旋喷桩止水帷幕，起到预加固和有效止水的作用。3、设计应急保护措施1）沉降与水平位移过大基坑变形较大和地面沉降过大时，可在地连墙后增打旋喷桩、袖阀注浆加固等的处理措施。2）地下水渗漏地下水渗漏往往是止水帷幕出现问题。可采用补打旋喷桩、袖阀注浆等方式处理。3）雨季汛期在雨季汛期，应合理组织地表水排放，并安排足够的排水设备对汇集的地表水进行抽排。同时在基坑四周，应对地表水进行疏导，避免大量的地表水集中涌入基坑内。10.4.2基坑施工保护措施1、围护结构施工阶段（1）严格按设计要求，控制施工次序。采取跳槽法施工，并应在灌注混凝土24小时后进行相邻槽段施工，以避免土体扰动过大造成塌孔。（2）控制施工速度；护壁泥浆具有固壁作用，在成槽时，应保持循环泥浆具有一定的比重和粘度，同时，泥浆液面应位于地下水位以上2m左右，遇到砂层时适当降低成槽速度并提高泥浆比重和粘度。2、土方开挖及内支撑施工阶段（1）严格控制开挖深度，分层分块，严格遵循对称均匀、先撑后挖的原则。（2）内支撑施工应严格控制施工质量，从钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑与养护等几个方面控制。（3）开挖过程中发现支护结构位移变化较大应立即停止施工，不盲目施工。（4）加强变形监测工作。3、地下水控制（1）对止水帷幕采用围井和取芯试验检验其止水效果。（2）加强对基坑外侧地下水位的监测工作。（3）一旦发现坑外水位下降较快，应采取相应措施，必要时可进行回灌处理。（4）止水帷幕渗漏处理本工程基坑周边设置了地下连续墙围护，可形成封闭的止水帷幕，隔断基坑内外地下水的水力联系，同时在东侧加设一排单管旋喷桩以加强止水效果。但是，地下工程施工质量控制难度较大，有可能局部发生漏水。水流带走土层颗粒，造成坑外水土流失，对周围环境的沉降危害较大，易引起周边建筑物的开裂、下沉。一旦发现渗漏应及时进行封堵，同时，施工过程中应严密监测坑外地下水位，尤其是基坑东侧的变化情况。一旦发现坑外水位下降较快，超过设计允许值，应及时查明原因，并采取相应措施，必要时可以进行回灌处理。4、严格控制周边堆载在施工中针对可能对周边环境造成影响的因素，采取专项保护措施，减小地下施工对周边环境的影响。严格控制周边堆载，施工过程中，严格控制基坑周边堆载不超过设计值，尤其是临近地铁侧，需对坑外道路，加强监控，确保基坑安全。5、加强雨季排水在暴风雨季节，应采取暴雨应急措施，尽量减少基坑泡水的可能性，避免土体因雨水连续冲刷或浸泡导致强度降低，发生塌方。（1）基坑的周边砌筑300mm高的挡水台，作为通常情况下的挡水设施；配备足够数量的草包，紧急时对基坑周围施做围堰，防止地面水大量流入坑内。（2）施工现场仓库配备足够数量的潜水泵、泥浆泵，用于排除现场积水。（3）及时获取天气信息，预先做好准备工作。（4）在进行现场平面布置时，考虑适当加大明排系统的能力，并加强管理保持其畅通。10.4.3监测保护1、加强巡视巡查措施每天派专人对周边进行巡视检查，尤其是基坑开挖、周边堆载等对周边环境影响较大的工序时，更应加大巡视检查的密度。发现异常及时报告，做好各项沟通工作，共同制订保护措施。2、加强周边变形监测，制订应急预案在基坑影响范围内的周边建构筑物上布置变形监测点，加强对临近建（构）筑物变形监测。如有异常及时采取措施，减少周边环境变形。（1）施工期间，