廣州地鐵2#隧道監(jiān)測方案.doc

第1章 工程概況1.1平面位置廣州市軌道交通三號線北延段工程施工區(qū)間2標(biāo)段【梅花園站南方醫(yī)院站、南方醫(yī)院站同和站盾構(gòu)區(qū)間】土建施工項目，線路位于廣州市白云區(qū)，線路從梅花園站向北沿廣州大道北經(jīng)過南方醫(yī)院站繼續(xù)沿廣州大道北、下穿南方醫(yī)院人行天橋和4#人行天橋后到達同和站。1.2主要施工方法根據(jù)設(shè)計文件，本工程涉及的主要方法有：1、梅花園南方醫(yī)院站區(qū)間：隧道施工豎井采用倒掛法施做、橫通道礦山法（臺階法人工開挖）、圓形隧道礦山法（爆破開挖）、盾構(gòu)法、圓形礦山+盾構(gòu)拼裝聯(lián)合施工法；2、南方醫(yī)院站同和站區(qū)間：盾構(gòu)法。1. 3地層巖性本礦山法隧道及盾構(gòu)沿線第四系土層主要有人工填土、沖積洪積砂層、土層及淤泥質(zhì)土層、殘積土層，其中第四系土層變化較大，軟土零星分布，厚度較小，沖積洪積砂層在此段較發(fā)育，地下水較豐富。下伏基巖為：燕山期花崗巖分布地段，巖面起伏較大，全風(fēng)化和強風(fēng)化帶厚度較大，風(fēng)化強烈，個別地段存在球狀風(fēng)化孤石，裂隙局部發(fā)育，地下水不豐富；震旦系變質(zhì)巖分布地段，巖性主要為花崗片麻巖、混合花崗巖，部分地段為混合花崗巖，變質(zhì)石英砂巖、石英巖等。巖石風(fēng)化強烈，全風(fēng)化和強風(fēng)化帶厚度較大，節(jié)理，裂隙稍發(fā)育，中微風(fēng)化巖巖面大部分地段埋藏較深，且起伏較大。第2章 監(jiān)測的目的和意義2.1監(jiān)測的目的及意義由于地表的部分建筑以及地下分布的市政，電力和通信管線，管溝，若發(fā)生過量的沉降或位移，將會引起建筑物及管線的破壞。因此及時掌握開挖支護期間建構(gòu)的穩(wěn)定性以及掌握施工期間對周圍環(huán)境的影響非常重要，必須進行全面的監(jiān)測。同時監(jiān)控量測也是設(shè)計的要求，由于地下工程地質(zhì)條件的變化，結(jié)構(gòu)設(shè)計目前仍以工程經(jīng)驗類比法和監(jiān)控量測法為主。通過監(jiān)測以達到以下目的： 1.及時掌握圍巖動態(tài)和支護結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，利用量測結(jié)果修改設(shè)計，指導(dǎo)施工；2.預(yù)見事故和險情，以便及時采取措施，防患于未然；3.積累資料，為以后的工程設(shè)計提供類比資料；4.為確保隧道安全提供可靠的信息；5.量測數(shù)據(jù)，經(jīng)分析處理與必要的計算后，進行預(yù)測和反饋，以保證施工安全和隧道的穩(wěn)定。2.2 測點布置原則1、按監(jiān)測預(yù)設(shè)方案在現(xiàn)場布設(shè)測點，當(dāng)實際地形不允許時，可適當(dāng)進行修正，盡量保證點位的合理性。2、為驗證設(shè)計參數(shù)而設(shè)的測點布置在最不利位置和斷面，為指導(dǎo)施工而設(shè)的測點布置在相同狀況下最先施工部位，其目的是為了及時反饋信息，以修改設(shè)計和指導(dǎo)施工。3、地表變形測點的位置既要考慮反映對象的變形特征，又要便于采用儀器進行觀測，還要有利于測點的保護。4、深埋測點（結(jié)構(gòu)變形測點等）不能影響和妨礙結(jié)構(gòu)的正常受力，不能削弱結(jié)構(gòu)的剛度和強度。5、各類監(jiān)測測點的布置在時間和空間上有機結(jié)合，力求同一監(jiān)測部位能同時反映不同的物理變化量，以便找出其內(nèi)在的聯(lián)系和變化規(guī)律。6、測點的埋設(shè)應(yīng)提前一定的時間，并及早進行初始狀態(tài)的量測。7、測點在施工過程中一旦破壞，盡快在原來位置或盡量靠近原來位置補設(shè)測點，以保證該測點觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性。2.3作業(yè)依據(jù)1、地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范(GB 50308-1999)；2、廣州軌道交通施工測量管理細(xì)則（第二版）；3、工程測量規(guī)范(GB50026-93)；4、建筑變形測量規(guī)程（JGJ/T8-97）；5、國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范 GB 12987 916、隧道線路圖及會審文件第3章 信息化施工和組織措施施工監(jiān)測是施工決策的信息來源與施工管理的控制對象。通過測量收集到必要的數(shù)據(jù)，繪制各種時態(tài)關(guān)系圖，進行回歸分析，對支護的受力狀況和施工安全做出綜合判斷，并及時反饋于施工中，調(diào)整施工措施，使施工過程完全進入信息化控制中。根據(jù)本標(biāo)段工程規(guī)模和監(jiān)測任務(wù)，擬成立監(jiān)測組；由本項目部礦山法施工機構(gòu)中測量工程師和助理工程師負(fù)責(zé)監(jiān)測點設(shè)計、布置和量 信 息 化 施 工 流 程 圖 測操作以及數(shù)據(jù)處理，并將監(jiān)測信息及時反饋給項目總工程師。分析地質(zhì)情況制定監(jiān)測計劃施 工量 測數(shù)據(jù)處理分析施工狀態(tài)評價價穩(wěn)定性判別結(jié)構(gòu)施工是否完成結(jié) 束修改支護參數(shù)數(shù)否否是是信息化施工流程圖如上。1、礦山法隧道及盾構(gòu)施工監(jiān)測測量技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組：組 長：何云（高級工程師）2、現(xiàn)場施工作業(yè)人員周明(工程師）、邢旗勝(助理工程師)、王杰（驗線員）、唐媚（測量工）第4章 監(jiān)測的項目及方法4.1監(jiān)測項目設(shè)計 為掌握隧道在暗挖的施工掘進過程中，土體變形情況及支護結(jié)構(gòu)側(cè)向位移和周圍地表周圍建筑物沉降等情況，并將實際情況與設(shè)計值進行對比分析，以便采取相應(yīng)措施。各項監(jiān)測內(nèi)容的控制標(biāo)準(zhǔn)及警戒值如下：監(jiān)測項目監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)(mm）警戒值(mm)地表沉降+10/-30-20水平位移30隧道凈空收斂-30-204.2礦山法隧道施工監(jiān)測方法隧道施工監(jiān)控項目及內(nèi)容序號項目名稱方法及工具布置量測周期1隧道洞內(nèi)外地質(zhì)和支護狀態(tài)觀察隧道內(nèi)巖石地質(zhì)狀況、支護等的觀察。洞內(nèi)和掌子面地質(zhì)橫切面，加筋支護。開挖后及初期支護后進行1次/天， 襯托完成穩(wěn)定后1次/10天2水平收斂監(jiān)測 做收斂點后，用收斂計測量收斂點間相對位移情況。類、類圍巖設(shè)置5個測點，形成6條收斂線1次/天初次做點后13周收斂穩(wěn)定后停止監(jiān)測3拱頂下沉的 監(jiān)測用精密水準(zhǔn)儀觀測拱頂?shù)呢Q向位移。和水平收斂同一個斷面，拱頂中間布置一個觀測點。1次/天下沉穩(wěn)定后停止監(jiān)測4隧道底部隆陷的監(jiān)測用精密水準(zhǔn)儀觀測隧道底部的豎向位移同拱頂下沉同一個斷面，在隧道中央設(shè)一測點1次/天1次/5天下沉穩(wěn)定后同上5隧道周圍地表沉降的監(jiān)測用精密水準(zhǔn)儀觀測隧道周圍地表標(biāo)高隧道施工相臨階段連接處，每個斷面按設(shè)計要求布點1次/天開挖斷面30m內(nèi)1次/1周開挖過30m后同上6地下重要管線的監(jiān)測用精密水準(zhǔn)儀對重要管線，用水準(zhǔn)觀測并計算沉降量在地表沉降點的范圍內(nèi)，露出重要管線并做一標(biāo)記1次/天開挖斷面20m內(nèi)1次/2天開挖斷面30m內(nèi)同上7地表建筑物的沉降用精密水準(zhǔn)儀對所埋監(jiān)測點進行水準(zhǔn)觀測，計算沉降量在地表沉降區(qū)域內(nèi)的建筑物墻角、柱子、門邊、地面等處每隔15米左右布設(shè)一點1次/天初 期1次/7天地表沉陷穩(wěn)定隧道竣工后停止監(jiān)測8爆破振動監(jiān)測用振動測試儀監(jiān)測爆破的振動速度離爆破源較近的主體結(jié)構(gòu)及臨近構(gòu)筑物埋設(shè)傳感器1次/天1次/2天50m4.2.1隧道內(nèi)外地質(zhì)和支護狀態(tài)觀察主要觀測巖石名稱、產(chǎn)狀、風(fēng)化變質(zhì)情況，斷層、節(jié)理、裂隙發(fā)育及發(fā)展情況。洞內(nèi)水情包括滲水、涌水的部位、流量等。對初期支護的觀察、支護裂縫觀察；包括噴層開裂部位、寬度、長度及深度，模筑混凝土襯砌的整體性，防水效果等。同時每日在噴射混凝土之前進行1次掌子面地層情況觀測，繪制素描圖，地質(zhì)條件變化比較大時，適當(dāng)增加次數(shù)。4.2.2水平收斂量監(jiān)測隧道開挖后，周邊點的位移是圍巖和支護力學(xué)形態(tài)變化的最直接，最明顯的反映，凈空的變化(收縮或擴張)是圍巖變形最明顯的體現(xiàn)。由于本段暗挖隧道采用全斷面爆破法，擬定洞內(nèi)類圍巖每5m設(shè)置一量測斷面，類圍巖每10m設(shè)置一量測斷面，每一斷面設(shè)置5個測點，形成6條收斂測線，拱頂點兼作下沉量測點，采用收斂計量測圍巖相對位移情況。測點的埋設(shè)可使用=6.5mm的帶掛鉤的鋼筋，在噴射混凝土后及時進行，不帶掛鉤的一端埋設(shè)在墻體里，觀測時，將收斂計掛上即可進行，點位的布設(shè)位置如圖所示。各項觀測應(yīng)在每次開挖后立即進行，初始讀數(shù)在開挖后12小時內(nèi)取得。量測頻率為每天1次。各項觀測持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后的13周，平時及時根據(jù)觀測數(shù)據(jù)繪制凈空收斂時態(tài)曲線及凈空收斂與距開挖工作面距離的關(guān)系圖。該項觀測選用國產(chǎn)JSS30A型數(shù)顯收斂計，其讀數(shù)精度可達0.06mm。 收斂觀測及拱頂下沉布點示意圖 每次觀測后，將觀測數(shù)據(jù)列成表格，計算出收斂值并同上次觀測數(shù)據(jù)進行比較，同時算出累計收斂值。必要時以時間為橫坐標(biāo)，收斂量為縱坐標(biāo)繪制收斂曲線圖。相應(yīng)措施：當(dāng)收斂量測位移時間曲線出現(xiàn)反彎點，查清原因，采取加密加強支護等措施控制變形，確保施工安全。4.2.3拱頂下沉的監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)拱頂?shù)呢Q向位移是隧道施工中一個重要的監(jiān)測項目，其目的是觀測拱頂?shù)慕^對位移量，監(jiān)測主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保結(jié)構(gòu)安全。布設(shè)監(jiān)測點應(yīng)選擇典型拱頂處埋設(shè)測點。 （1） 觀測儀器 Leica NA2GPM3型精密水準(zhǔn)儀、銦鋼水準(zhǔn)尺。 （2） 觀測點的布置 觀測點與收斂觀測點布置在同斷面內(nèi)，在各施工導(dǎo)洞拱頂中部布置一個觀測點。 （3）觀測頻率 距離開挖斷面30m時1次天，穩(wěn)定后停止監(jiān)測。 （4）資料整理 及時根據(jù)觀測數(shù)據(jù)繪制拱頂下沉?xí)r態(tài)曲線及與拱頂下沉與距開挖工作面距離的關(guān)系圖。及時將觀測成果（按二等水準(zhǔn)觀測要求）匯報給項目總工程師及監(jiān)理和業(yè)主相關(guān)部門。4.2.4隧道底部隆陷的監(jiān)測隧底隆陷量測斷面與拱頂下沉量測斷面設(shè)為同一斷面，便于與拱頂位移相比較。隧底中央設(shè)一測點，在拱頂量測下沉量時同時進行隧底隆陷量測，斷面設(shè)置與前相同。相應(yīng)措施：如發(fā)現(xiàn)隆陷變化異常，查清原因后，采取增打長錨桿提前加設(shè)仰拱等措施，控制隆陷，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。4.2.5隧道周圍地表沉降的監(jiān)測為了掌握在圍護結(jié)構(gòu)完成后，隧道開挖全過程中及隧道內(nèi)襯墻體施工中地表周圍下沉的范圍和下沉量值以及裂縫的情況而設(shè)置的監(jiān)測。1測量儀器 觀測使用NA2GPM3型精密水準(zhǔn)儀、3m銦鋼水準(zhǔn)尺(2把)。 2點位布置 選擇在主體結(jié)構(gòu)劃分的施工階段中，即在各施工階段的中部或相臨階段連接位置處設(shè)置監(jiān)測斷面，每個斷面設(shè)置15個監(jiān)測點，最遠(yuǎn)測點以埋深高度離隧道邊呈45斜角至地面位置為準(zhǔn)。相臨兩個監(jiān)測斷面的間距直線段為50m，曲線段為20m，每個量測斷面測點呈對稱布置，如果在監(jiān)測點周圍有障礙物，間距可適當(dāng)增減。邊緣部分間距稍大，以510米為準(zhǔn)，中間部分間距稍短，保證每個斷面點位埋設(shè)滿足監(jiān)測最低要求。由于地面建筑物密集，綠化帶也影響了地面沉降點的布設(shè)，所以在布設(shè)沉降點的時候要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況（沉降點的布設(shè)情況如附圖所示，其中線路上的紅點標(biāo)記為沉降點）來設(shè)計點位的埋設(shè)。3觀測頻率 距離開挖斷面30m 時1次/1日，距離開挖斷面50m 時1次/2日，穩(wěn)定后停止監(jiān)測。4數(shù)據(jù)處理 監(jiān)測時嚴(yán)格執(zhí)行GB12987-91國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范，按二等水準(zhǔn)要求及時將觀測成果匯總（本次沉降值和累計沉降量），并繪制沉降變化曲線。4.2.6地下重要管線的監(jiān)測1.觀測儀器 觀測使用NA2+GPM3型精密水準(zhǔn)儀、3m分劃為5mm的線條式銦鋼水準(zhǔn)尺(2把)；2.測點的布設(shè)管線沉降測點埋設(shè)示意圖在布置地表沉降監(jiān)測點的同時，挖開地下管線上方覆蓋土，直至露出管面，在管面上標(biāo)注記號作為監(jiān)測點，埋設(shè)200mm的鋼管，鋼管上方略低于地表面，用蓋板將觀測孔蓋好，保護監(jiān)測點；3.觀測頻率 離開挖斷面20m內(nèi)1次/日，30m以內(nèi)時1次/2日。穩(wěn)定后停止監(jiān)測。4.觀測方法 觀測方法同地表沉降觀測。5.監(jiān)測跟隨施工及時進行，根據(jù)觀測的數(shù)據(jù)及時繪制測點沉降變化曲線。4.2.7地表建筑物的監(jiān)測為了保障施工現(xiàn)場周圍建筑物的安全，在整個施工過程中都要對周圍建筑物進行變形監(jiān)測，因為地表的不均勻沉降會對建筑物構(gòu)成危害，致使建筑物會發(fā)生沉降、傾斜和產(chǎn)生裂縫。由于礦山法隧道需要通過建筑物下方，對地表建筑物產(chǎn)生影響，而對建筑物的監(jiān)測有利于掌握隧道在施工過程中對地表建筑物的影響程度。用NA2+GPM3精密水準(zhǔn)儀及配套銦鋼水準(zhǔn)尺依據(jù)建筑變形測量規(guī)程JGJ/T8-97對既有建筑物進行監(jiān)測。根據(jù)實際情況在建筑物每隔15米左右布設(shè)測點，或在墻角、柱子、門邊、地面等處，用鋼筋在既有建筑物上布設(shè)沉降監(jiān)測點（如示意圖所示），用油漆作出明顯標(biāo)志。施工前依據(jù)水準(zhǔn)基點對各沉降觀測點的高程獨立進行兩次觀測，取兩次觀測成果的平均值做為各沉降觀測點的原始高程。隧道掘進初期每日進行1次觀測，當(dāng)?shù)乇沓料莘€(wěn)定后，每周觀測1次。每次觀測結(jié)束后，及時整理觀測記錄、計算當(dāng)次沉降值和各點的累積沉降值，并繪制沉降量時間關(guān)系曲線。將觀測結(jié)果上報項目總工程師及監(jiān)理和業(yè)主相關(guān)部門（現(xiàn)場以實際情況具體調(diào)整點位的布設(shè)）。建筑物墻體 5cm 10cm建筑物沉降監(jiān)測點的布設(shè)示意圖4.2.8爆破震動監(jiān)測在城市爆破工程中，震動速度的監(jiān)測是降震指導(dǎo)施工的重要手段之一。因此，要在爆破中進行全過程的爆破震動跟蹤監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測信息，掌握爆破對已施工支護結(jié)構(gòu)及地表建筑物的影響程度，及時調(diào)整爆破參數(shù)?？刂瞥⑶吠诩熬S護隧道內(nèi)外環(huán)境穩(wěn)定。1）監(jiān)測儀器采用DSVM-2A型振動測試儀及與之配套的分析軟件，可以實現(xiàn)波形恢復(fù)，顯示最大速度值、最大加速值、及最大位移值，概率密度分析，頻譜分析等。該儀器主要包括傳感器、放大器，記錄器及導(dǎo)線。2）監(jiān)測布點為了監(jiān)測地面建筑物和隧道的穩(wěn)定性，確保地面建筑物和隧道結(jié)構(gòu)安全，地面布點時應(yīng)在離爆源較近的隧道主體結(jié)構(gòu)及臨近建筑物埋設(shè)傳感器。隧道監(jiān)測點分別設(shè)在拱頂及拱腳以下1m處，洞內(nèi)監(jiān)測時，測點距掌子面的距離一般以爆破后飛石不損壞測點為原則。在所埋預(yù)埋件的地方，用沖擊鉆鉆孔，在孔中填塞水泥砂漿后插入預(yù)埋件，使預(yù)埋件軸線垂直于測量表面。3）測試監(jiān)測前，將傳感器編號，固定在規(guī)定的測振儀中，并配合固定的振子，然后在標(biāo)定振動臺上進行標(biāo)定，作出振子跳高和速度的標(biāo)定曲線，傳感器、放大器槽路和振子在監(jiān)測中不得互換，以提高量測精度。每隔一段時間后，要重新對該系統(tǒng)進行標(biāo)定，檢查其是否發(fā)生變化，以便修正，抗震性能越強，防干擾性能越好，量測數(shù)據(jù)就越精確、穩(wěn)定。量測時注意導(dǎo)線的接頭防潮和屏蔽。監(jiān)測前傳感器預(yù)埋件必須牢固地埋填在測點處的圍巖內(nèi)，留出少量螺栓，以和傳感器擰緊為原則，不要使傳感器離測量面太遠(yuǎn)，以防產(chǎn)生相對運動，影響量測精度。監(jiān)測時，起爆與測量儀器的同步通過一同步電纜（一端連在掌子面起爆雷管上，另一段連在示波器上）實現(xiàn)。4）記錄與計算利用該儀器和計算機的RS-232接口將測得振動數(shù)據(jù)存入計算機磁盤，保存所測數(shù)據(jù)及時進行分析。要求最大振速不得超過15mm/s，同時根據(jù)地面地下建構(gòu)筑物對振動速度的要求進行控制。4.3監(jiān)測頻率說明各監(jiān)測斷面變形量間距不但要滿足設(shè)計要求,同時要根據(jù)變形速度調(diào)整有關(guān)項目量測時間,滿足鐵路隧道錨噴構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求,并取量測頻率較高的標(biāo)準(zhǔn)做為實際標(biāo)準(zhǔn)。具體如下表：變形速度（mm/d）55110.50.50.20.2量測頻率2次/d1次/d1次/23d1