地鐵監(jiān)測基本知識

1、地鐵工程監(jiān)控量測技術(shù)主要內(nèi)容1、監(jiān)測什么?2、怎樣監(jiān)測?對象方法、手段3、測點(diǎn)、元件是怎么回事兒？4、基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)值的重要性！如何取得？5、測試元件、儀器的選購及標(biāo)定6、數(shù)據(jù)處理、資料整理、報(bào)告編寫7、監(jiān)控量測的實(shí)施過程小結(jié)1、監(jiān)測什么?(1).車站基坑監(jiān)測地面沉降測斜管 土體側(cè)向位移對象墻頂水平位移周邊建筑物沉降內(nèi)支撐(軸力軸力)圍護(hù)結(jié)構(gòu) (變形變形)(2).區(qū)間隧道拱頂沉降必測水準(zhǔn)儀洞周收斂襯砌應(yīng)力選測錨桿拉力收斂計(jì)混凝土應(yīng)變計(jì)鋼筋計(jì)(3).周邊環(huán)境監(jiān)測地表沉降建(構(gòu))筑物沉降傾斜裂縫觀測沉降槽全站儀水位計(jì)地下水(水位、滲水壓力)地下管線沉降、位移2、怎樣監(jiān)測? 方法、手段(1)支撐軸力的

2、監(jiān)測： 軸力計(jì) 鋼筋計(jì) 混凝土應(yīng)變計(jì)鋼筋計(jì)軸力軸力支撐鋼筋計(jì)鋼筋計(jì)焊接方法 鋼筋計(jì)連接桿與鋼筋的焊接最好采用對焊，如果沒有對焊條件，可以用綁焊，但是必須用兩根短鋼筋?yuàn)A住接頭以通長焊縫正反兩面焊接。焊接時(shí)注意降溫，用毛巾纏繞、淋水降溫以使傳感器部位溫度不超過80，用手摸感覺到不燙即可。錯(cuò)誤焊法混凝土應(yīng)變計(jì)安裝方法扎絲應(yīng)變計(jì)主筋箍筋鋼筋導(dǎo)線混凝土應(yīng)變計(jì)錯(cuò)誤作法大-黃區(qū)間用應(yīng)變磚振弦式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu) 1f = 2l3g 4l 2=f Ec gL 4l Q= E gL3 = Q ( f f )02 20標(biāo)定系數(shù)Q值的計(jì)算 = Q ( f f )02 20荷載(kN)01002003000100

3、200300累計(jì)比差 (kN)頻率讀數(shù) (Hz)1500152215431565064365122741187106300187106=1.60310-3累計(jì)平方比差(Hz2) Q值(kN/Hz2)相對零點(diǎn)法計(jì)算測量值 2-f 2)(1).鋼筋計(jì)：P=Q(f0 2)(kN/Hz 2-f 2)(2).混凝土應(yīng)變計(jì)：=Q(f0 2)(/Hz 2-f 2)(3).軸力計(jì)：P=Q(f0 2)(kN/Hzf0初測值的受力狀態(tài)(避開日照，水化熱，混凝土強(qiáng)度)測點(diǎn)埋設(shè)位置避開變截面和端部的影響電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)直線比例關(guān)系：混凝土應(yīng)變計(jì) R / R R / RK= L / L鋼筋計(jì)電阻應(yīng)變片構(gòu)

4、件惠斯登電橋名 稱型 號TC-21KTC-31KYJR-5UCAM-1A主 要 技 術(shù) 性 能日本產(chǎn)單點(diǎn)手持應(yīng)變儀，可采集、存儲數(shù)據(jù)，且有通訊功能?？蓪?shí)現(xiàn)多點(diǎn)測量，巡回掃描，一次存儲13000個(gè)數(shù)據(jù)。國產(chǎn)四位半數(shù)字應(yīng)變儀，主機(jī)可測10點(diǎn)，分辨率1。多點(diǎn)手持應(yīng)變儀，可巡回掃描。數(shù)字應(yīng)變儀(2) 測斜鉆孔傾斜儀測試系統(tǒng)組成數(shù)字記錄儀測斜管探頭電纜GK-603型傾斜儀系統(tǒng)測斜儀監(jiān)測連續(xù)墻變形鉆孔傾斜儀監(jiān)測原理圖測斜儀安裝技術(shù)(1).測孔布置 在可能發(fā)生滑移或側(cè)向變形的地方布置測孔。(2).鉆孔 選定測孔部位后，鉆直孔(傾斜不超過2)，孔徑應(yīng)大于測斜管外徑50mm。(3).測斜管安裝與埋設(shè) 預(yù)接測斜管

5、：測斜管應(yīng)該在一平正的場地預(yù)先對接。 下沉安裝測斜管：將測斜管沉入鉆孔，第一根測斜管底端要裝上底蓋，作好密封。 每根測斜管的 對接在現(xiàn)場邊下邊接 ，測斜管在下沉過程中要使測斜管中的一對導(dǎo) 槽與巖體的滑動(dòng)方向一致。測斜管的 埋設(shè)深度應(yīng)大于巖體變形深度的35m。(4).灌漿固結(jié) 灌漿材料可用水泥漿，固結(jié)后的漿體力學(xué)性能應(yīng)與鉆孔周圍巖體相近。也可用粗砂 或米粒石。在灌漿時(shí)由下而上進(jìn)行，為防止測斜管浮起，要在測斜管內(nèi)注入清水。(5).洗管與作好孔口保護(hù) 灌漿完畢后，應(yīng)用清水在管內(nèi)進(jìn)行清洗。洗孔完畢后應(yīng)作好孔口保護(hù)，以防破壞。 待漿料凝固后要量測測斜管導(dǎo)槽的方位，管口的坐標(biāo)及高度，對安裝埋設(shè)過程中發(fā) 生

6、的問題要詳細(xì)記錄。監(jiān)測結(jié)果位移值（mm）0.002410.020.030.040.050.00240.08.0位移值（mm）16.024.032.040.0深度（m）810121416182022242628深度（m）6681012重慶萬州康家坡滑坡監(jiān)測8月28日9月01日9月07日9月21日9月25日10月08日10月15日10月17日10月24日11月06日11月16日11月22日11月26日11月30日9月18日9月21日10月2日10月8日10月17日10月27日11月07日11月12日11月16日11月22日11月26日11月30日1416182022242628樁中測斜管鋼筋籠中測

7、斜管度量測斜管導(dǎo)槽方位角預(yù)先連接測斜管測斜中存在的問題(1) 測斜管埋深不夠(2) 測斜管與鉆孔間回填不密實(shí)(3) 安裝測斜管導(dǎo)槽方向與臨空面不垂直(應(yīng)該在計(jì) 算中進(jìn)行修正)(4) 測斜管口沒有保護(hù)措施(造成孔底基準(zhǔn)不一致)(5) 監(jiān)測數(shù)據(jù)未進(jìn)行和數(shù)校驗(yàn)(6) 有的沒有基準(zhǔn)值數(shù)據(jù)(以零為基準(zhǔn)是不對的)(7) 應(yīng)該求得測斜管安裝后的形狀(8) 應(yīng)該在開挖前取得全部測孔基準(zhǔn)值，然后隨著開 挖進(jìn)度逐步監(jiān)測，以取得各工況下的量測值沒有保護(hù)蓋管口已破壞孔內(nèi)填充贓物保護(hù)較好的測孔A0方向不垂直A0方向垂直A0方向45已加保護(hù)蓋TW02位移值/mm-30-20-1001020300基準(zhǔn)值為零是不對的基準(zhǔn)值是

8、管子的形狀3-274-275-256-16-86-156-226-236-246-256-276-297-67-137-207-275埋深/m1015孔底沒有直線段部分20全站儀監(jiān)測變形(3) 沉降、變形監(jiān)測反射膜片反射棱鏡全站儀監(jiān)測隧道變形全站儀監(jiān)測地面變形新型全站儀：徠卡TCA2003，測量機(jī)器人分辨率：0.5 0.2mm用全站儀進(jìn)行變形監(jiān)測的原理采用預(yù)應(yīng)力錨索+地梁和獨(dú)立錨索進(jìn)行邊坡加固基準(zhǔn)點(diǎn)為監(jiān)測錨索：級坡3束；級坡6束；級坡11束；級坡10束。為錨頭位移測點(diǎn)：2355全站儀無名山邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測示意圖觀測方法(1) 基準(zhǔn)點(diǎn)及控制點(diǎn)觀測地鐵工程一般位于繁華的市區(qū)，施工場地比較狹小，基準(zhǔn)點(diǎn)

9、觀測采用導(dǎo)線法比較容易操作，使用高精度的測量儀器，容易達(dá)到監(jiān)測精度要求。按國標(biāo)“精密工程測量規(guī)范”的三級導(dǎo)線測量要求施測。(2) 監(jiān)測點(diǎn)觀測監(jiān)測點(diǎn)水平位移觀測可采用監(jiān)測控制點(diǎn)之間加密水平位移監(jiān)測點(diǎn)的觀測方案，考慮到現(xiàn)場條件，一般采用測水平小角度法。水平位移監(jiān)測的中誤差m為：m= M +M2 2ij= 0.8mm滿足變形監(jiān)測的精度要求。也可采用極坐標(biāo)法進(jìn)行監(jiān)測點(diǎn)觀測，監(jiān)測中誤差為：(3) 沉降觀測方法m = 2M 2ij= 0.8mm基準(zhǔn)網(wǎng)的觀測按國家一等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求進(jìn)行觀測，作業(yè)過程嚴(yán)格遵守規(guī)范要求，每次觀測由固定的測量人員，采用固定儀器按相同的觀測路線進(jìn)行，觀測記錄至0.01mm，計(jì)算

10、及結(jié)果至0.1mm。沉降觀測點(diǎn)的觀測：按國家二等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求施測。水平位移基點(diǎn)及工作基點(diǎn)觀測方法導(dǎo)線測量法測點(diǎn)基坑基準(zhǔn)點(diǎn)基坑監(jiān)測控制點(diǎn)（工作點(diǎn)）基坑位移點(diǎn)水平位移基點(diǎn)及工作基點(diǎn)組成閉合導(dǎo)線基坑基準(zhǔn)點(diǎn)基坑監(jiān)測控制點(diǎn)（工作點(diǎn)）基坑位移點(diǎn)水平位移監(jiān)測點(diǎn)觀測方法A極坐標(biāo)法AA、B已知點(diǎn)，C、C點(diǎn)為待求坐標(biāo)點(diǎn) CBSSCB小角度法AA、B已知觀測墩，P、P1點(diǎn)為待求坐標(biāo)點(diǎn) P1PSB(4)區(qū)間隧道監(jiān)測拱頂沉降 水準(zhǔn)儀邊墻收斂 收斂計(jì)襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力(必測項(xiàng)目)水準(zhǔn)儀、掛尺、伸縮桿 監(jiān)測隧道拱頂沉降收斂基線拱頂下沉測點(diǎn)邊墻收斂監(jiān)測收斂計(jì)監(jiān)測洞周收斂變形收斂計(jì)是測量隧道凈空收斂值的常用機(jī)械式儀表。SWJ型

11、隧道收斂計(jì)重量輕，體積小，攜帶、使用方便，采用LCD電子數(shù)字顯示方式取代傳統(tǒng)的機(jī)械式百分表，示值更明確、易讀。SWJ-型隧道收斂計(jì)現(xiàn)場進(jìn)行隧道凈空收斂量測XJG-21隧道收斂計(jì)百分表121620240481996-11-1mm1996-11-111996-11-21圖-61996-12-11996-12-111996-12-211996-12-31水平基線傾斜基線水平基線1997-1-101997-1-201997-1-301997-2-9線隧道DK69+265斷面凈空收斂時(shí)態(tài)曲線1997-2-191997-3-11997-3-11線隧道DK69+256斷面凈空收斂時(shí)態(tài)曲線T回歸分析DK69+

12、265斷面凈空收斂量測數(shù)據(jù)回歸分析表函數(shù)類型回歸系數(shù)水平基線傾斜基線水平基線A0.99860.37500.9508U=A+B*log(T+1)B6.6778.8679.020SD(mm)0.3900.6030.341A12.4715.7616.88U=A*EXP(-B/T)B3.7004.1534.234SD(mm)1.2851.6021.280A表1-1U=(A*X+B)/TBSD(mm)1.161.411.000.0785 0.40180.0615 0.37520.0566 0.3670注：A、B 回歸系數(shù)， U 收斂值（mm）， T 時(shí)間（d）， SD 回歸精度（mm） 從表1-1回歸結(jié)

13、果可明顯看出：對數(shù)函數(shù)回歸精度為0.3410.603mm；指數(shù)函數(shù)回歸精度為1.281.602mm；雙曲線函數(shù)回歸精度1.01.41mm，由此可見對數(shù)函數(shù)回歸精度最高，表明該斷面收斂位移變化符合對數(shù)函數(shù)變化規(guī)律。襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測振弦式土壓力盒混凝土應(yīng)變計(jì)-0.0270.018-0.0190.007蝴蝶形-0.035-0.098單位：MPa圖4.4.61998年7月5日DK65+495斷面圍巖壓力分布曲線(5) 地下水位監(jiān)測沿基坑邊緣四周設(shè)水位觀測孔。水位監(jiān)測采用鉆孔測水井中水位高程方法，先在設(shè)計(jì)點(diǎn)位鉆孔（孔深約15m），然后用PVC管護(hù)壁，用標(biāo)尺水位測探儀定期測量孔內(nèi)水位高程 。標(biāo)尺水位計(jì)、滲

14、水壓力計(jì)、豎管式水位計(jì)標(biāo)尺水位計(jì)滲水壓力計(jì)豎井工點(diǎn)水位測孔SW1-1水位孔距基坑太近標(biāo)尺水位計(jì)監(jiān)測水位土體測斜孔(6) 地下管線沉降及位移監(jiān)測根據(jù)管線部門的要求，為防止在車站施工中管線因地面發(fā)生沉降及位移而產(chǎn)生管線破損，在布置地表沉降點(diǎn)的同時(shí)，對管線所在覆蓋土的正上方挖孔布置觀測點(diǎn)，沿管線軸向以間距510m設(shè)置監(jiān)測點(diǎn) 。圖 2.6-7.1管線沉降測點(diǎn)埋設(shè)示意圖管線沉降測點(diǎn)埋設(shè)示意圖3、測點(diǎn)、元件是怎么回事兒？ 測點(diǎn)是工程結(jié)構(gòu)上需要監(jiān)測的點(diǎn)、斷面、位置。 元件是用來實(shí)施監(jiān)測的傳感器，配二次儀表使用。話筒插頭鋼筋計(jì)空隙水壓計(jì)鋼弦頻率讀數(shù)儀測點(diǎn)布置全站儀監(jiān)測地面變形需配用反射棱鏡全站儀建筑物測點(diǎn)反射

15、棱鏡(1)測點(diǎn)埋設(shè)不符合要求： 地面沉降點(diǎn)或建筑物立柱、臺座沉降點(diǎn)沒有 金屬部件，表面不光滑。(2)測點(diǎn)標(biāo)識不規(guī)范，字體潦草，大小不宜(過大)。地表測點(diǎn)原測點(diǎn)現(xiàn)測點(diǎn)無金屬部件較好的測點(diǎn)不規(guī)范測點(diǎn)塔吊基座CX02# 測 斜孔測點(diǎn)設(shè)置不合理25掛鉤 5 8 45埋設(shè)桿80100335尺寸單位: mm。 材料：A3鋼。235 20圖8 鉤式測點(diǎn)拱頂沉降測點(diǎn)30 0353023 5收斂測點(diǎn)M12 2 0尺寸單位: mm。 材料：A3鋼。圖7 卡槽式測點(diǎn)埋設(shè)桿4、基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)值的重要性！ 如何取得？ 基坑開挖前采用相對零點(diǎn)法監(jiān)測砼支撐 軸力監(jiān)測：f0初測值的測讀，是初始受力環(huán)境狀態(tài)下的 頻率讀數(shù)！要辟開

16、日照、水化熱的影響，混凝土強(qiáng)度要達(dá) 到齡期。 基準(zhǔn)點(diǎn)的觀測，是相對不動(dòng)點(diǎn)，定期校核，如果基準(zhǔn)點(diǎn)不 對，那么測得的結(jié)果就都是不可靠的！ 為了保證其可靠性，監(jiān)測管理辦法規(guī)定初始值測讀兩次， 并報(bào)業(yè)主、監(jiān)理審批備案。基點(diǎn)觀測墩5、測試元件、儀器的選購及標(biāo)定基本概念：量程：傳感器或儀表能夠測量的最大范圍。分辨率：傳感器或儀表能夠分辨的最小讀數(shù)。精度：傳感器或儀表測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度叫精度。傳感器：包括所有把物理量變成電學(xué)量的部件。數(shù)據(jù)采集裝置，振弦式：ZXY-1,ZXY-3。 應(yīng)變式：TC-21K, UCAM-1A。 測斜儀： CX系列系列常用傳感器名稱型號XYJ-2(單膜)XYJ-3(雙膜) 規(guī) 格

17、0.1 0.2 0.3 0.5 1.0(MPa) 12 14 16 20 25 28(mm) 10 20 40 60(MPa) 0.1 0.2 0.3 0.5 1.0(MPa) 60、80t 100300t4001000t 性 能 及 用 途單膜壓力盒需與油囊配套使用。單雙膜壓力盒主要用于隧道及地下工程結(jié)構(gòu)的接觸壓力量測。分辨率0.2%F.S，滿量程輸出500Hz。鋼筋計(jì)主要用于量測鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋應(yīng)力，也可串聯(lián)起來用于量測隧道及地下工程結(jié)構(gòu)錨桿的應(yīng)力分布。分辨率0.2%F.S，滿量程輸出500Hz。埋入式混凝土應(yīng)變計(jì)多埋設(shè)于混凝土中進(jìn)行應(yīng)變量的長期觀測。分辨率0.2%F.S，滿量程輸出

18、8001000()。土壓力盒鋼筋計(jì)XJG-2使用時(shí)注意焊接方法！混凝土應(yīng)變計(jì)XYJ-2空隙水壓力計(jì)XJS-2空隙水壓力計(jì)主要用于量測巖土中水壓力的大小，以便從總土壓力中分離出來。分辨率0.2%F.S，滿量程輸出500Hz。XYJ型荷載傳感器為三弦結(jié)構(gòu)，主要用于量測纜索、錨索的應(yīng)力。滿量程輸出350400Hz。荷載傳感器XYJ測斜管的選購測斜管的尺寸：內(nèi)徑70mm，壁厚58mm，外徑80 90 mm 材料：PVC管，鋁管 特殊形狀：內(nèi)有十字型導(dǎo)槽，外有連接用導(dǎo)槽 配件：連接短管，端頭蓋，螺釘 說明：預(yù)先鉆孔用螺釘連接，保證十字型導(dǎo)槽對接 土體鉆孔直徑要適合(110 130 mm)元件儀器的標(biāo)定 鋼筋計(jì)、混凝土應(yīng)變計(jì)等是生產(chǎn)廠家標(biāo)定的，直接用其標(biāo) 定系數(shù)計(jì)算即可。只要注意線性化和正確應(yīng)用計(jì)算方法以 及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理。二次儀表要求讀數(shù)穩(wěn)定可靠。 測斜儀探頭需要定期檢修