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標段【梅花園站南方醫(yī)院站、南方醫(yī)院站同和站盾構區(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）、盾構法、圓形礦山+盾構拼裝聯(lián)合施工法；2、南方醫(yī)院站同和站區(qū)間：盾構法。1. 3地層巖性本礦山法隧道及盾構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，全風化和強風化帶厚度較大，風化強烈，個別地段存在球狀風化孤石，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。巖石風化強烈，全風化和強風化帶厚度較大，節(jié)理，裂隙稍發(fā)育，中微風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)控量測也是設計的要求，由于地下工程地質(zhì)條件的變化，結構設計目前仍以工程經(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)和支護結構的工作狀態(tài)，利用量測結果修改設計，指導施工；2.預見事故和險情，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)測預設方案在現(xiàn)場布設測點，當實際地形不允許時，可適當進行修正，盡量保證點位的合理性。2、為驗證設計參數(shù)而設的測點布置在最不利位置和斷面，為指導施工而設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，以修改設計和指導施工。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（結構變形測點等）不能影響和妨礙結構的正常受力，不能削弱結構的剛度和強度。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、測點的埋設應提前一定的時間，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)本標段工程規(guī)模和監(jiān)測任務，擬成立監(jiān)測組；由本項目部礦山法施工機構中測量工程師和助理工程師負責監(jiān)測點設計、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)定性判別結構施工是否完成結 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、礦山法隧道及盾構施工監(jiān)測測量技術領導小組：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構側向位移和周圍地表周圍建筑物沉降等情況，并將實際情況與設計值進行對比分析，以便采取相應措施。各項監(jiān)測內(nèi)容的控制標準及警戒值如下：監(jiān)測項目監(jiān)測控制標準(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)測用精密水準儀觀測隧道周圍地表標高隧道施工相臨階段連接處，每個斷面按設計要求布點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)測用精密水準儀對重要管線，用水準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儀對所埋監(jiān)測點進行水準觀測，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構及臨近構筑物埋設傳感器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設置一量測斷面，類圍巖每10m設置一量測斷面，每一斷面設置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在墻體里，觀測時，將收斂計掛上即可進行，點位的布設位置如圖所示。各項觀測應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，收斂量為縱坐標繪制收斂曲線圖。相應措施：當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)測支護結構拱頂?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)測主體結構的穩(wěn)定性，確保結構安全。布設監(jiān)測點應選擇典型拱頂處埋設測點。 （1） 觀測儀器 Leica NA2GPM3型精密水準儀、銦鋼水準尺。 （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)繪制拱頂下沉時態(tài)曲線及與拱頂下沉與距開挖工作面距離的關系圖。及時將觀測成果（按二等水準觀測要求）匯報給項目總工程師及監(jiān)理和業(yè)主相關部門。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為同一斷面，便于與拱頂位移相比較。隧底中央設一測點，在拱頂量測下沉量時同時進行隧底隆陷量測，斷面設置與前相同。相應措施：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仰拱等措施，控制隆陷，保證結構穩(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構完成后，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置的監(jiān)測。1測量儀器 觀測使用NA2GPM3型精密水準儀、3m銦鋼水準尺(2把)。 2點位布置 選擇在主體結構劃分的施工階段中，即在各施工階段的中部或相臨階段連接位置處設置監(jiān)測斷面，每個斷面設置15個監(jiān)測點，最遠測點以埋深高度離隧道邊呈45斜角至地面位置為準。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，間距可適當增減。邊緣部分間距稍大，以510米為準，中間部分間距稍短，保證每個斷面點位埋設滿足監(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，所以在布設沉降點的時候要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況（沉降點的布設情況如附圖所示，其中線路上的紅點標記為沉降點）來設計點位的埋設。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)測時嚴格執(zhí)行GB12987-91國家一、二等水準測量規(guī)范，按二等水準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型精密水準儀、3m分劃為5mm的線條式銦鋼水準尺(2把)；2.測點的布設管線沉降測點埋設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，在管面上標注記號作為監(jiān)測點，埋設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精密水準儀及配套銦鋼水準尺依據(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沉降監(jiān)測點（如示意圖所示），用油漆作出明顯標志。施工前依據(jù)水準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?shù)乇沓料莘€(wěn)定后，每周觀測1次。每次觀測結束后，及時整理觀測記錄、計算當次沉降值和各點的累積沉降值，并繪制沉降量時間關系曲線。將觀測結果上報項目總工程師及監(jiān)理和業(yè)主相關部門（現(xiàn)場以實際情況具體調(diào)整點位的布設）。建筑物墻體 5cm 10cm建筑物沉降監(jiān)測點的布設示意圖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構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，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構安全，地面布點時應在離爆源較近的隧道主體結構及臨近建筑物埋設傳感器。隧道監(jiān)測點分別設在拱頂及拱腳以下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。在所埋預埋件的地方，用沖擊鉆鉆孔，在孔中填塞水泥砂漿后插入預埋件，使預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，然后在標定振動臺上進行標定，作出振子跳高和速度的標定曲線，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。量測時注意導線的接頭防潮和屏蔽。監(jiān)測前傳感器預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，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計要求,同時要根據(jù)變形速度調(diào)整有關項目量測時間,滿足鐵路隧道錨噴構筑法技術規(guī)范的相關要求,并取量測頻率較高的標準做為實際標準。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