地鐵工程監(jiān)控量測技術課件

1、地鐵工程量測監(jiān)控 劉維寧 北方交通大學1本課題研究的三類環(huán)境影響問題 管線樓房樁基 橋面 管線隧道目的、意義、必要性 23456789圖2-2呼家樓站、橋墩樁基及地面建筑位置關系剖面圖高層建筑10 圖3-1 科南路知春路區(qū)間隧道與城鐵立交橋墩樁基礎關系剖面圖11圖5-5 國貿(mào)站與國貿(mào)橋橋墩位置關系剖面圖 1213 監(jiān)控量測實施流程監(jiān)測與工程施工關系協(xié)調(diào)修改或繼續(xù)按設計要求施工判斷數(shù)據(jù)采集、分析監(jiān)控量測測點安裝編制監(jiān)測方案現(xiàn)場調(diào)查，收集基本資料141、監(jiān)控量測目的2、監(jiān)控量測方案3、監(jiān)控量測問題151 監(jiān)控量測的目的（1） 監(jiān)視地層、支護與結(jié)構(gòu)的應力和變形情況，驗證支護系統(tǒng)的設計穩(wěn)定性。（2）保

2、障監(jiān)控變形在允許范圍之內(nèi)，保障地層穩(wěn)定和施工安全。（3） 通過量測數(shù)據(jù)的分析處理，掌握各種數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，提供地層和支護系統(tǒng)襯砌最終穩(wěn)定的信息。（4） 積累量測數(shù)據(jù)，為今后的設計與施工提供工程類比的依據(jù)。 16編制標準(1)北京地鐵*標土建工程施工招標文件及投標書；(2)北京地鐵*標土建工程施工設計圖；(3)地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范GB50308-1999；(4)地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范GB50299-1999；(5)建筑變形測量規(guī)程JGJ/T8-97；(6)全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程CJJ73-97；(7)工程測量規(guī)范GB50026-93；(8)城市測量規(guī)范CJJ13-87；(9)

3、城市地下水動態(tài)觀測規(guī)程CJJ/T76-98；(10)建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ120-99；(11)巖土工程安全監(jiān)測手冊。172.1 主要內(nèi)容工程特點分析，工程監(jiān)測項目確定，監(jiān)測目標現(xiàn)場調(diào)查，監(jiān)測控制指標與執(zhí)行標準，必要的施工力學分析以確定預警值和預警過程，測點布置方案，量測儀器選擇，監(jiān)控量測計劃，數(shù)據(jù)處理與報表方案，量測管理機構(gòu)與預警措施，投資估算。 2、監(jiān)控量測方案18工程特點分析周圍環(huán)境建（構(gòu)）筑物與管線，結(jié)構(gòu)特點，地質(zhì)特點地下水施工方法特點2、監(jiān)控量測方案19呼家樓站呼家樓站呼家樓站高架橋橋墩道路紅線呼家樓站2021222324252627工程監(jiān)測項目確定地表（地層）沉降管線建筑物（含

4、基礎）橋梁 （含基礎）地下構(gòu)筑物（既有地鐵）隧道洞內(nèi)沉降與收斂基坑變形量測支護及結(jié)構(gòu)內(nèi)力水位2、監(jiān)控量測方案2829303132L333435363738隧道收斂量測隧道收斂量測39隧道圍巖變形的傳統(tǒng)量測工具：鋼尺收斂計40東直門隧道現(xiàn)場測點布設 保護盒部分 打開測量時 平常關閉時 東直門隧道測量現(xiàn)場4142基坑變形量測基坑變形形態(tài)4344 隧道與地下工程的基本理論地下結(jié)構(gòu)的荷載地層壓力水壓力（靜水壓力、滲透壓力、浮力）地層抗力地層變形所產(chǎn)生的附加荷載結(jié)構(gòu)自重地面附加荷載（靜載、動載）45隧道與地下工程的基本理論混凝土收縮徐變影響力溫度應力施工荷載設備荷載人群荷載車輛荷載地震力46地層壓力地層

5、壓力的來源地應力自重應力流變壓力膨脹力沖擊力地溫壓力 隧道與地下工程的基本理論47地層壓力的表現(xiàn)形式初始應力場二次應力場三次，多次應力場圍巖及圍巖壓力 隧道與地下工程的基本理論48均勻地層基坑第一講 隧道與地下工程的基本理論49地層壓力荷載的性質(zhì)形變壓力松動壓力dPd 隧道與地下工程的基本理論PP0PmPddmdd50形變壓力PP0ddPdP隧道與地下工程的基本理論51形變壓力松動壓力PP0PmPddmddPd第一講 隧道與地下工程的基本理論52確定地層壓力的方法經(jīng)驗類比的方法實際量測的方法計算分析的方法反演分析的方法隧道與地下工程的基本理論53經(jīng)驗類比的方法圍巖分類穩(wěn)定性地壓力支護設計襯砌設

6、計物理力學指標穩(wěn)定分析54經(jīng)驗類比的方法工程巖體分級標準鐵路隧道圍巖分級法公路隧道圍巖分類法國外通用圍巖分類法RQD,Q system第一講 隧道與地下工程的基本理論55計算分析方法一（松動壓力）經(jīng)典的地壓理論深基坑主動與被動土壓力（郎肯、庫侖）隧道與地下工程的基本理論極限1極限2實際56土壓天然重度抗力剛度合算57q1水壓土壓天然重度，浮重度抗力剛度分算58 條形荷載qh2 5960隧道與地下工程的基本理論地下結(jié)構(gòu)61h第一講 隧道與地下工程的基本理論超淺埋62H第一講 隧道與地下工程的基本理論淺埋63H第一講 隧道與地下工程的基本理論深埋64必要的施工力學分析以確定預警值和預警過程按施工步

7、序確立分級預警指標2、監(jiān)控量測方案656667686970地層名稱密度(g/cm3)計算彈性模量(Mpa)泊松比抗剪強度(Mpa)摩擦角(度)雜填土1.7100.30.0230粉土2.090.350.02330粘土1.9840.350.02614粉砂2.05260.23028中砂2.01360.2040圓礫2.15450.2032初期支護25255000.2-二次襯砌25300000.2-71Simulation of top drift and arch construction72Comparison In-situ measurement (April 1995 to December

8、1997) and FEM predictionThe pilot tunnel constructionSection No.1（B187+03）Top drift constructionSection No.173測點布置方案2、監(jiān)控量測方案74地鐵五號線崇文門站的施工監(jiān)測75767778地鐵五號線張自忠路站的施工監(jiān)測798081地鐵四號線動物園站的施工監(jiān)測828384地鐵十號線呼家樓站的施工監(jiān)測85862.1 主要內(nèi)容工程特點分析，工程監(jiān)測項目確定，監(jiān)測目標現(xiàn)場調(diào)查，監(jiān)測控制指標與執(zhí)行標準，必要的施工力學分析以確定預警值和預警過程，測點布置方案，量測儀器選擇，監(jiān)控量測計劃，數(shù)據(jù)處理與報

9、表方案，量測管理機構(gòu)與預警措施，投資估算。 2、監(jiān)控量測方案871）首次監(jiān)測的時間2）關于監(jiān)測標準3）臨時支護內(nèi)力的監(jiān)測4）先進監(jiān)測技術的應用5）量測工作的管理6）影響沉降的幾個因素3、監(jiān)控量測問題探討88首次監(jiān)測時間地表 洞內(nèi) 洞內(nèi)最終 地表最終 開始量測1量測沉降1量測沉降2開始量測289關于監(jiān)測標準監(jiān)測控制標準 = 最小值管線允許值，建筑基礎允許值， 地層穩(wěn)定允許值，地面沉降允許值風險分擔設計院提出的標準是設計院的設計保證施工單位提出的標準是施工單位對于業(yè)主的承諾業(yè)主提出的標準是業(yè)主的要求三方的風險責任和投資平衡90推斷地表最大沉降基礎允許最大沉降L推斷拱頂最大沉降91各類建筑物允許傾斜

10、下沉率 建筑物結(jié)構(gòu)類型 地基土類型中低壓縮性土高壓縮性土砌體承重結(jié)構(gòu)0.002L0.003L工業(yè)與民用建筑物相鄰樁基的沉降差：磚石墻填充邊排樁0.007L0.001L框架結(jié)構(gòu)0.002L0.003L不均勻沉降時不產(chǎn)生附加力的多層、高層結(jié)構(gòu)0.005L0.005L高層或多層建筑物的基礎傾斜：H24m0.0040.00424H600.0030.00360H1000.0020.002H1000.00150.0015注：(a)L指相鄰柱基的中心距離或基礎長，mm，H指自室外地面算起的建筑物 高度，m； (b)傾斜是指基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值。92推斷地表最大沉降管線允許最大沉降推斷拱頂

11、最大沉降93煤氣管線的沉降或水平位移均不得超過10mm，每天發(fā)展不得超過2mm；采用焊接接頭的煤氣管兩個接頭之間的局部傾斜值不大于0.002自來水管線的沉降或水平位移均不得超過30mm，每天發(fā)展不得超過5mm。采用焊接接頭的水管兩個接頭之間的局部傾斜值不應大于0.006，承插式接頭的鑄鐵水管、鋼筋砼水管兩個接頭之間的局部傾斜值不應大于0.0025，94推斷地表最大沉降橋面允許最大沉降推斷拱頂表大沉降95guan關于橋基的控制標準是什么？9697地面沉降允許值-30mm, +1mm由此推算拱頂沉降允許值98隧道內(nèi)失穩(wěn)99guan關于隧道失穩(wěn)的控制標準是什么？100初期支護變形允許值正確地理解和使

12、用規(guī)范隧道規(guī)范中，沒有給出初期支護的變形允許值僅有圍巖變形的經(jīng)驗控制值基坑變形允許值為樁頂位移30樁體位移50地面沉降30101重點控制拱部沉降地表 洞內(nèi) 考慮地面沉降和隧道內(nèi)變形的時間滯后特點應重點監(jiān)空隧道內(nèi)變形，也就是初期支護變形102 監(jiān)測控制指標與執(zhí)行標準控制標準 =最小值管線允許值，建筑基礎允許值， 地層穩(wěn)定允許值，地面沉降允許值落實到工作面（拱頂沉降值）1032）臨時支護內(nèi)力的監(jiān)測3、監(jiān)控量測問題探討1041053）先進監(jiān)測技術的應用3、監(jiān)控量測問題探討106隧道圍巖變形的傳統(tǒng)量測工具：鋼尺收斂計107 盡管鋼尺收斂計本身的讀數(shù)精度很高，但在監(jiān)測過程中，受到設備安置等各種因素的限制，實際精度容易受人為因素制約和影響。從而失去了數(shù)據(jù)的可靠性和參考價值，難以保證施工安全。108非接觸量測方法的分析比較 所謂非接觸量測是指應用光電測距、攝影測量、傳感器等現(xiàn)代測試技術手段在不接觸被測目標點的情況下，獲取被測點的空間位移信息的方法。 目前嘗試過的非接觸量測方法主要有： 1、近景攝影測量 ； 2、多通道無線遙測隧道圍巖位移 ； 3、光纖檢測技術 ； 4、經(jīng)緯儀空間前方交會及全站儀三維測量。109東直門隧道現(xiàn)場測點布設 保護盒部分 打開測量時 平常關閉時 東直門隧道測量現(xiàn)場110部分軟件界面1114）量測工作的管理3、監(jiān)控量測問題探討112應包括的內(nèi)容：測點描述（平面