地铁车站施工站监测方案.docx

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地铁车站施工站监测方案

XX站监测工程监测方案

1工程概况

此次监测工程的监测范围是XX地铁站设计监测点、断面上的各项监测内容。

1.1工程位置及范围

XX站位于XX市XX区周水子XX拟建新航站楼前停车场下方，呈东西向设置，车站主体北侧为周水子XX拟建航站楼停车场；东侧为现状XX航站楼落客平台环道；南侧、西侧为XX绕行道路。

车站计算站台中心里程为右CK26+485.993；起、终点里程分别为右CK26+417.493（结构外皮）、右CK26+577.093（结构外皮）。

建筑总面积共计9054m2，车站共设2个出入口，一个紧急疏散口及两个风亭。

车站2个出入口均布置在车站北侧，靠近XX拟建航站楼。

1号出入口位于现有航站楼与拟建航站楼中间连廊下方道路一侧；2号出入口与XX拟建航站楼结合设置；无障碍电梯设置在1号出入口内；车站消防专用出入口设置于XX拟建停车场上，靠近2号风亭位置；车站两组风亭均为高风亭，设置在拟建XX航站楼前停车场上。

XX站采用明挖法施工，基坑支护采用混凝土灌注桩加钢管内支撑的方案。

施工场地位于扩建XX范围内，原场地为XX前绿地及内部通道。

地面树木及建筑已拆迁，地下部分管线有待改移。

周围XX扩建工程正在施工，施工场需交叉作业，存在一定干扰。

1.2工程地质及水文地质

XX站所处地貌为剥蚀低丘陵。

表土层为第四系全新统冲积层（Qa1+p1），层厚0.6m～1m。

其下为全-中风化震旦系XX组白云质灰岩（Zwhg），层厚为12m～18m，风化震旦系XX组白云质灰岩强度为220～250KPa。

再其下为坚硬基岩，其间杂散分布燕山期辉绿岩（βμ），分布于车站基坑层厚为0m～3m，岩石强度达1500KPa。

地下水主要赋存于岩石裂隙及溶隙中，略具承压性，水量一般至中等。

场地溶洞可形成导水通道，易发生涌水。

2本监测方案编制依据

本实施大纲主要依据以下规范标准和文件编制：

1）《XX市地铁2号线工程第三方监测工程3标标设计》

2）《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008

3）《工程测量规范》GB50026-2007

4）《城市测量规范》GJJ13-99

5）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2009

6）《新建铁路工程测量规范》TB10101-99

7）《国家一、二等水准测量规范》GB12897-200

8）《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-2003

9）《建筑变形测量规程》JGJ8-2007

10）《城市地下水动态观测规程》CJJ/T76-98

11）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99

12）《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009

13）《地铁设计规范》GB50307-2003

14）“XX市地铁工程第三方监测技术要求”（XX市轨道交通管理公司）

15）其他相关的国家、地方规范、法规、企业标准、管理文件。

3监测目的

为确保该工程支护结构本身的安全以及四周的地下管线、楼房和道路安全，在施工过程中宜采用信息化施工，即运用多手段的联合监测，加强施工过程中的信息管理，做到定时监测，及时反馈。

同时，通过监测信息，及时发现问题，及时采取相应对策，清除事故隐患，并根据实际情况修改、补充、完善设计和施工方案。

4项目组织

4.1安全监控组织

XX市轨道交通二号线一期工程第2标段（XX站、XX站～XXX站区间、XXX站）监测工程项目由中铁十一局XX地铁项目部测量人员、工程技术人员和管理人员组成。

项目负责人1名、现场总负责人3名。

在项目部领导机构下设监测管理部和监测信息整理分析部，负责日常的管理和信息资料分析工作。

现场监测组分为3个，即沉降监测组、应力应变监测组、围护结构变形、位移监测组，除了现场监测小组以外另设一个信息管理系统组，负责监测信息管理系统的研制，以尽早在本项目中实现数据采集、数据计算、变形分析、报表制作一体化，做到能对整个监测的数据进行实时、动态的管理。

XX市地铁2标施工阶段监测组织机构、各机构负责人见下图：

4.2监测仪器设备组织

本项目监测工程仪器配置如下：

1）全站仪1台（精度2″2mm+2ppm·D），包括配套觇牌2套；

2）精密水准仪1台（精度0.3mm/km），包括配套精密水准尺2根；

3）测斜仪1台（精度4mm/30m），包括配套线缆；

4）振弦式反力计（精度≦2.0%F·S）

5）地下水位计（精度5mm）；

6）频率读数仪1台（精度±0.05Hz）；

仪器应经过检验合格，经过计量专业部门的检定，并在规定的检定有效期内，各仪器在每次工作之前均经过检校。

测试元器件有出厂合格证，并在使用前进行标定。

4.3人员组织

技术人员配备表

序号

岗位

姓名

职称

备注

1

组长

项目经理

2

副组长

总程师

3

副组长

安全总监

负责现场施工安全　

4

组员

副总工程师

5

工程部部长

6

测量工程师

外业测量

7

测量工程师

数据整理、分析

8

测量员

9

测量员

10

技术员

11

技术员

5监测内容

在监测过程中，采用工程测量、工程测试等多种手段相结合的方法进行监测，并对相关数据进行综合分析，排除外界因素和监测系统的偶发性误差，从而提供精确、可靠、科学的监测数据。

本工程需进行两方面的监测，一是支护结构本身在施工期间的安全、稳定监测；二是周围建筑物、地下管线的监测。

具体监测项目如下：

（1）地面沉降；

（2）邻近建筑物沉降；

（3）地下管线沉降；

（4）横通道拱顶沉降；

（5）横通道净空收敛；

（6）围护结构变形；

（7）结构水平位移；

（8）地下水位；

6.地表监测部分监测方法及技术要求

6.1地面沉降、桩顶沉降量测

沉降监测根据监测对象周围的水准基点高程进行。

水准基点从现场施工控制网基点引入。

如果现场附近没有水准基点，则根据现场条件和监测时间要求埋设专用水准基点。

水准基点数量不少于3个，分别布设在工点两侧，并定期进行校核，防止其自身发生变化，以保证沉降监测结果的正确性。

水准基点在沉降监测的初次量测前不少于15天埋设。

水准基点的埋设按以下要求进行：

（1）布置在监测工点的沉降范围以外，用20钢筋打入冻土以下不少于0.2米，上部用C25砼包固，加盖保护，确保其稳固性；

（2）水准基点与量测点通视良好，其距离小于100米，以保证监测精度；

（3）水准基点的埋设避开松软、低洼积水处，以防变位。

道路及地表监测点的埋设采取直接埋设法，将Φ20*1000mm的钢筋直接打入土体中，顶部露出观测标，砌井保护，如图1所示：

图1

6.1.2沉降监测方法及技术要求

沉降监测采用徕卡DNA03高精密电子水准仪，以保证监测精度。

视线长度不大于50米，闭合差小于士0.5

mm，测量数据保留至0.lmm。

同时沉降监测满足下列要求：

（1）观测前对所用水准仪、水准尺按规定进行校验，并作好记录，在使用过程中不随意更换；

（2）首次进行观测增加测回数，且不少于3次，取其稳定值作为初始值；

（3）固定观测人员、观测线路和观测方式；

（4）定期进行水准点校核、测点检查和仪器校验，确保量测数据的准确性和连续性；

6.1.3沉降监测提供的相关资料

（1）沉降监测计划，含水准点、测点的平面布置图；（见附图）

（2）仪器校验记录资料；

（3）监测记录及报告表；

（4）沉降曲线及图表；

（5）监测结果的计算分析资料；

（6）沉降监测报告。

6.2邻近建筑物沉降监测

6.2.1对基坑周边建筑物的调查

在开工前对施工现场周边不小于3H（H—竖井深度）范围内建筑物进行普查，根据建筑物的历史年限、使用要求以及受施工影响程度，确定具体监测对象。

然后根据所确定的拟监测对象逐一进行详细调查，以确定重点监测部位。

6.2.2建筑物沉降监测

（1）沉降观测点的位置和数量根据建筑物特征、基础形式结构种类和地质条件等因素综合考虑确定。

为了反映沉降特征和便于分析，测点埋设在沉降差异较大的地方，同时考虑施工便利和不易损坏。

（2）沉降观测标志根据建筑物的构造类型和建筑物材料确定。

主要选用墙柱标志、基础标志和隐蔽式标志。

对于不便埋设时，选用射钉或膨胀螺栓固定在建筑物表面，涂红油漆作为观测标志。

沉降观测标志埋设时特别注意保证能在点上垂直置尺和良好的通视条件，同时监测时还要注意：

①仪器避免安置在有震动影响的范围内和有安全隐患的地点；②观测时水准仪成像清晰，前后视距相近，且不超过50米，前后视观测完毕应闭合在水准点上。

6.3地下管线沉降监测

地下管线观测点采用带可移动式探针的“隐埋式”观测点，为真实反应管线的沉降，且不受周围土层沉降的影响，观测点结构示意图2如下：

图2管线沉降点的布设图

（1）管线资料调查

通过建设、设计和施工单位了解地下管线的用途、材料、规格，管线的接头形式和对位移的敏感程度，确定位移警戒值。

（2）测点埋设

对于煤气管、主水管等重要管道采用扁铁做成抱箍固定在管线上，抱箍上焊一测杆。

测杆顶端不应高出地面，路面处布设窨井，既用于测点保护，又便于道路交通正常通行。

抱箍式测点监测精度高，能如实反映管线的位移情况。

对于通讯管线采用直接式测点，即在露出管线接头或保护管处，利用凸出部位涂上红漆作为测点。

对于地下管线排列密集且管底标高相差不大或不便开挖的情况，采用模拟式测点，即选具代表性的管线，在其邻近打一l00mm的钻孔，孔深至管底标高，取出浮土后用砂铺平孔底，先放入不小于50mm的钢板一片，以增大接触面积，然后放入20mm的钢筋作为测杆，周围用净砂填实，以监测管线的位移。

（3）本工程因周边建筑已拆迁，地下管线已改迁，无需进行地下管线监测。

6.4桩顶位移监测

（1）基坑内桩顶位移监测与桩顶沉降监测同步进行

（2）建立平面控制网（见附图）

平面控制网按两级布设，由控制点组成首级网，由观测点与所连测的点组成扩展网。

控制点是进行水平位移观测的基本依据，包括工作基点和基准点。

工作点是直接观测的基础，基准点是检查工作点的依据，两者布设成控制网后按统一的观测精度施测。

控制网采用导线网，扩展网和一级网采用基准线法，平面控制点采用普通标桩。

（3）监测要求

在位移监测中，由于允许位移量比较小（通常在10～20mm），测量仪器精度要求较高。

应采用有光学对中装置。

计算位移值精度至0.1mm，同时将同一位移值进行矢量叠加求出最大值与允许值进行比较。

当最大位移值超出警戒值时应及时报警，防止意外的发生。

7.深基坑内监测方法及技术要求

7.1桩体结构变形监测

7.1.1测斜点的布设原则

（1）测斜点在竖井平面上绕曲计算值最大位置，设置水平支撑结构的两道支撑之间；

（2）设在重点监测对象最近的竖井围护段；

（3）竖井挖深最大的围护段；

（4）基坑围护桩桩体变形测孔埋设在桩身内；

（5）测斜管中有一对槽口应自上而下始终垂直于竖井边线；

（6）测斜管接口应避开探头滑轮停留处，以保证测量准确。

7.1.2测斜管的埋设

对于车站基坑围护桩桩体变形测孔，在桩身浇注混凝土前将测斜管绑扎到桩身钢筋笼内，注意将测斜管管口露出桩身50厘米并用护口盖好，然后浇注混凝土，将其埋入桩身内。

如下图4：

图4

7.1.3测斜方法及步骤

（1）基坑开挖前，测斜仪应按规定进行严格标定，以后根据使用情况，每隔3个月标定一次；

（2）测斜管在基坑开挖前2周埋设完毕，在开挖前3-5日内重复测量2-3次，待判明测斜管已处于稳定状态后，将其作为初始值，开始正式监测工作；

（3）每次测量时，将探头导轮对准与所测位移方向一致的槽口缓缓放至管底，待探头与管内温度基本一致、显示仪读数稳定后开始测量；

（4）以管口作为计程标志，按探头电缆线上的刻度分划，匀速提升，每隔一定距离（500mm或1000mm）进行仪表读数并做记录；

（5）待探头提升至管口处，旋转180度后，再按上述方法测量一次，以消除测斜仪自身的误差；

（6）以同一测斜管中不同深度处所测得的变位值

，点在坐标上得到原始变位H-

曲线。

根据不同二次测量的变位差值，绘制H-

曲线。

7.2钢支撑轴力监测

根据支护结构所采用的材料不同，选用不同的监测元件。

对于钢筋混凝土支护杆件，采用钢筋计测量钢筋的应力或混凝土应变计测量混凝土的应变，然后计算支撑的轴力。

对于钢结构支撑杆件，采用轴力计直接测量支撑轴力。

7.2.1监测元件的布设

对于钢结构支撑体系，监测断面布置在支撑的两头，监测用轴力计与支撑杆件相连，如采用焊接时应采取降温措施，以避免钢筋传热引起轴力计技术参数的改变。

采用频率计或电阻应变计进行测读。

在正式测量前，应对轴力计逐一进行测量检查，并对同一断面的轴力计进行位置核定、编号。

7.2.2应力计算

测量采用FLJ-40型振弦式反力计,又称轴力计,是一种振弦式载重传感器。

振弦式传感器主要由振弦,夹紧装置,受力机构,电磁回路及信号处理等几部分组成。

     振弦式传感器以张紧的钢弦作为敏感元件,其振弦的固有频率与张紧力有关。

振弦式传感器正是利用振弦的固有频率随受力的大小而改变的特性将被测力转换为频率信号输出的测量元件。

振弦置于永久磁场中,通过产生脉冲电流,使磁场发生变化,从而激发振弦振动。

当激发脉冲断开时,振弦在磁场中的运动使线圈产生感应电动势,其频率与振弦的振动频率相同。

     测量过程中用ZXY-2型振弦读数仪测量出轴力计输出频率f,按下式求出支撑轴力p=k（f0²-fi²）。

式中K为轴力计标定系数（kN/F）;

F0——原始频率模数;

Fi——实测频率模数。

7.3地下水位观测

7.3.1水位观测孔施工方案

依据《供水水文地质钻探与凿井操作规程》（CJJ13）的有关规定，水位观测孔的施工主要包括测量放线、成孔、井管加工、井管下放及井管外围填砾料等工序，其流程如图2水位观测孔施工流程图5所示。

图5水位观测孔施工流程图

（1）成孔：

水位观测孔采用清水钻进，钻头的直径为Φ130，沿铅直方向钻进。

在钻进过程中，应及时、准确地记录地层岩性及变层深度、钻进时间及初见水位等相关数据；钻孔达到设计深度后停钻，及时将钻孔清洗干净，检查钻孔的通畅情况，并做好清洗记录。

（2）井管加工：

井管的原材料为内径Φ70、管壁厚度为2.5的PVC管。

为保证PVC管的透水性，在PVC管下端0～4m范围内加工蜂窝状Φ8的通孔，孔的环向间距为12mm，轴向间距为12mm，并包土工布滤网，井管的长度比初见水位长6.5m，如图6所示。

图6水位观测井管结构图

（3）井管放置：

成孔后，经校验孔深无误后吊放经加工且检验合格的内径Φ70的PVC井管，确保有滤孔端向下；水位观测孔应高出地面0.5m，在孔口设置固定测点标志，并用保护套保护；

（4）回填砾料：

在地下水位观测孔井管吊入孔后，应立即在井管的外围填粒径不大于5mm的米石；

（5）洗井：

在下管、回填砾料结束后，应及时采用清水进行洗井。

洗井的质量应符合现行行业标准《供水水文地质钻探与凿井操作规程》（CJJ13）的有关规定。

并做好洗井记录。

7.3.2观测原理

地下水位观测设备采用电测水位仪，观测精度为0.5cm，其工作原理图如图7所示为：

水为导体，当测头接触到地下水时，报警器发出报警信号，此时读取与测头连接的标尺刻度，此读数为水位与固定测定的垂直距离，再通过固定测点的标高及与地面的相对位置换算成从地面算起的水位埋深及水位标高。

图7电测水位仪工作原理图

7.3.3地下水位监测报警

地下水位的监测报警值为累计变化5m；预警值为累计变化4.5m。

当水位累计变化值接近报警值时，按实际情况加密监测；当累计变化值达到报警值时，在加密监测同时向有关单位提交书面报警文件，并初步分析其原因。

7.3.4水位观测成果的报告

在工程监测过程中，实时对监测结果进行整理，按业主代表的要求以周报形式送达业主、设计、监理、承包商。

工程结束时，提交完成的监测总报告。

在成果报告中将

（1）绘制地下水位与时程的关系曲线；

（2）提供观测点的位置、编号及观测时间等相关数据。

7.4土压力监测

7.4.1监测元件的布设

根据施工地质和周边环境将此项作为选测项目。

土压力计的安装如图所示，测量侧压力的安装方式，土压力盒绑扎于钢筋上，接触面紧贴土体一侧。

测量竖向压力时，土压力计安装也如图8。

图8 土压力计的安装示意图

根据以往施工经验，土压力计绑扎在围护结构的钢筋上，成功的机会不是很大，因为在浇混凝土时，难以保证混凝土不包裹土压力计。

最好的安装方法还是在围护结构的外面钻孔埋设土压力计，并在孔中注入与土体性质基本一致的物质，填实空隙。

或采取预留孔后安装方式。

7.4.2监测元件安装要求

1、根据结构要求先定测试点与测立方向。

2、使压力盒受力面〈光面〉与受力方向垂直安装好。

3、压力盒周围应由30cm左右的细砂〈里面不能有大颗粒硬物〉包裹并压实。

4、将导线沿结构体引出，最好采用护套管保护好。

8爆破震速监测

8.1监测依据

《爆破安全规程》（GB6722-2003）规定的“钢筋混凝土结构房屋”允许振动速度的下限（见下表），所以对于XX地区有抗震设计的建筑物完全可以按照GB6722-2003中“钢筋混凝土结构房屋”取值。

但是考虑到商户感受，应取2.0cm/s作为控制标准。

爆破震动安全允许标准

序号

保护对象类别

安全允许振速（cm/s）

<10Hz

10Hz～50Hz

50Hz～100Hz

1

土窑洞、土坯房、毛石房屋q

0.5～1.0

0.7～1.2

1.1～1.5

2

一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物q

2.0～2.5

2.3～2.8

2.7～3.0

3

钢筋混凝土结构房屋q

3.0～4.0

3.5～4.5

4.2～5.0

4

一般古建筑与古迹b

0.1～0.3

0.2～0.4

0.3～0.5

5

水工隧道c

7～15

6

矿山巷道x

10～20

7

交通隧道c

15～30

8

水电站及发电厂中心控制室设备c

0.5

9

新浇大体积混凝土d：

龄期：

初凝～3d

龄期：

3d～7d

龄期：

7d～28d

2.0～3.0

3.0～7.0

7.0～12

注1：

表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。

注2：

频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。

选取频率时亦可参考下列数据:

酮室爆破<20Hz；深孔爆破10H～60Hz；浅孔爆破40Hz～100Hz。

a选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。

b省级以上（含省级）重点保护古建筑与古迹的安全允许振速，应经专家论证选取，并报相应文物管理部门批准。

c选取隧道、巷道安全允许振速时，应综合考虑构筑物的重要性、围岩状况、断面大小、深埋大小、爆源方向、地震振动频率等因素。

d非挡水新浇大体积混凝土的安全允许振速，可按本表给出的上限值选取。

8.2爆破监测技术要求

1．爆破震速仪的使用

1）仪器连接

连接分为传感器和仪器的连接、数据通讯连接以及传感器的安装。

传感器的连接需要将信号输入线连接在仪器和传感器之间才能保证传感器和仪器的连接。

从信号输入口出来，首先连接的是航空接头的插头，插头的另一端是Q9头，也就是附件中的信号输入线。

再分别接到不同传感器的Q9座上。

这样就完成了仪器和传感器的连接。

但是要注意：

仪器处于采集模式时禁止插拔传感器或者信号输入线，否则会导致仪器故障。

数据通讯和充电的连接是通过仪器的多功能数据接口实现的。

在6针的航空接头的外面接上它的插头，另一端有两个口：

一是USB口，需要连接PC机时将USB口插入PC机的USB口中，再选择仪器菜单数据处理中的连接主机，作用是实现仪器和PC机的数据交换；二是电源的充电口，将充电器的输出端插入充电口中，充电器上的指示灯为红色是充电的警示标志，显示绿灯为充电完成。

作用是对内部锂电池进行充电。

2）传感器的安装

爆破测点选择在爆破影响范围内的重要构筑物上，主要是深基坑周边的航站楼及现浇混凝土附近。

传感器在工作现场安装的时候必须保证它与被测的物体是一个钢性连接，也就是要保证传感器与被测物体是一个整体。

否则所采集的信号不能保证是有效的信号数据。

我项目部采用的三向传感器是一个正方体结构，安装方式可以有多种，可以使用配套的夹具安装，可以使用粘接的方式安装等。

安装的位置可以是地面，侧壁和拱顶等。

但是安装时请注意保持水平。

3）参数设置

参数设置包含了对采样信号的设置以及对传感器的参数的设定等。

单个或一组连续信号采集前需要对采样参数设定，这样才能保证信号能被有效的采集以及能满足在恶劣环境下的信号采集。

采样设定包含对采样频率的设定、对触发门限值的设定、触发方式的设定以及采样时间的设定。

4）数据采集

通过仪器本身固有的功能完成对采集到的信号主要信息的读取：

峰值（由物理量表示的信号在某一通道的最大值）、主频（某一通道的信号在采集地点的频率）、通道号（可以任意切换的三个不同通道的号码）以及信号发生的时间（信号被记录的日期和时间）。

以及对信号发生的波形粗略预览（同一时间不同通道的信息可以切换）。

2．数据分析

通过USB口连接好电脑和仪器后，选择连接主机，在屏幕上会显示出连机状态。

这个时候就可以实现仪器和电脑之间的数据交换和对仪器进的参数行软件设置与分析。

参照《爆破安全规程》中爆破震动安全允许标准，有无超限，以确定是否安全。

9监测频率与报警值

在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测对象的稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。

以《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》（TBJ108-92）的III级管理制度作为监测管理方式。

本项目的管理分三个等级。

变形管理表

管理等级

管理位移

施工状态

III

Uo＜Un/3

可正常施工

11

Un/3Uo2Un/3

应加强支护

I

Uo＞2Un/3

采取特殊措施

注：

U0—实测位移值；Un—允许位移值Un的取值，即监测控制标准。

允许位移值的标准见下表：

位移值控制标准

序号

监测项目

控制标准

1

地表、建筑物、桩体沉降

30mm

2

应力应变

80%设计值

3

地下管线位移

一般管线

30mm

上水

10mm

4

围护结构水平位移

0.2％H，12mm

5

净空收敛

0.005B，30mm

在施工期间，监测频率采取定时与跟踪相结合的方法，在监测数据出现异常的情况下，应加大监测频率，监测资料及时整理，监测信息及时反馈。

具体监测频率见表：

序号

量测项目

位置或对象

测试元件

测点布置

监测频率

监测报警值

1

地层及支护情况

施工现场

人员

施工场地

不间断

2

地面沉降

基坑周边地表

电子水准仪

间距25m

开挖期间一周内，2次／天；开挖结束后，1次/3天；基坑变形、沉降稳定后，1/10天

最大沉降量小于30mm,速率小于5mm/天

3

桩顶沉降

围护桩上端部

电子水准仪

间距15m

同地面沉降

最大沉降量小于30mm,速率小于5mm/天

4

地下管线沉降位移

管线改迁位置

电子水准仪

布置依具体情况而定

同地面沉降（暂无）

最大沉降量小于30mm,速率小于5mm/天

5

建筑物沉降

基坑