北京地铁6号线02标总体施工监测方案.docx
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北京地铁6号线02标总体施工监测方案.docx
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北京地铁6号线02标总体施工监测方案
1编制依据
1、北京地铁6号线一期工程02合同段施工合同文件;
2、北京地铁6号线一期工程02合同段区间土建工程施工设计图;
3、北京地铁6号线一期工程02合同段岩土工程详细察报告;
4、相关的规范和标准:
《地下铁道设计规范》(GB50517-92)
《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)2003修订版
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97)
《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007)
《工程测量规范》(GB50026-2007)
《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897-2006)
《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008)
《地铁工程监控量测技术规程》(北京市地方标准,DB11/490-2007)
5、我单位施工队伍、技术装备能力及以往同类工程的施工及监测实践经验
2编制说明
本专项监测方案以“防变形、防沉降、防垮塌、保安全”为工作重点,按照“方案优化、组织合理、动态监控、分析比较、及时反馈、定期总结”的指导思想进行编制,主要说明如下:
⑴本施工方案在监测项目的选择、测点的布置、人员的配备、监测方法的选择方面严格遵循施工合同和设计要求执行,并结合现场施工进展情况,进行全方位、全过程的监控量测,通过及时反馈、分析监测信息来指导现场施工,做到信息化施工,确保施工过程不对管线产生破坏,确保竖井及横通道暗挖结构安全。
⑵本方案作为施工方控制的监控量测,编制时充分考虑了施工监测信息对施工指导的特点,并区别于第三方监测的验证监测,在监测项目的选取上进行了一些优化,按照一般部位常规监测、特殊部位重点监测的原则,重点加强了竖井、横通道及周边管线的监测。
⑶本方案作为本工程的施工监测的实施性方案,具有全面指导区间暗挖施工监测的作用,施工过程中随着施工的进展和资料的进一步掌握,部分既定监测项目会有所变化,施工时将针对工程具体情况,做好施工策划,制定针对性措施,实施动态监控,为施工提供可靠的参考。
3工程概述
3.1工程概况
a)呼家楼站
呼家楼站位于朝阳北路和东三环路的交叉口处,车站东西向设置,呼家楼站车站受既有十号线车站预留条件影响,车站东、西两端为双层双跨结构;中段为单层双跨结构,采用暗挖法施工。
车站附属结构包括5个出入口、2个风道、1个疏散口及1个垂直电梯口。
如图1呼家楼站平面图
图1呼家楼站平面图
b)甜水园站
6号线甜水园站位于朝阳北路与金台路交叉路口下,沿朝阳北路东西向布置;六号线甜水园站为地下双层岛式车站,主体结构采用双柱三跨结构,车站共设4个地面出入口,2个垂直电梯口,2组风亭及2个地面疏散出入口。
14号线甜水园站位于甜水园街路下,沿甜水园街南北向布置,车站为地下三层岛式车站,主体结构采用双柱三跨结构,车站设2个地面出入口,2组风亭及2个地面疏散出入口。
图2甜水园站平面图
c)呼家楼站~甜水园站区间
呼~甜区间里程:
K17+098.020~K18+239.456,单线隧道长度1172.920m。
区间线路西起朝阳北路与东三环路相交路口的6号线呼家楼站,线路出站后沿朝阳北路路中向东敷设,止于朝阳北路与金台路交叉路口的甜水园站。
图3呼家楼站~甜水园站区间平面图
d)东大桥站~呼家楼站区间
东大桥站~呼家楼站区间里程范围:
左k16+143.915~左k16+691.815,单线隧道长度541.873m。
区间西起东大桥站,止于呼家楼站。
图4东大桥~呼家楼站区间平面图
3.2工程地质与水文地质
3.2.1东大桥站~呼家楼站区间
⑴工程地质
本段区间地下的土层分布自上而下分别为:
粉土填土①层、杂填土①1层、粉土③层、粉质粘土
1层、粉细砂
3层、中粗砂
4层、圆砾卵石⑤层、粉质粘土⑥层、粘土⑥1层、粉土⑥2层、圆砾卵石⑦层、中粗砂⑦1层、粉细砂⑦2层。
⑵水文地质
本区间勘察钻孔最大深度34m,在勘察深度范围内,根据实测资料,本段线路赋存二层地下水,地下水类型分别为上层滞水
(一)和潜水
(二)。
地下水详细情况见下表所示。
表1地下水特征表
地下水
性质
水位/水头
埋深
(m)
水位/水头
标高
(m)
观测
时间
含水层
上层滞水
(一)
3.5
34.89
2008.5
粉土③层
潜水
(二)
15.6~15.8
22.75~23.23
2008.5
圆砾卵石⑤层
本区间《岩土工程勘察报告》中提及:
根据邻近东大桥站实测资料,本场地还存在第三层地下水:
承压水(三),水头埋深21.00m,水头标高17.10m。
根据东大桥站《岩土工程勘察报告》,承压水(三)详细情况如下表所示。
表2地下水特征表
地下水
性质
水位/水头
埋深
(m)
水位/水头
标高
(m)
观测
时间
含水层
承压水(三)
20.60~22.37
17.10~16.53
2008.5
2008.6
圆砾卵石⑦层、中粗砂⑦1层、粉细砂⑦2层
3.2.2呼家楼车站
⑴工程地质
本车站地下土层分布自上而下分别为:
粉土填土①层、杂填土①1层、卵石填土①2层、粉土③层、粉质粘土
1层、粘土
2层、粉细砂
3层、粉土
2层、粉细砂
3层、中粗砂
4层、圆砾卵石⑤层、中粗砂⑤1层、粉质粘土⑥层、粘土⑥1层、粉土⑥2层、粉细砂⑥3层、圆砾卵石⑦层、中粗砂⑦1层、粉细砂⑦2层、粉质粘土⑧层、粘土⑧1层、粉土⑧2层、圆砾卵石⑨层、中粗砂⑨1层。
⑵水文地质
在勘察深度范围内,根据实测资料,本工点赋存两层地下水,地下水类型分别为潜水
(二)和承压水(三),未测到上层滞水
(一),但不排除其存在的可能性。
地下水特征如下表3所示。
表3呼家楼车站地下水特征表
地下水
性质
水位/水头埋深(m)
水位/水头标高(m)
观测时间
含水层及其特征
含水层
渗透系数
(m/d)
潜水
(二)
15.00~17.20
21.71~23.88
2008.4
中粗砂⑤1层、圆砾
卵石⑤层
80
承压水
(三)
21.30~25.08
13.8~17.58
2008.4
中粗砂⑦1层、圆砾
卵石⑦层
80
注:
表中水位埋深及标高为现场实测
3.2.3呼家楼~甜水园区间
⑴工程地质
本段区间地下土层分布自上而下分别为:
粉土填土①层、杂填土①1层、粉土③层、粉质粘土
1层、粘土
2层、粉细砂
3层、粉质粘土
层、粉土
2层、粉细砂
3层、中粗砂
4层、圆砾卵石⑤层、中粗砂⑤1层、粉质粘土⑥层、粘土⑥1层、粉土⑥2层、圆砾卵石⑦层。
⑵水文地质
根据《岩土工程报告》,本次勘察钻孔最大深度44m,在勘察深度范围内,实际测量到两层地下水,分别为潜水
(二)及承压水(三),未测到上层滞水
(一)。
但由于本线路离二道沟很近,二道沟河道采用卵石和砂卵石护底,浆砌石护坡,可以推测拟建线路存在上层滞水
(一)。
根据临近场地金台路站(现甜水园站)勘察资料,上层滞水
(一)水位埋深7.0~8.3m,水位标高27.95~28.76m,含水层为粉细砂③3层。
地下水详细情况见下表4所示。
表4地下水特征表
地下水
性质
水位/水头
埋深
(m)
水位/水头
标高
(m)
观测
时间
含水层及其特征
含水层
渗透系数
(m/d)
潜水
(二)
13.5~13.77
22.64~23.53
2008.4
中粗砂⑤1层、圆砾卵石⑤层
80
承压水(三)
20.5~20.52
16.25~16.33
2008.4
中粗砂⑦1层、圆砾卵石⑦层
80
3.2.4甜水园车站
⑴工程地质
本车站地下土层分布自上而下分别为:
粉土填土①层、杂填土①1层、粉土③层、粉质粘土
1层、粘土
2层、粉细砂
3层、粉质粘土
层、粉土
2层、圆砾卵石⑤层、中粗砂⑤1层、粉细砂⑤2层、粉质粘土⑥层。
⑵水文地质
潜水
(二),埋深7.0~8.30m,高程27.95~28.76m。
层间水(三),埋深11.12~15.70m,高程20.55~24.60m。
层间水(四),埋深24.10~27.40m,高程8.85~11.62m。
施工期间需进行降水。
拟建场地抗浮设防水位高程为29.000m,及地面以下7m左右。
抗渗设防水位为自然地面,全站结构考虑防水问题。
4施工监测的目的及要求
4.1施工监测的目的
施工阶段的监控量测是地下工程信息化施工的重要组成环节,通过监测掌握围岩、支护结构、地表及临近管线的动态,及时预测和反馈,用其成果调整设计,指导施工,并为今后工程做技术储备。
必须严格按照设计要求进行监测工作,如有异常,及时反馈。
⑴通过监测,了解地表沉降的变化规律和土体的稳定性,指导施工,保证施工的顺利完成;
⑵通过监测,及时掌握通道结构的变形状态,控制和调整支护方案,保证结构安全和人身安全;
⑶通过监测,判断施工对地下管线的影响程度,加强环境保护,避免不必要的损失;
⑷现场的监测数据既是检验预定施工工艺和施工参数是否合理的重要依据,也是确定和调整施工方案的基础;现场量测数据和分析结果的及时反馈是达到优化设计,保证地下工程安全、经济、优质完成的必要手段。
4.2施工监测的要求
对于监测项目、测点布置和精度要求如下:
⑴监测应以获得定量数据的专门仪器测量为主,以现场目测检查为辅。
⑵各监测项目在施工前应测得稳定的初始值,且不少于两次。
⑶各项监测工作的时间间隔根据施工进程确定,参照《建筑基坑工程技术规范》和《地铁工程监控量测技术规程》(北京市地方标准,DB11/490-2007)的相关要求执行。
当变形超过有关标准或场地条件变化较大时,应加密观测,当有危险事故征兆时,则需要进行连续观测。
⑷监测项目应按“分区、分级、分阶段”的原则制定监控量测控制标准,并按黄色、橙色和红色三级预警进行反馈和控制。
⑸根据对当前测试数据的分析,较好的预报下一施工步骤地层、支护的稳定与受力情况及地表沉降等,并对施工措施提出相应的建议。
⑹所有测点均应反映施工中该测点受力或变形等随时间的变化,即从施工开始到完成、测试数据趋于稳定为止。
⑺监测结果应及时向建设单位、设计单位及监理单位反馈。
5监测工作内容、频率及布点位置
5.1监控量测的原则
施工监测是一项系统工程,监测工作的成败与监测方法的选取及测点的布置直接相关。
根据监测工作的经验,有以下5条原则:
⑴可靠性原则
可靠性原则是监测系统设计中所考虑的最重要的原则。
为了确保其可靠性,必须做到:
①经国家专业机构鉴定的仪器。
②应在监测期间保护好测点。
⑵多层次监测原则
多层次监测原则的具体含义有四点:
1在监测方法上以仪器监测为主,并辅以巡检的方法;
2在监测仪器选择上以机测仪器为主,辅以电测仪器;
3分别在地表布点以形成具有一定测点覆盖率的监测网。
⑶重点监测关键区的原则
监测测点布置应合理,控制关键部位。
在具有不同地质条件和水文地质条件下,结构稳定的标准是不同的。
稳定性差的地段应重点进行监测,以保证安全。
⑷方便实用原则
为减少监测与施工之间的干扰,监测系统的安装和测量应尽量做到方便实用。
⑸经济合理原则
系统设计时考虑实用的仪器,不必过分追求仪器的先进性。
5.2监测项目及所用仪器
表5监控量测项目表竖井
序号
量测项目
监测仪器及元件
测点布制
监测频率
1
基坑内、外观察
基坑地质,支护裂隙及状态等观察和记录
开挖后立即进行
2
地表沉降
DINI03电子水准仪
布置详监测平面图
h≤5m1次/3天、5m<h≤10m1次/2天、10m<h≤15m1次/天、H>15m2次/天
3
锁口圈竖直
沉降
DINI03电子水准仪
锁口圈四个角点处
4
地下管线沉降
DINI03电子水准仪
布置详监测平面图
5
初支净空收敛
收敛计
布置详监测平面图
6
地下水位
电测水位计、pvc塑料管
整个区间选代表性地段布两个测孔
1次/2天
注:
h为竖井开挖深度
表6监控量测项目表通道
序号
量测项目
监测仪器及元件
测点布制
监测频率
1
洞内及洞外观察
地质预探,拱架支护状态等观察和记录
每一个开挖环一个断面
开挖后立即进行
2
地表沉降
DINI03电子水准仪
布置详监测平面图
L≤B,1~2次/天
B<L≤2B,1次/天
2B<L≤5B,1次/2天
L>5B,1次/7天
基本稳定后,1次/月
3
地下管线沉降
DINI03电子水准仪
布置详监测平面图
4
初支拱顶沉降
DINI03电子水准仪
每5米一个断面
5
初支净空收敛
收敛计(30m)
每5米一个断面
6
钢支撑轴力
轴力计、读数仪
交叉口附近设置两组
注:
L:
开挖面距离量测断面的距离、B:
通道开挖跨度。
表7监控量测项目表区间
序号
量测项目
监测仪器及元件
测点布制
监测频率
1
洞内及洞外观察
地质预探,拱架支护状态等观察和记录
每一个开挖环一个断面
开挖后每天进行
2
地表沉降
DINI03电子水准仪
布置详监测平面图
L≤B,1~2次/天
B<L≤2B,1次/天
2B<L≤5B,1次/2天
L>5B,1次/7天
基本稳定后,1次/月
3
地下管线沉降
DINI03电子水准仪
布置详监测平面图
4
建筑物沉降
DINI03电子水准仪
布置详监测平面图
5
建筑物倾斜
GTS-102N全站仪
布置详监测平面图
6
初支拱顶沉降
DINI03电子水准仪
每10~20米一个断面
7
初支净空收敛
收敛计(30m)
每10~20米一个断面
注:
L:
开挖面距离量测断面的距离、B:
通道开挖跨度。
表8监控量测项目表车站
序号
量测项目
监测仪器及元件
测点布制
监测频率
1
桩顶水平位移
GTS-102N全站仪
布置详监测平面图
基坑开挖期间,H≤5m,1次/7天;5m
2
桩顶垂直位移
DINI03电子水准仪
布置详监测平面图
3
桩体倾斜
测斜仪、测斜管
布置详监测平面图
4
支撑轴力
轴力计、读数仪
布置详监测平面图
5
锚杆拉力
锚索反力计、读数仪
布置详监测平面图
6
地表沉降
DINI03电子水准仪
布置详监测平面图
暗挖法)当开挖面到监测断面前后的距离L≤2B时,1次/天;当开挖面到监测断面前后的距离2B<L≤5B时,1次/2天;当开挖面到监测断面前后的距离L>5B时,1次/周;基本稳定后1次/1月。
(盾构法)掘进面距监测断面前后≤20m时,1次/天;掘进面距监测断面前后≤50m时,1次/2天;掘进面距监测断面前后>50m时;1次/周;根据数据分析确定沉降基本稳定后,1次/1月。
(明挖法)基坑开挖期间H≤5m,1次/3天;5m<
H≤10m,1次/2天;10m
开挖完成后1~7天,1次/天;7~15天,1次/天;15~30天,1次/3天;30天后,1次/天;数据基本稳定后,1次/月。
7
建筑物沉降
DINI03电子水准仪
布置详监测平面图
8
建筑物倾斜
GTS-102N全站仪
布置详监测平面图
9
地下管线沉降
DINI03电子水准仪
布置详监测平面图
注:
H为明挖基坑开挖深度,B为暗挖隧道开挖宽度,S为暗挖掘进面距监测断面前后的距离。
5.3监测控制值
警戒值由施工现场监测技术负责人提出建议报警值,经设计或相关单位确认。
考虑到监测方案的完整性,根据设计要求,警戒值如下表9所示;三级预警见表10。
表9监测项目控制值
监测项目
控制值
平均速率控制值
最大速率控制值
竖井锁口圈沉降及收敛
10mm
1mm/d,
2mm/d,
地表沉降
30mm
2mm/d,
5mm/d,
桩顶水平位移
30mm
3mm/d
6mm/d,
桩顶垂直位移
10mm
1mm/d,
2mm/d,
桩体位移
30mm
3mm/d
6mm/d,
支撑轴力
设计值
锚杆拉力
设计值
建(构)筑物沉降
20mm
1mm/d,
2mm/d,
建(构)筑物倾斜
20mm
2mm/d,
4mm/d,
净空收敛
20mm
1mm/d,
3mm/d,
拱顶下沉
30mm
2mm/d,
5mm/d,
有压管线沉降
10mm
倾斜率控制值0.002,平均速率1mm/d,,最大速率2mm/d,
无压雨、污水管线沉降
20mm
倾斜率控制值0.0025,平均速率1mm/d,,最大速率3mm/d,
其他管线沉降
20mm
倾斜率控制值0.004,平均速率1mm/d,,最大速率3mm/d,
表10变形三级预警管理表
预警级别
预警状态
管理状态
黄色预警
U=(70﹪~85﹪)u
且s=(70﹪~85﹪)s
U=(85﹪~100﹪)u
或s=(80﹪~100﹪)s
应加密监测频率,加强对地面沉降动态的观察,尤其加强对预警点附近的雨污水管和有压管线检查和处理
橙色预警
U=(85﹪~100﹪)u
且s=(80﹪~100﹪)s
U≥100﹪u
或s≥100﹪s
U≥100﹪u
且s≥100﹪)s
但整体工程尚未出现不稳定迹象
继续加强监测、观察、检查和处理,完善预警方案,同时对施工方案、支护参数、工艺方法等作检查和完善在获得设计和建设单位同意后执行。
红色预警
U≥100﹪u
且s≥100﹪)s
还出现下列情况之一
U或s出现急剧增长;隧道支护混凝土表面出现裂缝,同时裂缝开始渗水。
应立即采取补强措施,并经设计、施工、监理和建设单位分析和认定后,改善施工程序或设计参数,必要时立即停止开挖,进行施工处理。
注:
u-实测位移值;u
-允许位移值;s-实测速率值;s
-允许速率值
6监控量测的布点及监测方法
6.1基准点监测
6.1.1基准点的布设
根据《建筑变形测量规程》中基准点的布设要求,基准点的位置根据实地情况而定,标石可以选埋钻孔水准标石、混凝土普通水准标石或墙角、墙上水准标志距离应大于基坑、隧道深度2倍以上,同时为了防止基准点受到冻胀的影响埋设深度不小于1.5米,以保证基准点的稳定。
基准点应以钻孔水准标石为主,适当选布墙上水准标志,以利于永久保护。
本工程监测范围内设3个水准基点。
基准点埋设见图5、6所示。
图5地下标石制作图
图6建筑物上基点埋设示意图
6.1.2基准点的监测方法
待埋设的基准点稳定后(埋石后不少于15天),按二级沉降观测精度要求使用精密电子水准仪及配套铟瓦合金高精度水准标尺,首次观测采用往返测量、其观测顺序按国家现行水准测量规范执行。
水准路线闭合差≤1.0
为水准路线观测站数。
在观测过程中保证前后视距差≤0.7m,前后视距累计差≤1.0m,视距长度≤30m、视线高度≥20cm.。
在实际测量时应采用固定仪器与测站点的方法,以保证每次观测的高程之差(沉降量)的正确.观测数据经内业检查合格后,平差求出各基准点的高程作为本沉降观测的起算数据,复测频率以后每月应进行连测以校核它稳定性。
6.2地表沉降
6.2.1地表沉降监测点的布设
沉降测点沿线路方向布设,通常应沿左右线区间隧道的中线布设一行监测点。
监测点的纵向间距可以按地表和地中的实际状况在5~30m之间选择。
测点布置平面图详见附图;
沉降监测点的埋设时先用工程水钻或电钻打穿硬化面成孔,然后打入φ22螺纹钢筋约600mm,钢筋顶部应打磨圆滑,且顶部不得超出马路平面,孔隙处用细沙填实。
所有测点用红油漆标记并统一编号。
地表沉降点的埋设如图7所示。
图7地表沉降点的埋设
6.2.2地表沉降的监测方法
6.2.2.1监测方法(作业要求)
a、五固定:
固定观测人员;固定观测仪器;固定观测水准尺;固定观测路线;固定观测方法,减少系统误差的影响。
b、每次观测之前凉仪器30分钟。
c、烈日下观测使用测伞;温差变化较大时使用仪器罩。
d、观测顺序为后前前后。
e、在线路上预先量距,水准仪与水准尺之间的距离不超过50m,分别在水准尺和测站处作相应标志。
f、基本分划、辅助分划读数较差 ≤±0.5mm
g、基本分划、辅助分划高差较差 ≤±0.7mm
h、相邻两点间往返测高差之差限差≤±0.5mm
i、线路闭合差限差≤1.0
j、视距≤50m,前后视距差≤1.0m,视距累积差≤3.0m,视线高度大于0.2m。
k、各周期观测前应检测基准点的稳定性。
基准点高差较差应≤0.7mm。
l、凡超出规定限差要求的成果,均应进行重测。
6.2.2.2监测点初始值的测算
监测点初始值是计算沉降值的基准。
原则上监测点应在降水单位进场打井或施工开始前布设完毕,待稳定后测定初始值。
监测点初始值最少应观测两次,其较差≤0.7mm时,取其平均值作为初始值。
建(构)筑物、管线沉降与其相同。
6.2.2.3沉降值计算
仪器所测读出的监测点高程经平差后输入监测报表,在报表中利用Exce软
件计算监测点的本次沉降值、累计沉降值及监测速率。
6.3地下管线监测
为保证施工安全,应对施工范围内的所有管线进行沉降监测,重点监测对象如表11、12、13、14所示。
表11东呼区间管线情况表
序号
风险工程名称
等级
里程
风险工程基本状况
1
区间旁穿农丰里小区路北6层住宅楼
二级
左K16+170
~270
农丰里小区路北住宅楼为地上6层,无地下室,砖混结构,采用条形基础,基底埋深2.5m。
区间左线隧道结构外缘距楼基础边最小净距约10.8m,结构顶距楼基础底约12m。
长度约100m。
2
区间垂直下穿D1250污水
二级
K16+345
D1250污水管为钢砼结构,内底埋深约3.2m,区间隧道结构顶距管内底约9.8m。
3
区间垂直下穿D800污水
二级
K16+460
D800污水管为钢砼结构,内底埋深约5.4m,区间隧道结构顶距管内底约7m。
4
区间垂直下穿D1300雨水
二级
K16+465
D1300雨水管为钢砼结构,内底埋深约2.2m,区间隧道结构顶距管内底约10m。
管内有雨污合流现象。
5
区间垂直下穿1.2x1.15m热力沟
三级
K16+186
1.2x1.15m砖砌方沟,钢筋混凝土盖板,内敷设4xD100热力钢管,沟内底埋深约2.2m,区间隧道结构顶距沟内底约13m。
6
区间平行侧穿D400中压燃气
二级
左K16+145
~590
D400中压燃气,钢管,壁厚13mm,焊接接头,管底埋深约2m,与区间隧道平面净距
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