新源大街综合管线工程变形监测方案盛源桥.docx

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新源大街综合管线工程变形监测方案盛源桥

北京富地

地址：

北京市朝阳区盛世龙源1005号楼

传真：

（010）80888288电话：

（010）80888988

Email：

fdkcch@编号：

2010测（标）023

新源大街综合管线工程下穿“六环路盛源桥”

变形监测技术方案

批准：

审核：

编制：

北京富地勘察测绘有限公司

二零一零年五月

资质等级：

乙级证书编号：

乙测资字11012004IS09001质量体系证书编号：

01709Q11799R0S

目录

一．工程概述2

1.1项目来源2

1.2项目概况2

1.3盛源桥简介3

1.4地质情况4

二．作业目的4

三．作业依据及规范5

四．工作内容5

五．技术措施5

5.1工作基准网的布设5

5.2变形监测点的布设7

5.3变形观测点保护及意外情况处理10

5.4基准点、工作基点及变形观测点的观测方法及精度要求10

5.5观测设备和人员投入13

5.6观测周期14

5.7成果处理14

5.8控制指标及要求15

六．提交成果资料16

七．补充说明17

八．质量保证措施17

九．安全管理措施18

新源大街综合管线工程下穿“六环路盛源桥”

变形监测技术方案

一．工程概述

1.1项目来源

受北京市政建设集团有限责任公司第一工程处委托，我公司拟承担新源大街综合管线工程下穿既有桥梁“六环路盛源桥”的变形监测任务。

该项目位于北京市大兴区南六环路与新源大街相交处，如下图所示：

1.2项目概况

该项目共5条管线下穿南六环路盛源桥，其中包括：

1、大兴区新源大街（黄良路-天河西路）合建通信管道工程。

电信管道在天六3#人孔与天六4#人孔间穿越盛源桥。

设计为24孔ABS管道（6×4），全长127米。

采用明开法施工，桥下开挖深度1.7米，开挖边坡为1：

0.3。

管线中心距1号桥墩柱中心最小距离为8.0米，开挖上口距承台边最小距离5.3米。

2、新源大街（埝坛水库灌渠—天河西路）再生水工程。

在K0+485～K0+524段横穿盛源桥，管径为DN300。

采用明开法施工，桥下开挖深度3.4米，开挖边坡为1：

0.3。

管线中心距2号桥墩柱中心最小距离为7.7米，开挖上口距承台边最小距离4.9米。

3、新源大街（天河西路—黄良路）市政道路供电工程土建部分。

在K0+793.5～K0+843段横穿盛源桥，管径为12根DN150及2根DN100（14根管线矩形排列外包混凝土）。

采用拉管施工。

管线中心距2号桥墩柱中心最小距离为4.7米。

4、新源大街天燃气工程。

在K0+277～K0+319段横穿盛源桥，管径为DN400，设计压力为0.4MPa。

采用明开法施工，桥下开挖深度1.8米，开挖边坡为1：

0.3。

管线中心距2号桥墩柱中心最小距离为7.7米，开挖上口距承台边最小距离5.3米。

5、地铁大兴线义和庄车站10KV外电源工程。

在K1+367.6～K1+517.6段横穿盛源桥，电力管道设置与暗挖电缆隧道内。

暗挖隧道采用拱顶直墙厚平底，复合衬砌结构。

隧道净断面采用2.0×2.3米单孔，初衬厚度0.25米，二衬厚度0.25米。

暗挖隧道顶至地面均高5.0米，外壁距3号桥墩柱中心最小距离为5.48米。

本工程5条综合管线分别从1号桥墩与2号桥墩之间（东2孔）、2号桥墩与3号桥墩之间（东3孔）穿越本桥，管线基本与桥墩平行。

其位置关系如下图所示：

1.3盛源桥简介

盛源桥为南六环主路桥，桥梁全宽33米，全长107.04米。

该桥由上下行两座独立的主路桥组成，上部结构为4孔25米C50预应力混凝土简支T梁，下部结构为钻孔灌注桩基础。

本桥在墩顶位置采用桥面连续，两侧桥台处设伸缩缝。

如下图所示：

1.4地质情况

场地类别为Ⅲ类，中软场地土，电力隧道所处土层为场地土类型为细砂、细砂②2、粉质粘土、粘质粉土③层、粘质粉土、粉质粘土⑤层。

自上而下围岩是粉砂填土、细砂填土①层，砂质粉土填土、粘质粉土填土①1层和粉质粘土填土①3；粉砂、细砂②层，砂质粉土、粘质粉土②1层及细砂、粉砂②2层；粉质粘土、粘质粉土③层及砂质粉土③1层；细砂、中砂④层；粉质粘土、粉质粘土⑤层及砂质粉土⑤1层，围岩分级为Ⅵ级。

二．作业目的

通过变形监测，取得地表及桥梁在施工过程中精确可靠的垂直及水平位移数据，了解地表及桥梁在不同施工阶段的变形规律，有效监督地表及桥梁在施工期间的安全，以便随时监督施工，确保安全生产和运营，在检查、处理有关工程质量中，藉以做出正确的分析与判断，提供可靠的基础数据。

三．作业依据及规范

1、《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-2007）

2、《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）

3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）

4、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）

5、《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）

6、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

7、《工程建设标准强制性条文》（JTJ021-89）

8、本工程设计图纸及施工方案

9、《新源大街综合管线工程下穿既有桥梁“六环路盛源桥”评估咨询报告》（北京国道通公路设计研究院2010年5月1日）

10、《城市工程地球物理探测规范》（CJJ7-2007）

四．工作内容

1、桥墩及桥面竖向位移监测。

2、桥墩柱纵桥向及横桥向水平位移监测。

3、深层水平位移监测。

4、盖梁竖向位移监测。

5、桥梁、电力暗挖隧道洞室外观检测及裂缝监测。

6、新源大街地表沉降监测。

7、电力暗挖隧道拱顶下沉监测。

8、电力暗挖隧道洞室收敛监测。

9、地面雷达检测

五．技术措施

5.1工作基准网的布设

变形测量基准点是变形观测起始数据的基本控制点。

本项目拟建立3个高程基准点，位于新源大街东侧地面上,点间距小于30米。

高程基准点采用深埋钢管水准基点标石。

拟建立3个平面位移基准点，位于新源大街西侧地面上。

为减少对中误差对观测结果的影响，位移基准点采用强制对中观测墩。

基准点布设在变形区以外、位置稳定、易于长期保存的地方，并定期复测。

当观测点变形测量成果出现异常，或当测区受到地震、洪水、爆破等外界因素影响时，及时进行复测，并按《建筑变形测量规范》的规定对其稳定性进行分析。

变形测量基准点的标石、标志埋设后，达到稳定后方可开始观测。

稳定期不少于15天。

基准点的选择严格按下列规定实施：

1．基准点和工作基点应避开交通干道主路、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方；

2．基准点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方；

具体位置根据实地条件，由甲乙双方现场协商确定。

若牵涉用地审批手续时，采用甲方负责、乙方协助的方式办理。

高程基准点做法如图所示。

位移基准点做法如图所示。

基准点是变形观测工作必不可少的测量标志，只有长期保存，才能保证变形观测数据的连续性和正确性。

因此，除在选点时格外注意其地点的合理性外，尚需加以认真保护，如果遇到有可能对基准点造成损坏或破坏的情况时，甲方、施工单位和任何个人都应事先与乙方联系，以便具体研究基准点的保护方法。

5.2变形监测点的布设

变形观测点的布设应能全面反映桥墩柱、盖梁、地表、拱顶、洞室等的变形特征，并顾及地质情况及项目特点。

5.2.1新源大街地表及盛源桥桥面沉降观测点布设

采用浅埋地面观测标志，地表点埋深为1米，桥面埋深为0.3米，混凝土现场浇灌。

顶部在地面下10～20cm，并砌盖带盖的窨井加以保护，如下图所示。

点位在盛源桥面及桥下新源大街路面上采用方格网法布设，观测点间距为15米。

5.2.2桥墩、盖梁及隧道拱顶沉降观测点布设

桥墩采用墙、柱观测标志，布置在每个桥墩上。

盖梁及隧道拱顶采用挂钩标志，布设在盖梁的两侧悬臂端、柱顶位置及隧道拱顶中间位置,拱顶沉降点间隔为10米。

观测标志均由不锈钢材料预制，如下图所示：

5.2.3桥墩柱水平位移观测点布设

采用无棱镜反射贴片标志。

点位在盛源桥桥墩柱位置上布设。

如图所示：

5.2.4深层水平位移观测点布设

本工程采用测斜管监测深层水平位移，首先用钻机施工一孔深约25m的钻孔，孔底以超过地铁隧道底面不少于2m为控制标准，测斜管直接下入钻孔后，用水泥砂浆浇筑固定，顶部高出地面1-2m，并设置有效的保护设施和明显的测量标志。

安装测斜管时必须注意测斜管的纵向扭转，很小的扭转角度就可能使测斜仪探头被导槽卡住；埋设就位的测斜管必须保证有一对凹槽与测量位移的方向边缘垂直。

测斜管埋设与安装应遵守下列原则：

1、管底伸入孔底，孔底低于隧道底面不少于2m，管底封闭，管顶部达到地面以上。

2、测斜管在孔内应竖直，砂浆浇筑固定。

3、测斜管的上下管间应对接良好，无缝隙，接头处牢固固定、密封。

4、管搬扎时应调正方向，使管内的一对测槽垂直于测量面（即平行于位移方向）。

5、封好底部和顶部，保持测斜管的干净、通畅和平直。

6、做好清晰的标示和可靠的保护措施。

地层分层监测点标志如图所示。

5.2.5洞室收敛观测点布设

沿隧道方向每10米布置一组洞室收敛测点，其位置与拱顶沉降观测点在同一断面上。

埋设的时间随隧道开挖的速度决定。

点位作法；洞室收敛点用Ф8的钢环水平对称在初支格栅支立时埋入。

5.2.6地面雷达测线布设

初衬探测工作共布置5条测线，其中：

①沿隧道穹顶布置3条测线，探测隧道上方覆土层；②沿两侧壁各布置一条测线，探测衬砌质量。

二衬探测工作共布置5条测线，，其中①沿隧道穹顶布置3条测线，探测隧道拱顶一衬和二衬之间是否存在空鼓缺陷；②沿两侧壁各布置一条测线，探测衬砌质量。

探地雷达采用美国地球物理测量系统公司（GSSI）生产的SIR-3000型地质雷达，配用400MHz和900MMHz屏蔽天线。

如下图所示。

根据《建筑变形测量规范》及设计要求，本项目拟在隧道开工前埋设变形观测点，用红漆做醒目标记，并编号。

变形观测标志点的埋设和保护，需要施工单位的密切配合和大力支持，望双方能友好合作。

施工期间施工单位应负责观测点的保护。

待观测点标志埋设2～3天其凝固稳定后进行首次观测。

根据设计图纸及施工方案，结合本项目实际情况，本工程拟布设沉降观测点共计64个。

其中：

新源大街路面上布设15个，盛源桥面上布设15个，盛源桥墩上布设12个，盛源桥盖梁上布设18个，隧道拱顶上布设4个。

拟布设洞室收敛观测点共计4组。

拟布设位移观测点共计16个。

其中桥墩柱上布设12个，测斜管布设4个。

本工程所有变形观测点分布情况，请参见《变形观测点埋设平面位置示意图》。

5.3变形观测点保护及意外情况处理

变形观测是一项长期而复杂的测量工作，监测点在使用过程中的人为破坏，往往会导致变形观测数据的中断。

因此，变形观测点的保护应高度重视。

5.3.1变形观测点的保护措施

1．甲方措施：

变形观测点的妥善保护首先应引起甲方的充分重视，甲方应以正式文件的形式通告施工单位，以引起施工单位的重视。

2．施工单位措施：

施工单位应对施工人员加强常识和素质、安全教育，制定惩罚制度，杜绝变形观测标志的人为破坏，由于本项目观测点部分布设在地下电力隧道内，为便于观测应在不影响施工前提下尽量预留观测通道。

3．乙方措施：

在埋设变形观测标志处设立标牌以示提醒外，标志的埋设深度和露出墙面部分的长度应事先与甲方和施工单位商议，充分考虑施工对标志的影响。

5.3.2意外情况的处理

1．在观测前，对变形观测点的安全情况进行确认，如个别变形观测点受到破坏时，应及时进行补点，并进行一次观测，以保证变形观测起始数据的精度和观测工作的持续进行（数据中断一次）。

2．数据分析时，采用相邻点平均变形量作为中断点的近似沉降值，以减少对整个数据分析的影响。

5.4基准点、工作基点及变形观测点的观测方法及精度要求

5.4.1基准点观测

高程基准点按一级水准的技术要求进行测量，观测点测站高差中误差限差±0.15mm,往返较差或环线闭和差限差±0.3

mm。

基准网每次观测均复测一次。

位移基准点按二级平面控制网的技术要求进行测量，角度中误差±1.5″,边长中误差±3.0mm。

平面控制网技术要求

级别

平均边长

（m）

角度中误差

（″）

边长中误差

（mm）

最弱边边长

相对中误差

一级

200

±1.0

±1.0

1：

200000

二级

300

±1.5

±3.0

1：

100000

三级

500

±2.5

±10.0

1：

50000

水准观测的视线长度、前后视距差和视线高（m）

级别

视线长度

前后视距差

前后视距差累积

视线高度

特级

≤10

≤0.3

≤0.5

≥0.8

一级

≤30

≤0.7

≤1.0

≥0.5

二级

≤50

≤2.0

≤3.0

≥0.3

三级

≤75

≤5.0

≤8.0

≥0.2

水准观测的限差（mm）

级别

基辅分划

读数之差

基辅分划所

测高差之差

往返较差及附合

或环线闭合差

单程双测站

所测高差较差

检测已测测段

高差之差

特级

0.15

0.2

≤0.1

≤0.07

≤0.15

一级

0.3

0.5

≤0.3

≤0.2

≤0.45

二级

0.5

0.7

≤1.0

≤0.7

≤1.5

5.4.2变形观测点观测

沉降观测点按国家二级水准测量技术要求作业，观测点测站高差中误差限差±0.5mm，往返较差或环线闭合差限差±1.0

mm。

位移观测点采用极坐标法进行测量,利用TCL2003测量机器人免仪器高免棱镜法施测。

洞室收敛采用收敛仪进行测量。

仪器见图所示。

TCA2003测量机器人DiNi03电子精密水准仪收敛仪

5.4.3测斜管观测

监测仪器采用CX-3E型测斜仪以及配套PVC测斜管，监测精度0.2mm/0.5m。

仪器图见图。

图CX-3E型测斜仪

观测方法如下：

1、用模拟测头检查测斜管导槽；

2、使测斜仪测读器处于工作状态，将测头导轮插入测斜管导槽内，缓慢地下放至管底，然后由管底自下而上沿导槽全长每隔0.5m读一次数据，记录测点深度和读数。

测读完毕后，将测头旋转180°插入同一对导槽内，以上述方法再测一次，深点深度同第一次相同。

3、每一深度的正反两读数的绝对值宜相同，当读数有异常时应及时补测。

5.4.4结构裂缝观测

采用裂缝观测仪、目测、高倍望远镜辅助观测等方法对桥梁主体结构的现状和病害进行检查。

分别在施工前、中、后检查及观测其裂缝情况。

5.4.5数据采集技术要求

1、沉降及位移变形测量的首次（即零周期）观测应连续进行两次独立观测，并取观测结果的中数作为测量初始值。

2、测斜管应在装设完毕后，在3～5天内用测斜仪对同一测斜管作3次重复测量，判明处于稳定状态后，以3次测量的算术平均值作为侧向位移计算的基准值。

5.4.6观测技术要求

1、沉降及位移变形测量观测技术要求：

Ø固定主要观测人员；

Ø固定观测仪器、标尺及有关附件；

Ø固定观测路线、观测方法，露天作业部分应固定观测时间；

Ø每次观测前30分钟晾仪器和标尺。

2、测斜管观测要求：

测斜探头放入测斜管底应等候5分钟，以便探头适应管内水温，观测时应注意仪器探头和电缆线的密封性，以防探头数据传输部分进水。

测斜观测时每0.5m标记一定要卡在相同位置，每次读数一定要等候电压值稳定才能读数，确保读数准确性。

5.5观测设备和人员投入

5.5.1仪器、设备情况

1．TrimbleDiNi03电子精密水准仪一套，每公里高差中误差±0.3mm，配套条码水准尺一对；

2．CX-3E型测斜仪以及配套PVC测斜管；

3．TCA2003测量机器人一套；

4．收敛仪一套；

5．冲击钻、钻机等辅助工具；

6．裂缝观测仪一套；

7．SIR-3000型地质雷达一套。

5.5.2施工组织

为做好沉降观测工作，保证在施工过程中万无一失，选派有经验的测量专业人员组成测量技术领导班子，专门领导和研究施工测量技术工作及测量过程中出现的各种问题。

5.6观测周期

施工开挖期间每天观测一次，开挖完成至二衬施工期间每周观测一次，隧道施工完成后3月内每月观测一次，隧道施工完成3月后每3月观测一次至施工结束2年且变形趋于稳定止。

期间如遇变形异常应追加观测次数和观测密度。

5.7成果处理

以上几项监测的结果都应及时整理和检查外业观测手簿再将数据输入计算机内，根据概率论理论和数值分析方法进行回归分析，主要分析内容如下：

Ø观测点位置图。

Ø观测点位移速率、时间、位移量曲线图。

Ø变形分析报告等。

5.7.1监测数据的检核

1、采用先进的监测仪器和优化的测量方法，消除粗差，减小误差，提高监测精度，从而尽可能地减小观测误差对变形分析的影响。

2、加强外业测量的检核工作，如采取对向观测、往返观测、闭合（附合）检查、多种方法互检等措施。

3、加强内业测量资料的检核，主要工作包括：

校核各项原始记录，检查各次变形值的计算是否有误。

通过不同方法的验算、不同人员的重复计算来消除监测资料中可能存在的错误；把原始数据通过一定的方法，如按大小排序，用频率分布的形式把一组数据的分布情况显示出来，进行数据的数字特征计算，离散数据的取舍等；根据监测点的内在物理意义来分析原始监测值的可靠性。

进行一致性分析与相关性分析；一致性分析的主要手段是绘制时间—效应量的过程线图；相关性分析是将本点本测次某一效应量的原始监测值与临近部位（条件基本一致）各测点的本测次同类效应量或有关效应量的相应原始监测值进行比较，视其是否符合它们之间应有的力学关系；当天测得的原始数据，当天检查整理完毕。

5.7.2数据分析与预测

选定某些特征点，对其周期性地进行重复观测，通过数据处理，研究被监测点群的沉降、水平位移等随时间变化规律，寻找一种能够较好反映数据变化规律的函数关系，对下一阶段的监测数据进行预测，预测监测点可能出现的最大位移值，以预测构筑物和结构的安全状况，评价施工方法，确定工程措施。

5.7.3数值分析和处理

根据观测结果进行数据的拟合分析和回归处理，建立动态信息管理模型，指导安全信息化施工。

动态信息化施工流程图

5.8控制指标及要求

5.8.1控制指标及要求

本桥竖向沉降控制值小于15mm，不均匀沉降控制值小于5mm，水平位移控制值小于5mm。

5.8.2预警值确定

F=实测值/容许值

当F＜0.7时，安全。

当0.7≤F≤1时，注意。

查原因，准备补救措施。

当F＞1时，警戒。

停工检查，采取补救措施。

当达到警戒值时应采取必要的补救措施。

在施工过程中，应会同相关单位对警戒值进行分析、评价及修正，正确指导设计和施工。

六．提交成果资料

1、在工程施工过程中，监测结果应逐次整理，以日报、周报、月报的形式提供给施工单位；工程结束时，提交完整的监测总报告。

2、监测日报内容：

Ø工程名称、工程地址、监测目的、监测依据、监测日期、天气情况；

Ø工程条件、施工进度及工况；

Ø监测项目、监测方法、测试仪器设备、测点布置；监测结果、监测值的时程变化曲线、指出达到或超过报警值的测点位置；

Ø与监测内容相应的监测结论；

以电子版本报各单位。

在遇到沉降或其它观测值变化速率加快，或者遇到自然灾害如暴雨、台风、地震等情况，随时向项目部及各工区报告监测结果。

正常情况下在第二天9：

00前以电子文件的形式上报前一天的监测报告。

3、监测周报内容：

Ø本周监测情况汇总包括被监测对象是否存在安全隐患；

Ø指出达到或超过报警值的测点位置，并初步分析其原因和本周监测结论。

4、监测月报内容：

Ø本月监测情况汇总；

Ø被监测对象是否存在安全隐患；

Ø指出达到或超过报警值的测点位置，并初步分析其原因和本月监测结论。

5、监测总报告内容：

Ø工程概况、监测目的；

Ø监测项目、测点布置；

Ø采用的仪器型号、规格；

Ø监测资料的分析处理；

Ø监测值全时程变化曲线；

Ø监测结论、监测结果评述；

Ø测点布置图。

6、地面雷达检测报告。

7、桥梁外观检测报告。

七．补充说明

根据设计要求，对沉降观测工作做如下补充：

7.1施工阶段观测应随施工进度进行，首次观测在施工前开始观测。

7.2施工过程中如暂时停工，在停工时及重新开工时各观测一次，停工期间，应每隔2月观测一次。

请甲方单位根据工程实际情况，提前通知我单位及时进行观测。

7.3在观测过程中如发生下列情况之一时，必须立即报告委托方，同时应及时增加观测次数或调整测量方案：

1．变形量或变形速率出现异常变化；

2．变形量达到或超出预警值；

3．周边或开挖面出现塌陷、滑坡；

4．地表出现异常；

5．由于地震、暴雨、冻融等自然灾害引起的其他变形异常情况。

7.4观测结束后，若变形速率小于0.04mm/d，可认为已进入稳定阶段。

本沉降观测方案是在正常施工及自然条件等情况下考虑制定的，由于现场施工状况不确定因素很多，观测方案很难一次性制定完善，在执行过程中应根据被观测地面的实际变形量和变形速率，及时调整观测方案，以满足施工及建筑物的安全需要。

八．质量保证措施

1．按IS09001质量管理体系要求及我公司“三级检查，一级验收”质量管理制度组织施测及成果质量检核。

2．野外记事项目，应在现场用铅笔记录在规定格式的外业手簿中。

测量技术人员要认真整理内业资料，保证所有测量资料的完整。

资料必须一人计算，另外一人复核。

抄录资料，亦须认真核对。

3．固定专用测量仪器和工具设备，建立专业测量组，由专人负责观测和成果整理。

4．用于本工程的测量仪器和设备，应按照规定进行检定和校准，合格后方可投入使用。

5．所用的测量仪器和工具使用前，要检查是否完好。

在运输和使用测量仪器的过程中，应注意保护，如发现仪器有异常，应立即停止使用并送检，并对上次测量成果重新作出评定。

6．积极和监理工程师进行联系、沟通和配合，满足监理工程师提出的测量技术要求及意见。

九．安全管理措施

为做好安全生产工作，落实好各项防范措施，公司安全管理小组对施工安全管理工作进行了部署,为防范外业作业突发事件，建立了本项目实施安全应急机制。

1.工地由项目经理负责安全管理工作，工地设立安全员负责安全提醒和监督；

2.对进入现场调查和测绘的技术人员进行测绘安全、交通安全意识教育，做到安全，文明生产；

3.进行外业测量的作业人员，严格遵守交通规则，服从交通管理人员指挥；

4.为了保证人员、仪器设备的安全，冬季禁止在大风和冰、雪、雾等恶劣气候条件下进行外业数据采集工作；

5.为外业作业人员配备必要的劳动保护用具,做好防护工作；

6.使用计算机等电器设备要配备专用线路和保险装置，防止线路短路造成火灾。

加强安全防范，防止小偷进入；

7.现场人员要注意饮食卫生，配备必要的常用药品，防止流行病的传播等；

8.出现意外情况应及时与负责人取得联系，并向公司安全管理小组通报情况。