监控量测方案

监控量测方案

1、编制依据

1、《地下铁道工程及验收规范》（GB50299-1999）；

2、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308）;

3、武汉市轨道交通二号线一期工程施工图设计第八篇区间名都站～光顾广场站区间（第二十册第一分册）（白图）；

4、武汉市轨道交通二号线一期工程光谷广场站主体基坑围护结构施工图设计（白图）；

5、《地铁设计规范》（GB50157-2003）;

6、国家,武汉市及相关行业现行的有关规范、规程和标准；

2、工程概况

2.1、名都站～光谷广场站区间工程概况

名都站～光谷广场站区间，左线起点里程：ZDK26+408.307，终点里程：ZDK27+448.000。右线起点里程：YDK26+408.307，终点里程：YDK27+448.00。采用矿山法施工。左右线路均以直线、圆曲线和缓和曲线连接而成，间距为13米，曲线半径R=1000m，缓和曲线长45米，线路沿虎泉街到达终点光谷广场站。区间线路纵坡9.518‰上坡和5‰降坡，隧道最大埋深16m，最小埋深5.5m，线路纵断面上设置R=5000m的竖曲线。在线路里程右DK26+770（左DK26+772.591）设1号竖井；在线路里程右DK26+184.012（左DK26+184.020）设2号竖井，竖井内净空均为6.5×5米。区间隧道在虎泉街封闭15个月内完工。

2.2、光谷广场站工程概况

光谷广场站位于光谷广场交通绿化岛西端和光谷广场南端的虎泉街地下，呈东西走向，光谷广场站为线间距13米的标准地下二层车站，在站前设有渡线。结合地面交通状况，车站设有四个出入口与一个预留出入口，满足了最大客流方向的使用要求，同时兼具地下过街功能，且无须穿过车站主体。车站有效站台中心线的里程为右DK27+577，车站总长度为278.7m。车站的客流吸引半径确定为800m左右。

出入口设于鲁巷广场的步行休闲带中及虎泉街规划道路两侧，其中Ⅳ号出入口是远期预留远期与庙山支线站厅及鲁巷购物中心地下通道结合。3组风亭分别位于虎泉街南北两侧和光谷广场旁边的绿岛中。

车站北侧预留远期与庙山支线的接口，设计考虑将光谷广场站右线与庙山支线共线，庙山支线左线设在负三层。方案将车站北侧外扩，站厅层共用，负二层为庙山支线设备用房，负三层为庙山支线左线及侧式站台。

车站主体结构18个月内完成，采用明挖顺作法施工，为现浇钢筋混凝土地下二层双跨箱形框架结构，由侧板、梁、板、柱等构件组成。沿车站纵向采用纵梁体系，设中间柱，各层板横向形成双跨连续结构。在板和梁、板和墙交界处设置受力斜托，以改善板的受力条件。钻孔灌注桩作为施工期间的基坑围护，同时兼作永久结构受力的一部分，桩与内衬墙之间设置防水隔离层。

3、监测重点难点

针对本标段工程的特点，为确保区间暗挖隧道和车站明挖基坑顺利安全施工，切实做到监测指导施工，科学合理化施工。并拟定针对性监控措施表，详见表3-1 “监测难点、重点及对策表”

序号

施工难点及

重点项目

针对性措施

1

光谷广场站

深基坑监测1.根据施工设计文件，结合管线保护和交通疏解要求，制定切实可行的深基坑量测监控实施方案，报业主及监理审批后认真贯彻执行。

2.组织信息化施工，严格根据量测监控数据，分析判断现状及预测变化趋势，及时调整施工方案，确保光谷广场站安全施工。

3.轴力计、测斜仪、钢筋计、土压力盒在安装和埋设时要按照说明和规范埋设。

4.项目领导负责组成管线保护监测小组，与产权单位和业主密切联系，核实管线走向、埋深、。

5.对施工影响范围内的重要管线进行量测监控，跟踪动态，制定保护预案，备好加固、保护的机械设备、材料。

2

区间A、B类

断面监测1．建立地面沉降和地下水位监测网点，实施严格的量测监控，掌握动态，分析变化趋势，为采取有效的保护措施提供科学依据。

2.严格按施工图进行施工。为防止隧道下沉，开挖时初支上台阶增设临时仰拱，格栅拱脚增设锁角锚管，拱墙增设法向锚杆。

3．洞内备用抢险机械设备、抢险物资，发现情况及时处理，洞外及时加固和做好交通疏解。

4．按照“管超前、严注浆、强支护、紧封闭、勤量测、快循环”的十八字方针组织施工。

5.钢筋计、土压力盒在安装和埋设时要按照说明和规范埋设。

6.根据测量结果及时预测变形变化趋势，根据变化趋势调整开挖进度，尤其在区间浅埋段更要根据监测预测实时调整开挖进尺，确保施工安全及施工质量。

4、监控量测目的

(1)保证区间隧道和车站结构的稳定和施工安全。

(2)确保邻近建筑物、道路及地下管线等的正常使用和保护周边环境。

(3)根据监测结果，判断工程的安全状况，分析发展趋势，预测可能发生的危险征兆，提出应采取的预防措施，遏止危险的趋势，确保施工及周边环境的安全。

(4)以施工监测的结果指导现场施工，进行信息化反馈优化施工方案，使其更切合实际，安全合理。

(5)将现场监测的结果与理论预测值相比较，修正设计参数，为优化设计提供依据。

5、监控量测组织管理

5.1组织管理

针对本标段的工程规模、施工方案及工程监测项目的特点建立专业监控量测组，由具有丰富地下施工经验的结构工程师担任组长，下分光谷广

场站、名都站至光谷广场站区间2个监控量测小组，每个监测小组成员3～5人，组成6～10人的专业监测队，监测小组由专业技术人员担任小组长，配置2～4名熟悉监测业务的监测人员。监测小组分别负责一个车站或一个区间的监测测点布置、元件埋设、量测数据的收集及初步整理工作，监测施工组织与流程见图5.1-1。

5.2监测数据管理

5.2.1确定管理基准

施工中将监测管理基准划分为三个等级，将变形或应力允许值的三分之一作为基准值，当实测值在基准值以下时，说明隧道和围岩是稳定的，将允许值的三分之二作为警告值，当实测值在基准值和警告值之间时，需考虑采取加强措施，预防最终值超限。监测数据管理基准表见5.2-1。

图5.1-1 监测施工组织及流程图

中国中铁四局集团股份有限公司

管理等级 管理位移 施工状态 Ⅲ U 0＜U n /3 可正常施工 Ⅱ U n /3≤U 0≤2U n /3 应加强支护 Ⅰ

U 0＞2U n /3

采取特殊措施

注：U 0为实测位移值，U n 允许位移值

5.2.2量测数据整理

对监测项目按规定时间量测后，当天整理出结果，绘制时间一位移或应力一时间关系曲线图，并进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移或应力值，掌握位移及应力变化规律，评价施工、结构及可能影响的构筑物的安全度，采用的回归函数：

μ=Alog(1+t)+B μ=t/(A+Bt) μ=A ·e -B/t μ=A(e -Bt -e -Bt0) μ=Alog[(B+t)/(B+t 0)]

式中：μ—变形值（或应力值）

A 、

B —回归系数

t 、t 0—测点的观测时间（天）

监测数据的整理及回归分析均由计算机管理完成，以确保监测成果的质量，加快信息反馈速度，每次监测必须有监测成果整理报告，及时上报

工程施工 施工监测

监测成果整理

业主监理

技术主管

工程部长

总工程师

调整施工参数

监测日报表，并按期向施工监理、设计单位提交监测报告，以对监测数据进行处理分析，与前周进行比较，如发现异常现象。立即复测核实，明确无误后及时反馈施工管理部门和报送监理及设计单位，发出警戒报告，分析原因，并立即采取相应措施。

图5.2-1 监测反馈程序

5.2.3信息反馈

项目经理部根据整理出的量测结果，及时调整施工步骤，采取相应技术措施，以确保隧道、地表构筑物的安全。监测反馈程序见图5.2-1。 5.2.4累计变形值

监测点位布设和监测频率严格按照设计规范执行，对监测的数据进行处理，当地面沉降量大于3mm ，隆起量大于10mm 时，要采取处理措施。 5.2.5变形速率

监测的数据每天都稳定为一个值，没有上下变化，这时可视为稳定状态。

5.2.6变形加速度

监测的数据每天都在增大，且增大值为一个稳定值，没有上下变化，这样以加速度的形式变化，说明为不稳定状态。这时要采取处理措施。 5.3管理措施

为保证量测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项措施： ①密切配合监理工程师工作，及时真实地向监理工程师报告情况及问题，并提供有关切实可靠的数据记录。

监测成果

位移（应力）是否位移（应力）是否综合判断

超Ⅱ级管理

是暂停施工

超Ⅰ级管理不安全

采取特殊措施

超Ⅲ级管理

位移（应力）是否继续施工

安全

是

是

否否

②制定切实可行的监测实施方案和相应测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工过程控制计划中。

③各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。

④量测项目人员要固定，量测仪器由专人使用、保养、检校、管理，量测设备、元器件等在使用前均应经过检校，合格后方可使用，量测资料的整理均设专人负责，保证数据资料的连续性和可靠性。

⑤量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行，均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。

⑥针对施工各关键问题及早开展相应的QC小组活动，及时分析各项信息，指导施工。

6、监控量测

6.1区间监控量测

名～光区间监控量测包括1号竖井横通道、2号竖井横通道和区间隧道的监控量测，区间隧道施工过程中应对结构顶下沉、净空收敛、地表沉降、建筑物沉降、地表上拱及地下管线位移进行观测。

6.1.1监控量测项目、方法与频率

①施工方法、步骤的确定与改变

②地质及围岩情况的改变

③外部荷载的异常变化

④开挖过程中的地层损失

⑤支护结构的受力变形及整体沉降

⑥因应力变化使土体产生新的弹塑性变形

监控量测项目、方法与频率见表6.1-1。

监测方法或序号监测项目初测时间监测频率

仪器

1 开挖面地质观察开挖面开挖后立即进行1次/循环目测

2 施工结构情况观察衬砌浇注后立即进行随时进行目测

3 地面沉降超前工作面一个月开挖一周内，2次/天；

一周至两周，1次/天；

二周至四周，1次/2天；

四周之后，1次/7天

NA2水准

仪，铟钢塔

尺

4 邻近建筑物沉降超前工作面一个月同地表沉降

NA2水准仪，铟钢塔

尺

5 地下管线位移超前工作面一个月同地表沉降

NA2水准仪，铟钢塔

尺

6 结构顶下沉距开挖面5-10m 开挖一周内，2次/天；

一周至两周，1次/天；

二周至四周，1次/2天；

四周之后，1次/7天

NA2水准

仪，

铟钢塔尺

7 结构边墙收敛距开挖面5-10m 同结构顶下沉收敛仪

8 结构底隆起距开挖面5-10m 同结构顶下沉NA2水准仪，铟钢塔尺

9 两层衬砌间压力1-2次/天压力盒

10 钢架应力1-2次/天钢筋应力计

11 地下水位打水位孔2次/天1次/天

观测测孔水位管

地下水位仪

注：本表中的监控量测频率、点位间距可根据现场施工进度、监测数据的变化情况而适当调整，但

必须满足规范要求。

6.1.2监测点布置

①监测点布置

各监测点的布置随区间隧道的施工步序而开展，基本按如下顺序进行：

a.先期布设洞外地表沉降、邻近建筑物沉降及各种管线监测点。

b.隧道施工时，同步埋设洞内变形测点。

c.地表沉降、建筑物沉降及各种管线监测点的初始值在隧道开挖前进行。

d.洞内变形监测点的初始值在隧道开挖后立即进行。

测点布置好后应做好标记，设醒目标识，加强测点的保护工作，提高测

点的完好率，确保监测点完好率在90％以上，力争达到100％。测点如有损

坏及时采取有效措施补设。

6.1.3监控量测控制标准

允许位移值U n的取值，也就是监测控制标准。根据招标文件、类似工程经验及有关规范规定，提出控制基准见表6.1-2。

详细的布点图见图6.1-1名～光区间1号、2号竖井及横通道监测图, 图6.1-2 1号竖井周边地下管线及管线沉降监测图，图6.1-3 2号竖井周边地下管线及管线沉降监测图，图6.1-4名～光区间隧道主体监测图（附图）。

序号监测项目控制标准备注

1 地表沉降及建筑物沉降30 mm

2 地表上拱10mm

地下管线位移一般管线30 mm 上水、煤气10 mm

5 建筑物倾斜 2.0‰H

6 结构顶下沉45 mm

7 净空收敛0.005B B-开挖宽度6.2、车站监控量测

6.2.1监控量测项目、方法与频率

光谷广场站在施工过程中应对基坑围护结构顶部水平位移、基坑围护结构垂直位移、地下水位、基坑周围地表沉降及裂缝、围护结构的裂缝、支撑及锚杆的应力和轴力、周围建筑物的沉降、倾斜、裂缝、周围管线的位移和裂缝进行观测。严格控制基坑周围超载。对工程施工可能引起环境或结构本身的影响等做出必要的分析、预测，做到心中有数。

采用明挖法施工车站主体结构引起的地表下沉主要包括：

①基坑开挖过程中存在的柱列式周边围护结构中柱与柱之间的地层损失；

②周边围护结构产生的水平位移；

③周边围护结构的下沉带动两侧土体的垂直沉降；

④基坑坑底隆起引起的墙外土体沉陷。

⑤下水道漏水、地下水位大幅度变化、大量堆载和卸载、潜蚀、砂土液化等原因引起一定范围内的地面沉降。

按照可能产生变形及应力变化的因素分析、结合本工程情况，实施表6.2-1所列监测项目内容。监测项目以位移监测为主，同时辅以应力、应变监测，监测数据应相互印证，确保监测结果的可靠性。

序号监测项目监测频率监测方法或仪器

1 建筑物沉降、倾斜及裂缝观测

基坑开挖期间，1次/天；正常

情况下，1次/7天WILD—T2精密经纬仪、对点觇板仪

2 地下管线沉降及水平位移同建筑物沉降WILD－N2水准仪、铟瓦尺

3 基坑四周地表沉降同建筑物沉降WILD－N2水准仪、铟瓦尺

基坑开挖期间，1次/天；正常

AGA112测距仪

4 围护结构顶沉降

情况下，1次/3天

5 围护结构侧向位移同围护结构顶沉降Sinco测斜仪

6 支撑轴力同围护结构顶沉降轴力计

围护桩外侧土压力、孔隙水压

同围护结构顶沉降XC-3自动测试频率仪

7

力及钢筋应力

8 坑内外地下水位同围护结构顶沉降SWJ 90系列钢尺水位计6.2.2 监控量测控制标准

根据车站工程地质、水文地质、基坑深度以及基坑周边建筑物和管线等施工环境，基坑监控量测控制标准全部按一级执行。

允许位移值U n的取值，也就是监测控制标准。根据有关规范规定、招标文件“技术规范”的要求以及类似工程经验，提出控制基准见表6.2-2。

表6.2-2 监测控制标准表

序号监测项目控制标准

1 地表沉降及建筑物沉降≤0.15% H

2 围护结构水平位移≤0.2% H，即≤26mm

一般管线≤40 mm

3 地下管线位移

上水、煤气≤20 mm

4 建筑物倾斜≤3.0‰

6.2.3监测点布置

①监测点布置

各监测点的布置随基坑工程的施工步序而开展，基本按如下顺序进行：

a.先期布设地表沉降点、建筑物沉降点及各种管线监测点。

b.围护结构施工时，同步安装围护桩内的测斜管。

c.围护结构及坑内外加固施工完后，钻孔埋设坑内分层沉降管，坑外的

水位管。

d.桩顶的圈梁浇捣时，同步埋设桩顶的位移测点，并做好测斜管的保护工作，进行初始值的测取工作。

e.基坑开挖前，应测出各测试项目的初始值。

详细的布点图见图6.2-1 光谷广场站围护结构监测平面布置图；图6.2-2 光谷广场站基坑支撑监测平面布置图；图6.2-3 光谷广场站围护结构监测剖面图；图6.2-4 光顾广场站周围建筑物沉降倾斜观测点布置图；图

6.2-5 光谷广场站管线施工监控量测平面布置图。（附图）

7、主要量测元件施工

7.1围护结构侧向位移监测

7.1.1测斜点的布设原则

a.测斜点在基坑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；

b.设在重点监测对象最近的基坑围护段；

c.基坑挖深最大的围护段；

d.测斜管中有一对槽口应自上而下始终垂直于基坑边线；

e.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

对于围护结构的位移测量，采用灌注法进行埋设。孔深应大于所测围护结构的深度，孔径比所用的测斜管径大5～10厘米。孔位设在紧靠围护结构体后的墙体。

7.1.3测斜方法及步骤

a.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；

b.测斜管在基坑开挖前埋设完毕，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；

c.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；

d.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；

e.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；

f.以同一测斜管中不同深度处所测得的变位值

δ，点在坐标上得到原始

i

变位H-

δ曲线。根据不同二次测量的变位差值，绘制H-i X?曲线。

i

7.2混凝土界面上压力监测

a.压力盒的埋设

在平面上压力盒紧贴在结构的内表面，在立面上根据土压力的分布情况。

b.土压力盒的选用

（1）土压力盒的量程应满足下式要求：

P＝P o＋P G（或P P）＋Ps

式中：P—压力盒量程，P o—理论静止土压力，P G—打入引起的挤压力，P p—支护结构位移引起的被动土压力增量，P S—施工工艺引起的附加应力增量。

（2）土压力盒选用外形尺寸114×28，JXY-2型钢弦式单膜压力盒。

7.3 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。

a. 监测元件的布设

对于钢筋混凝土支撑体系，轴力监测元件的埋设在轴力比较大的杆件上或支撑体系中起关键作用的杆件上。在监测断面上，监测元件布置在断面的四个角或四个边上，以便于计算轴力的偏心距，求取可靠的平均值。

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。

钢筋计与支撑主筋相连并与钢筋笼同时焊接，焊接时采取降温措施，以避免钢筋传热引起钢筋计技术参数的改变。在浇注混凝土前应对钢筋

笼上的钢筋计逐一进行测量检查，并对同一断面的钢筋计进行位置核定、编号。

钢筋计（钢弦式）的测量应力计算：

202f f K li i -=σ

式中：i σ为钢筋计；li K 为钢筋计常数；2f 为钢筋计的测量自振频率；

20f 为钢筋计埋设后的初始自振频率。

7.4混凝土表面应变监测

混凝土表面应变监测采用大标距钢弦式表面应变计，测点布设在混凝土表面应力比较集中部位。表面应变计安装时使用一个定位托架，用电弧焊将两端的安装钢块焊在待测混凝土结构表面。表面应变计在安装前必须进行标定，在正式监测前进行3次平行初测并取其平均值作为监测初始值。在每次观测的同时测记环境温度。绘制应变量随时间变化曲线。 8、施工监测与环保要求

为保证本标段施工符合环保要求，施工阶段必须对车站及区间隧道施工影响范围内的环境实施监测，并且施工监测前埋设元件、布设测点也要符合环保要求。为此，遵照如下原则保证按环保要求施工。 （1）地面的沉降观测点要埋实，保证观测点稳定。沉降观测点若埋设在容易破坏的地方要架设保护设施，如可在观测点处设保护井。 （2）对于不便于在管线上设置观测点的管线，可以对其周围土体的变形来代替管线位移。

（3）对车站基坑施工场地周围2倍基坑深度范围的变形区内建筑物等都须进行观测。

（4）对区间隧道施工场地周围5倍隧道跨度范围内建筑物等都须进行观测。

（5）环境变形监测对象基本稳定的定量值为沉降量小于1mm/100d 。

（6）谨防用已被污染的水源进行地下井水回灌，严防因工程施工造成地下水污染。 9、应急措施

1.在监测过程中发现异常现象，立即复测核实，增加监测频率。

2.及时反馈施工管理部门和报送监理及设计部门，发出警戒报告，分

析原因，并立即采取相应措施。

3.切实作到监测指导施工，施工以监测理论数据指导。

10、附图

1.图6.1-1 名～光区间1号、2号竖井及横通道监测图；

2.图6.1-2 1号竖井周边地下管线及管线沉降监测图；

3.图6.1-3 2号竖井周边地下管线及管线沉降监测图；

4.图6.1-4 名～光区间隧道主体监测图；

5.图

6.2-1 光谷广场站围护结构监测平面布置图；

6.图6.2-2 光谷广场站基坑支撑监测平面布置图；

7.图6.2-3 光谷广场站围护结构监测剖面图；

8.图6.2-4 光谷广场站周围建筑物沉降倾斜观测点布置图；

9.图6.2-5 光谷广场站站管线施工监控量测平面布置图。

1、编制依据 (1)

2、工程概况 (1)

2.1、名都站～光谷广场站区间工程概况 (1)

2.2、光谷广场站工程概况 (1)

3、监测重点难点 (2)

4、监控量测目的 (3)

5、监控量测组织管理 (3)

5.1组织管理 (3)

5.2监测数据管理 (4)

5.2.1确定管理基准 (4)

5.2.2量测数据整理 (5)

5.2.3信息反馈 (6)

5.2.5变形速率 (6)

5.2.6变形加速度 (6)

5.3管理措施 (6)

6、监控量测 (7)

6.1区间监控量测 (7)

6.1.1监控量测项目、方法与频率 (7)

6.1.2监测点布置 (9)

6.1.3监控量测控制标准 (9)

6.2、车站监控量测 (10)

6.2.1监控量测项目、方法与频率 (10)

6.2.2 监控量测控制标准 (11)

6.2.3监测点布置 (11)

7、主要量测元件施工 (12)

7.1围护结构侧向位移监测 (12)

7.1.1测斜点的布设原则 (12)

7.1.2测斜管的埋设 (12)

7.1.3测斜方法及步骤 (12)

7.2混凝土界面上压力监测 (13)

7.3 钢支撑轴力监测 (13)

7.4混凝土表面应变监测 (14)

8、施工监测与环保要求 (14)

9、应急措施 (14)

10、附图 (15)