1、北京地铁四号线工程 Y 标段角门北路车站及区间施工监测方案20 年 月目 录方案总体说明1第 1 章 编制依据2第 2 章 工程概况22.1 角门北路车站工程环境22.2 角门北路区间工程环境2第 3 章 监 测 工 作 综 述 33.1 大型地铁工程信息化施工的重要性33.2 监测目的33.3 施工监测原则43.4 监测重点4第 4 章 监 测 内 容 44.1 角门北路车站的施工监测44.2 角门北路区间暗挖部分施工监测6第 5 章 测 点 埋 设 及 测 量 细 则 95.1 地 表 变 形 观 测 点 95.2 围护桩桩体变形观测点115.3 钢筋应力观测点125.4 支撑轴力观测点1
2、35.5 管线变形监测点145.6 建筑物沉降观测点155.7 收敛观测点16第 6 章 方 案 的 实 施 176.1 监控量测工作的开展176.2 监测设备186.3 测点布设时间186.4 监测点保护措施196.5 监测频率及报表格式19第 7 章 监 测 质 量 管 理 207.1 监 控 量 测 组 织 管 理 20车站及区间施工监测方案-1- 7.2 安全性指标217.3 安全保障措施23第 8 章 信 息 反 馈 238.1 监测数据的反馈238.2 监测数据分析238.3 阶段成果报告23附 表 ： 报 表 格 式 24附 图 1： 测 点 布 置 平 面 图 30附 图 2：
3、 测 点 布 置 剖 面 图 31车站及区间施工监测方案-1- 方案总体说明应北京地铁四号线角门北路车站及区间段项目经理部的邀请，北京市建设工程质量检测中心第三检测所参加北京地铁四号线角门北路车站及区间段的施工监控量测方案编写工作。地下施工的过程中，对地层的开挖引起地层应力的重新分布以及土层的变形，反应到地表为地表的隆沉、周围建筑物的位移变形、围护结构的位移变形等方面。当这种位移和影响超过一定的范围，将严重影响施工安全及周围构筑物的正常使用。监控量测是设计中的一部分，也是施工的一项重要工序。在基坑施工过程中，为满足支护结构及临近建筑物的安全要求，只有对基坑支护、基坑外土体及相邻的建筑物进行综合
4、、系统的监测，才能对工程情况有全面的了解，并根据观测数据及时调整施工方案，以确保工程的顺利进行。对于暗挖隧道，通过施工监测可获取整体隧道系统及场区周围建筑物的准确信息，了解其变化的态势，及时监控信息的反馈分析，预测系统的变化趋势，达到指导施工、确保工期和施工安全的目的。北京地铁四号线角门北路车站及区间段的监测项目包含建筑物管线外观观察及裂缝测量、地表变形观测、建筑物变形、管线变形、区间隧道拱顶变形、区间隧道收敛变形、围护桩体水平变形、内支撑轴力、暗挖隧道拱顶下沉、暗挖隧道净空收敛、暗挖格栅应力等内容。根据设计资料和有关规范采用精密水准仪对地表变形进行量测，采用收敛计对隧道、暗挖隧道净空收敛进行
5、量测，采用轴力计对钢支撑轴力进行量测，采用钢筋应力计对格栅钢筋应力进行量测。我所将在监测前编制详细的监测计划，根据设计要求以及规范相关内容确定安全评判标准，建立安全、警戒和危险的三级管理系统。项目进行时严格按照规范要求量测频率进行，并及时对数据进行分析和处理，对照安全评判标准进行变形和受力的安全评判，当出现警戒和危险时，及时报告业主采取必要的工程措施，确保安全。2第 1 章 编制依据北京地铁四号线角门北路车站及区间部分设计资料中华人民共和国国家标准地下铁道、轻轨交通工程测量规范GB50308-1999中华人民共和国国家标准地下铁道工程施工及验收规范GB50299-1999中华人民共和国国家标准
6、 GB500261993工程测量规范中华人民共和国行业标准 JGJ/T897建筑变形测量规范第 2 章 工程概况2.1 角门北路车站工程概况本站位于马家堡西路下，马草河以南，沿马家堡西路布置。马家堡西路为规划城市主干道，道路红线宽50m，该路段及配套设施已开工建设。路西为未来明珠小区和66号高层住宅，路东为66路公交总站及马家堡西里居民楼，该地段已经兴建一定规模的生活、生产、商业、服务设施。本站为地下两层单柱双跨（局部为双柱三跨）框架结构，明挖法施工。基坑长236.6m，宽19m，深16.95m，采用钻孔灌注桩加钢管内支撑的支护形式。车站所在位置在马家堡西路中偏东，施工期间采用800mm间隔钻
7、孔灌注桩作为围护结构，桩间采用C20早强挂网喷射混凝土。在冠梁导地面的范围内施作挡墙，保证路面的稳定。本站支撑系统采用600mm钢管支撑，壁厚12mm；钻孔桩和支撑间距根据基坑位置不同，基坑标准段分别为1400mm和4000mm。2.2 角门北路区间工程环境本段区间左线里程为K1+617.550K2+255.718，短链0.045m，全长638.123m。右线里程为K1+617.500K2+255.718,全长638.168m。本区间线路沿线地形较平坦，地表标高约39.1140.55m。地貌属于古渭水河古河道及古河漫滩地貌。拟建场地现状为50m宽的马家堡西路，原计划于2003年10月建成通车，
8、现因地铁施工需要，部分路段已封闭。路旁主要为住宅小区和商铺。区间线路沿马家堡西路下方布设，南起石榴庄路路口的石榴庄路站，下穿北人行天桥二，旁边嘉丽园、嘉园二里，穿晨光路路口，到达马草河南的角门北路站。车站及区间施工监测方案-3- 本区间隧道平面由直线和三段圆曲线组成，线路最大半径为3000m，最小半径为2000m，线间距13m15m。在区间隧道中部右线里程K1+964.600处设联络通道，与线路正交。联络通道由施工时的左右线间施工通道改造而成。在区间靠近两端车站附近各设一处迂回风道，其对应的右线中心里程分别为：右K1+635.000、右K2+237.800。本区间隧道在靠近石榴庄路站北端设人防
9、段一处，其对应中心里程为：右K1+676.620。第 3 章 监测工作综述3.1 大型地铁工程信息化施工的重要性以往的理论研究和施工实践表明，在地下施工过程中，地层应力状态的改变将直接导致结构产生位移和变形，同时也会对地表及周边环境造成一定影响。当这种位移和影响超出一定范围，必然对结构产生破坏，并影响到上方地表和临近建筑的安全使用。在深基坑施工过程中，为满足支护结构及临近建筑物的安全要求，只有对基坑支护、基坑外土体及相邻的建筑物进行综合、系统的监测，才能对工程情况有全面的了解，并根据观测数据及时调整施工方案，以确保工程的顺利进行。对于暗挖隧道，通过施工监测可获取整体隧道系统及场区周围建筑物的准
10、确信息，了解其变化的态势，及时监控信息的反馈分析，预测系统的变化趋势，达到指导施工、确保工期和施工安全的目的。3.2 监测目的3.2.1 验证结构支护设计，指导基坑开挖和支护结构的施工。由于设计所用的土压力计算采用经典的侧向土压力公式，与现场实测值相比较有一定的差异，因此在施工过程中迫切的需要知道现场实际的应力和变形情况，与设计时采用值相比较，必要时对设计方案或施工过程进行修正，从而实现动态设计及信息化技术施工。3.2.2 保护基坑支护的安全。支护结构在破坏前，往往会在基坑侧向不同部位上出现较大的变形，或变形速率明显增大。如有周密的监测控制，有利于采取紧急措施，在很大程度上避免或减轻破坏的后果
11、。43.2.3 总结工程经验，为完善设计分析提供依据。3.2.4 为了实施对车站施工过程的动态控制，掌握地层、地下水、维护结构与支撑体系的状态，及施工对既有建筑的影响；必须进行现场监控量测。通过对量测数据的整理和分析，及时确定相应的施工措施，确保施工工期和既有建筑的安全。3.2.5 车站土建工程竣工后，对既有建筑监测继续进行，直至变形稳定为止，并以此作为对既有建筑物影响的评价依据。3.3 施工监测的原则3.3.1 基坑监测以获得定量数据的专门仪器测量或专用测试元件监测为主，以现场目测检查为辅。3.3.2 所有承担监测工作的单位应拥有专业的测试队伍和设备，掌握先进的测试数据处理系统及分析技术与软
12、件。3.3.3 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与地下铁道工程施工及验收规范的相关要求执行。当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，加密观测，当有危险事故征兆时，则需要进行连续观测。3.3.4 量测数据必须完整、可靠，对施工工况应有详细描述，使之真正能起到施工监控的作用，为设计和施工提供依据。3.4 监测重点本标段内，车站基坑北侧临近马家堡西路，为保证道路畅通，基坑的稳定性应进行严密监测。在区间段的施工中，区间隧道从晨光路下穿过。该路段应作为监测重点之一。第 4 章 监测内容本方案包括角门北路车站及石榴庄路站角门北路区间工程。其中角门北路车站采用明挖法进行施工，
13、石榴庄路站角门北路区间及附属构筑物采用暗挖法施工。下面分别对角门北路车站及区间进行阐述。4.1 角门北路车站的施工监测4.1.1 监测项目角门北站采用明挖法进行施工，参考设计要求及相关规范，本方案拟对车站基坑进车站及区间施工监测方案-5- 行地表沉降、桩体位移、钢筋内力、支撑轴力等监测内容。具体监测项目见表 1。表 1 角门北路车站监测项目表序号 监测项目 监测仪器 测点数量 监测频率1 基坑内外情况 观察 现场观察及 地质描述 每次开挖后立即进行2 地表变形 精密水准仪、 铟钢水准尺每 28 米一个监测断面，每个断面 10 个点3 桩顶水平位移 经纬仪每 28 米一个监测断面，在角点处增设测
14、点，每个断面 2 个测点4 桩体水平位移 测斜管、 测斜仪每 28 米一个监测断面，在角点处增设测点，每个断面 2 个监测孔5 支撑轴力 表面应变计每 28 米一个监测断面，每个断面 6 对测点6 桩体内力 钢筋应力计每 28 米一个监测断面，每个断面 10 对测点7 管线变形 精密水准仪、 铟钢水准尺根据影响范围内建筑物重要程度进行选测 8 周边建筑物沉 降 精密水准仪、 铟钢水准尺根据基坑影响范额度围内建筑物重要性选测。基坑开挖深度10m，1 次/1 天；基坑底板浇注完毕后 015 天，1 次/2 天；基坑底板浇注完毕后 1530 天，1 次/3 天；基坑底板浇注完毕一个月后，1 次/1
15、周。拆撑时加密监测频率。69 周边建筑物 倾斜 经纬仪根据基坑影响范围内建筑物重要性选测。4.1.2 监测点的布置根据设计单位提出的监测项目，测点布置平面见附图 1，测点布置剖面见附图 2。在实际布设中部分测点需根据路面状况移位或放弃测量。具体布置应在测点埋设前提供施工单位以测点布置详图。4.1.2.1 地表沉降观测点基坑周围地表沉降是基坑施工时对周围环境影响的集中体现。基坑周围地表沉降监测拟采用 DINi12 型精密电子水准仪进行监测，参考相关规范并结合工程特点，每 28 米布置一个监测断面，测点布置平面见附图 1，测点布置剖面见附图 2。具体测点埋设方法参考第 5 章。4.1.2.2 围护
16、桩桩体水平位移围护桩体变形是围护结构是否稳定的重要参考指标，根据设计要求，按每 28m 一根选择围护桩进行监测，同时在基坑角点等受力较集中的地方设置测点。监测孔竖向每0.5m 一个测点。通过在围护桩浇筑的同时绑扎放置测斜管来监测桩体变形。测点布置平面见附图 1，测点布置剖面见附图 2。测点具体埋设方法见第 5 章。4.1.2.3 支撑内力钢支撑轴力监测主要是用来监测开挖过程钢支撑的轴力变化。支撑轴力测点需设置在主撑跨中位置。拟采用在基坑支撑钢管的外表面水平粘结一对高精度钢弦应变计对支撑钢管内的应力进行监测。每 28 米一个监测断面，并在受力集中的钢支撑上加设测点。选测钢支撑测点布置平面见附图
17、1，测点布置剖面见附图 2。测点的具体埋设方法见第 5章。4.1.2.4 围护桩钢筋内力钢筋应力是监测围护桩是否按设计要求发挥作用的力学指标，根据设计资料，本工程每 28 米设置一个断面进行监测。根据设计资料，每个断面上布置 14 个测点，测点布设于围护桩体钢筋笼上，竖直方向钢筋应力计位置见附图 2。测点的具体埋设方法见第 5章。4.1.2.5 管线沉降车站及区间施工监测方案-7- 本标段中，基坑附近管线众多，为保证管线的安全，应对管线进行沉降观测。拟采用 DINi12 型精密电子水准仪，测点具体埋设方法见第 5 章。4.2 角门北路区间暗挖部分施工监测4.3.1 监测项目根据设计要求，结合相
18、关规范及工程经验，本方案拟对角门北路站石榴庄路站区间工程进行地表沉降、拱顶下沉、隔栅钢架内力、隧底隆起、管线沉降等内容进行监测。区间段内还包含施工竖井及施工通道，根据设计要求对其进行监测。拟监测内容主要有地表沉降、拱顶下沉、隧底隆起、隧道净空收敛、隔栅钢架内力、竖井净空收敛等测试内容。具体测试项目见表 2。表 2 角门北路区间暗挖区间监测项目表序号 监测项目 监测仪器 测点数量 备注1 地层及支护情 况观察 目测 随隧道开挖面进行2 地表变形 精密水准仪、 铟钢水准尺30 米一个断面，每个断面 711个测点3 拱顶下沉 精密水准仪、 铟钢水准尺15 米一个断面，标准段每个断面 1 对测点 4
19、周边净空收敛 位移 收敛计 15 米一个监测断面，标准段每个断面 2 对测点5 隧底隆起 精密水准仪、 铟钢水准尺必要时测，标准段每个断面1 个测点6 钢筋隔栅内力 钢筋应力计选测 5 个断面，每条隧道断面5 对测点开挖面距离量测断面2D,1次/2 天；开挖面距离量测断面5D,1 次/1周；87 竖井净空收敛 收敛计纵向每 5m 一个监测断面，每个断面 1 对测点8 管线变形 精密水准仪、 铟钢水准尺根据影响范围内建筑物重要程度进行选测，约 40 个9 周边建筑物沉降精密水准仪、铟钢水准尺根据基坑影响范额度围内建筑物重要性选测。10 周边建筑物倾斜 经纬仪根据基坑影响范围内建筑物重要性选测。4
20、.3.2 监测点的布置4.3.2.1 地层及支护情况观察在暗挖施工过程中，通过目测对掌子面地层及支护情况进行观察，在第一时间了解支护结构的安全性能，并根据地层状况采取相应的措施指导施工。4.3.2.2 地表变形角门北路区间穿越交通道路，暗挖结构的稳定性直接关系到路面交通的安全性。地表沉降是暗挖结构在地表的集中体现。监测中应对地表变形进行严格控制，并及时将监测数据反馈于施工单位，以根据地表沉降数据采取相应的措施，保证施工的安全。暗挖周围地表沉降监测拟采用 Dini12 型精密电子水准仪进行监测，测点布置平面见附图 1，测点布置剖面见附图 2。具体测点埋设方法参考第 5 章。4.3.2.3 拱顶下
21、沉暗挖施工中，拱顶下沉是结构安全的重要指标。根据设计资料要求，进行拱顶下沉的监测。拟采用 DiNi12 型精密电子水准仪进行监测，监测频率按照表 2 进行。测点布置应选择与地表沉降点同一断面处，测点布置平面见附图 1，测点布置剖面见附图 2，具体埋设方法见第 5 章。4.3.2.4 净空收敛位移车站及区间施工监测方案-9- 暗挖结构收敛变形是反应暗挖结构稳定性的重要指标，起到指导施工的意义。本方案拟采用收敛计对暗挖结构收敛进行监测。在暗挖结构的侧壁上布设一对收敛测点，形成测线，从而判断结构面的稳定性。收敛测点应选择与地面沉降观测点同一断面处进行埋设，测点布置平面见附图 1，测点布置剖面见附图
22、2，具体埋设方法参考第 5 章。4.3.2.5 格栅应力钢筋应力是反映暗挖结构是否达到设计要求，能否正常发挥作用的重要指标，它直接影响到暗挖结构的稳定性。本方案拟采用在格栅钢架上布设钢筋应力计达到监测目的。测点应选择与地面沉降观测点同一断面处进行埋设，测点布置平面见附图 1，测点布置剖面见附图 2，具体埋设方法参考第 5 章。4.3.2.6 隧道上方管线变形暗挖区间段管线繁杂，除对管线进行外观监测外，还应对其进行变形观测。沿线的重要建筑物和管线上应布设变形观测点，以对其进行观测，确保建筑物及管线的安全。测点埋设方法参考第 5 章。第 5 章 测点埋设及测量细则根据测点布置图，现场放线布设测点，
23、如遇到因工程环境实际测点位置与测点布置图纸上位置有出入时，应记录改变后的位置，并相应更改测点布置图。下面对各类测点的布设进行详细说明。5.1 地表变形观测点5.1.1 仪器设备采用德国蔡司水准仪 Dini-2、专用铟钢尺、尺架等。5.1.2 埋设要点5.1.2.1 水准基准点水准基准点（又称监控点）是沉降观测起始数据的基本控制点。本工程中如果附近有国家标准高程点，直接引用该点为基准点。当没有可引用的高程点时，结合本工程的特点，拟布设深埋混凝土结构水准基准点两个，其为埋设的永久性标志，形成监控网。基准点设置在所观测建筑物 50m 的沉降影响变形区以外；在建筑区内，点位与临近建筑物的距离应大于建筑
24、物基础最大宽度的 210倍，且附近相同距离范围内也无其他在施工或沉降未稳定建筑物；工作基点距离拟建建筑物的距离不得小于建筑物基础深度的 1.52.0 倍，工作基点与联系点也可在稳定的永久建筑物墙体或基础上设置，点与点之间的距离小于 30m，要求埋设于车辆、行人少，通视情况良好且便于保存的地方（具体位置应与委托方工程师协商现场确认） 。基准点埋设深度应达到原状稳定土层，具体深度以勘察报告或实际揭露为准。采用在开挖影响范围外选择平整场地挖探坑，灌注混凝土，中间埋设直径 25mm 左右的螺纹钢筋。端部用红油漆标识，上部砌砖保护，测点埋设方式参见图 1。混凝土浇注养护稳定后方能开始引测基准点标高，并进
25、行首次联测。图 1 基准点布置示意图5.1.2.2 明挖基坑冠梁上水准点在明挖基坑冠梁浇筑的过程中，根据测点位置，在冠梁上相应位置绑扎直径 25mm，端部涂红油漆。测点的布设及保护方法与基准点的布设方法类似。5.1.1.3 普通地面水准点水准点布置的时候，选择平整且易于保护的地段布置，测点的布设及保护方法与基准点的布设方法类似。测点布设时应将沉降观测点序号写于不易破坏、易于观测的地方。5.1.1.4 路面水准点当观测点位置位于公路上时，经交通部门批准后，采用钻孔 150mm，考虑工期，钻孔深度应穿透冻土层下 0.5m，灌注混凝土浇筑，中间埋设直径 25mm 左右的螺纹钢筋，端部用红油漆标识，将
26、测点号写于不易被破坏的位置，测点上部盖钢板或用其他方式进行保护。在量测工作结束后，应恢复路面平整。5.1.3 测定方法及频率沉降点按二等水准测量要求施测，方法如下：1、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；固定车站及区间施工监测方案-11- 观测方法。2、每次观测之前将仪器露天放置 30 分钟。3、烈日下观测使用测伞；温差变化较大时使用仪器罩。4、常规水准观测顺序为后前前后。5、在线路上预先量距，水准仪与水准尺之间的距离不超过 50m，分别在水准尺和水准仪摆设处作相应标志。基本分分划、辅助分划读数较差 10.8停 止 施 工研 究 措 施 通 知 施 工 及 监 理
27、加 密 监 测 频 率 施 工加 密 监 测 频 率施 工 否 是否 是 继 续 监 测图 11 监测施工顺序图变形监测工作从施工前开始，到结构稳定终止。监测中遵守以下规定：（1）测量前对施工现场工程岩土变化和支护工程的状况进行察看并作简明记录。（2）分步施工时，每步记录完整连续观测数据。车站及区间施工监测方案-23- （3）雨后、冻融、地震等对变形体产生显著影响时增加观测频率。（4）根据变形体的变形趋势，变形体处于稳定期时,可适当减少观测频率；急剧变动期间增大观测频率。按图 10 进行监测施工和反馈管理。7.2 安全性指标7.2.1 警戒值确定原则7.2.1.1 一切指标均满足设计计算的要求
28、。一旦超过设计值，向建设单位、监理、施工方以及设计报警；7.2.1.2 满足现形的相关规范、规程要求；7.2.1.3 满足测试对象的安全要求，达到保护目的；7.2.1.4 满足各保护对象的主管部门的要求。7.2.2 警戒值的确定最大允许值、警戒值均以设计提供的要求为准。根据相关规范取设计允许值为最大允许值，取设计允许值的 70作为警戒值。本车站明挖部分选用围护结构水平位移及钢支撑轴力两项设定警戒值，作为围护结构施工安全的判别标准。具体警戒值参见表 4。表 4 监控量测警戒值表监测项目 允许值 警戒值 速率控制量拱顶下沉 30mm 20mm净空收敛 20mm 20mm地表沉降 30mm 20mm
29、区间煤气管线变形 10mm 7mm 2mm/d区间上水管线变形 30mm 20mm 5mm/d插入式混凝土水管差异沉降 20mm 14mm 0.50.7mm/d围护桩桩顶位移 30mm 20mm 2mm/d围护桩桩体水平位移 30mm 35mm 2mm/d车站煤气管线变形 5mm 3mm 1mm/d车站上水管线 30mm 20mm 1mm/d24支撑轴力 设计允许值 设计允许值的 70%暗挖隧道钢筋应力 设计允许值 设计允许值的 70%7.2.3 安全评判标准根据设计资料文件，本工程实行安全、注意、危险三级安全管理办法，其安全判别方法如下：F=警戒值/实测值F1 时视为安全；1F0.8 应引起
30、注意，应通知施工及监理方；F0.8 为危险，应马上通知施工及监理方，必要时应停止施工，采取补救措施。当安全性为注意时，应加密观测次数；当安全性为危险时，应每天观测，并召集施工单位、设计等单位进行会诊，对可能出现的各种情况做出估计和决策，并采取有效措施，不断完善与优化下一步的设计与施工。7.3 安全保证措施7.3.1 监测人员须将工作日程通知现场负责人，得到现场负责人的批准后方可进入现场；7.3.2 监测人员进入施工现场要戴安全帽，佩带标识，服从指挥；7.3.3 未经工地批准，监测人员不得随意移动或操作工地的施工设备，不得擅自拉引电源线；7.3.4 监测人员登高时，应使用坚固可靠的工作梯，不得登
31、踏斜木板或木箱；7.3.5 监测人员在有车辆通行的路面工作，应穿好安全背心，必要时要设置车辆绕行或缓行标志。第 8 章 信息反馈8.1 监测数据的反馈每次监测工作结束后，均须提供监测资料、简报及处理意见。监测资料整理应及时，以便发现数据有错误时，及时改正和补测，当发现测值有明显异常时，应迅速通知施工单位，以便采取相应措施。8.2 监测数据分析车站及区间施工监测方案-25- 原始数据经过审核、消除错误和取舍之后，可供计算分析。根据计算结构，绘出各观测项目观测值与施工工序、施工进度、及开挖过程的关系曲线。列出的图表格式统一，以便装订成册。8.3 阶段成果报告 观测资料经整理校核后，列出阶段或最终成果表，并绘制有关过程线和关系曲线，在此基础上，对各观测资料进行综合分析，以说明围护结构支撑体系和暗挖工程在观测期间的工作状态与其变化规律和发展趋势，判断其工作状态是否正常或找出问题的原因，并提出处理措施的建议，供研究解决问题参考。
