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图6-5 裂缝监测点埋设方法
测试方法:
①统计建筑物已有裂缝的分布位置和数量,测定其走向、长度、宽度及深度,选择主要裂缝作为观测对象。
②当裂缝继续发展,两白铁片将逐渐拉开,露出正方形白铁片上原被覆盖没有涂油漆的部分,其宽度即为裂缝加大的宽度,可用尺子量出。
③定时进行观测,观测频率按两次观测间裂缝发展不宜大于 0.1—0.5mm 及裂缝所处位置而定。
④由于裂缝数量和位置无法估计,监测数量和位置也无法确定,应根据现场情况确定。
5、监测频率
重点监测对象(下穿建筑物)监测频率表 表6-4
数据异常加密监测频率。 6、报警值
监测数据报警值 表6-5
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6.3.2 连续三环专项监测方案
1、监测目的
采用盾构法施工的隧道,由于盾构的推进,对周围环境的影响效应主要是土体介质因素和施工不利影响。盾构推进施加在作业面上的正面推进力过大 或过小,会造成工作面前方土体隆起或沉降,土体将产生弹塑性变形。由于土体受到挤压,空隙比较减小,产生超空隙水压力,有效应力增大,土体隆起,随着空隙水压力的消散,土体固结产生初始沉降;盾构施工对周围土体产生扰动,致使土体的初始应力部分丧失,周边土体应力释放,使上覆土体的有效应力减小,变形模量与强度降低,致使土体变形增长。盾构推进时,盾壳与土体间剪错,出土量过多,将导致盾构通过时的沉降;土体失去盾构支撑产生空隙,因压浆不及时又将导致土体损失,出土量过少,周边土体受挤压可能产生过大的附加变形以及土体后续时效变形;超挖或工作暂停时,容易引起开挖面塌方,或因土体、泥水加压不平衡而导致涌泥、流沙。因此施工扰动将对土体的稳定产生不利的影响。
此外当双线隧道中的一条隧道(上行或下行线)盾构施工已完成后进行第二条隧道施工时,盾构在已被扰动过的土层中施工,隧道四周的土层将承受第二次的变形扰动。这些不利的影响,有时会危及隧道工程自身施工安全及周边环境土工的安全和稳定,尤其会对浅埋建/构筑物基础、道路路基和路面、已建高架立交及各类地下管线等市政设施带来危险。
鉴于上述问题的综合性和复杂性,仅靠理论预测和工程师的经验,不能从定量上完全解决问题,所以,将施工监测作为一个重要的技术环节,以实
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测的数据来判断工程结构与环境的安全稳定状况。同时将这些信息反馈到技术部门,用以对施工,设计作出调整和优化,实现“信息化”施工。
2、布设原则
① 布设在盾构出加固区10~20环的位置;
②尽量布设在车辆较少,不容易破坏的空旷场地上; ③周边无建筑活动,减少其他施工因素的影响; ④地表低洼,容易积水处不易布设。 3、测点布设
区间隧道敷设比较长,各地区地质情况存在差异差异性。因此,在盾构开始推进过程中是对盾构姿态和施工参数摸索调整的过程,根据地表沉降数据及时进行调整。
为了使盾构迅速进入最佳状态,在出加固区 25 环的位置布设连续三环地表监测点,雅戈尔大道站~石碶站~轻纺城站~启运路站区间连续三环具体位置为:上、下行线 45环开始布设,47环结束。
每环布设一组地表横断面,连续三环;以轴线点起算,横断面测点间距为3m、3m、5m、5m、10m,埋设方法参考盾构地表点埋设方法。
图6-6 连续三环监测点布置示意图
3、测试时间安排
由于连续三环试验段测试频率比较密,在测试之前必须进行合理的安排时间。正常情况下,参照一下时间表进行测量,特殊情况下可以适当调整,调整前应取得施工单位,监理单位,第三方监测单位及风险评估单位的认可。
连续三环测试时间日程安排表 表 6-6
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4、测试人员仪器安排
连续三环测试人员仪器安排表 表 6-7
5、测试方法及现场实施
测试方法:采用徕卡DNA03电子水准仪进行测试,每次观测宜形成闭合或附合观测路线。 观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制,每测点读数较差不宜超过0.5mm,如超过时,应重读后视点读数,以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测,两次高程之差应小于±1.0mm,取平均值作为初始值。
现场实施
⑴位置确定:连续三环监控量测实施阶段就是进行测点埋设和测读的阶段,因其特殊性和重要性,须对该部位进行详细考察,是否适合布设连续三环试验段,考察后明确连续三环试验段的具体位置(见测点布设)。
⑵工作基点布设:由于连续三环测试频率较高,应在连续三环附近引测工作基点,以方便测量,减少转站,隧道开挖影响与方便测量的原则进行合理的统一。
⑶初始值确定:各种观测仪器的计算都是相对计算,所以每个仪器必须有个初始值。初始值确定的适当与否直接影响以后资料分析的正确性,由于确定不当会引起很大的误断。所以各量测项目应十分重视初读数的准
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确性,因为量测所得的初读数是判断施工安全的基准点。初读数的取得往往需要经过数次波动之后才能趋于稳定,测读时必须是连续三次测得的数值基本一致后才能将其定为初读数,否则应继续测读,直至满足要求为止。
⑶监测作业实施:测量过程中按照方案监测频率实施,推过连续三环后,盾构姿态仍不能进入最佳状态,其他各项参数仍不能满足施工要求的情况下,需要在附近增设连续三环试验段,直至调整好盾构姿态,掌握各项参数; 在盾构穿越余姚江和月湖之前,应视测点变化情况,考虑是否设置连续三环试验段,以利于更加准确地掌握盾构穿越时对河堤的影响。
6、测试频率
连续三环监测频率 表6-8
7、信息反馈及成果提交
在工程监测过程中,实时对监测结果进行整理,按监理工程师的要求以速报或日报的形式送达有关各方(业主、设计、监理)。
(1)速报
在监测频率提高到3~4次/天的情况下,采用速报的形式提交测试成果。速报的内容包含测试时间、测点变化速率、累计变量及变化趋势图等内容。测试成果上传远程监控平台。 (2)日报
每天测试成果以日报的形式提交,按照宁波轨道交通监测监控管理办法执行,具体内容参照区间日报形式。
日报应重点集中反应出近日受关注程度较高的部分监测对象,主要包括施工面附近、变形异常及重要建(构)筑物测点的变化值及其变化速率,并根据工况提出有效控制变形发展的建议。
(3)数据报警处理
指出达到或超过报警值的测点位置,并初步分析其原因。对各项监测
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第1章 工程概况 ................................................................................................................... 1 1.1 工程简介 ........................................................................................................................ 1 1.2 隧道周边环境 .............................................................................................................. 2 1.2.1 隧道沿线建构筑物 ................................................................................................. 2 1.2.2 隧道沿线实景图片 ................................................................................................. 3 1.2.3 隧道沿线管线 ......................................................................................................... 7 1.3 隧道工程设计形式及施工工法 .................................................................................... 8 1.4 工程地质及水文地质条件 ............................................................................................ 9 1.4.1 工程地质 ................................................................................................................. 9 1.4.2 水文条件 ............................................................................................................... 13 1.5 特殊管理环境 .............................................................................................................. 16 1.6 隧道监测保护等级 ...................................................................................................... 16 第2章 监测依据、目的及内容 ......................................................................................... 17 2.1 设计要求 ...................................................................................................................... 17 2.2 监测方案编制依据 ...................................................................................................... 17 2.2.1 国家规范 ............................................................................................................... 17 2.2.2 地方相关规范 ....................................................................................................... 18 2.2.3 相关依据 ............................................................................................................... 18 2.3 监测目的 ...................................................................................................................... 18 2.4 监测范围及监测重点 .................................................................................................. 19 2.4.1 监测范围 ............................................................................................................... 19 2.4.2 监测重难点 ........................................................................................................... 19 2.4.3 关键节点风险控制 ............................................................................................... 20 2.5 监测项目及精度 .......................................................................................................... 20 2.5.1 监测项目 ............................................................................................................... 20 2.5.2 监测对象及精度 ................................................................................................... 20 2.6 巡检对象及内容 .......................................................................................................... 21 2.6.1隧道内巡视 ............................................................................................................ 21 2.6.2建(构)筑物巡视 ................................................................................................ 21 2.6.3桥梁巡视 ................................................................................................................ 21 2.6.4道路、地面巡视 .................................................................................................... 21 2.6.5河流、湖泊巡视 .................................................................................................... 21
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2.6.6地下管线巡视 ........................................................................................................ 22 2.6.7工作基点巡视 ........................................................................................................ 22 第3章 监测点的布置 ......................................................................................................... 23 3.1 监测点布置原则 .......................................................................................................... 23 3.1.1 盾构进出洞段地面监测点设置 ........................................................................... 23 3.1.2 正常段盾构监测点设置 ....................................................................................... 23 3.1.3 建(构)筑物监测点设置 ................................................................................... 23 3.1.4 管线监测点设置 ................................................................................................... 23 3.1.5 隧道结构监测点设置 ........................................................................................... 24 3.2 监测点布置工作量 ...................................................................................................... 24 第4章 监测点的埋设、保护及修复 ................................................................................. 26 4.1 监测点埋设 .................................................................................................................. 26 4.1.1 地表点埋设 ........................................................................................................... 26 4.1.2 建(构)筑物沉降埋设 ....................................................................................... 26 4.1.3 管线点埋设 ........................................................................................................... 27 4.1.4 隧道结构监测点埋设 ........................................................................................... 27 4.1.5 测点埋设节点控制 ............................................................................................... 27 4.2 监测点保护及修复 ...................................................................................................... 28 4.2.1 监测点保护 ........................................................................................................... 28 4.2.2 监测点修复 ........................................................................................................... 28 第5章 高程控制网 ............................................................................................................. 30 5.1 基准点选择 .................................................................................................................. 30 5.2 工作基点引测 .............................................................................................................. 30 5.2.1 地表工作基点引测 ............................................................................................... 31 5.2.2 地面与地下工作基点引测 ................................................................................... 32 5.2.3 成果计算 ............................................................................................................... 32 5.3 检核周期 ...................................................................................................................... 33 第6章 监测作业实施 ......................................................................................................... 34 6.1 监测仪器设备 .............................................................................................................. 34 6.2 监测方法 ...................................................................................................................... 34 6.2.1 地表、管线、建(构)筑物沉降测量 ............................................................... 34 6.2.2拱底沉降测量 ........................................................................................................ 35
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6.2.3拱顶沉降测量 ........................................................................................................ 36 6.2.4 隧道水平收敛监测 ............................................................................................... 36 6.2.5 倾斜监测 ............................................................................................................... 37 6.2.6 初始值采集 ........................................................................................................... 38 6.2.7 数据分析 ............................................................................................................... 38 6.3 专项监测方案 .............................................................................................................. 39 6.3.1 下穿建筑物专项监测方案 ................................................................................... 39 6.3.2 连续三环专项监测方案 ....................................................................................... 43 6.4 监测周期和监测频率 .................................................................................................. 47 6.5 报警控制指标 .............................................................................................................. 47 6.6 现场巡检 ...................................................................................................................... 48 6.6.1 巡视方式 ............................................................................................................... 48 6.6.2 巡视频率 ............................................................................................................... 48 第7章 项目管理组织 ........................................................................................................... 49 7.1组织机构 ....................................................................................................................... 49 7.2人员及分工 ................................................................................................................... 49 7.3 现场监测分中心 .......................................................................................................... 49 7.3.1主要人员 ................................................................................................................ 49 7.3.2 监测分中心中相关单位职责 ............................................................................. 50 7.3.3 监测分中心中第一方监测主要工作 ................................................................. 51 7.4 规章制度 ..................................................................................................................... 51 第8章 质量及安全保障措施 ............................................................................................. 52 8.1 质量保证措施 .............................................................................................................. 52 8.2 安全保证措施 .............................................................................................................. 52 8.3 监测文明施工要求 ...................................................................................................... 53 8.4 监测点保护责任落实 .................................................................................................. 53 第9章 监测数据汇报及信息反馈 ..................................................................................... 55 9.1 监测成果报告编制 ...................................................................................................... 55 9.2 监测信息反馈 .............................................................................................................. 56 第10章 紧急情况监测 ....................................................................................................... 57 10.1 日常施工保证 ........................................................................................................... 57 10.2特殊情况下应急措施 ................................................................................................. 57
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10.2.1应急措施 .............................................................................................................. 57 10.2.2应急工作流程 .................................................................................................... 58 10.2.3防汛、防台专项应急预案 .................................................................................. 58 第11章 附图表 ............................................................................................................... 63
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第1章 工程概况
1.1 工程简介
宁波市轨道交通2号线一期工程由栎社机场至东外环,线路基本走向为:机场~机场路~雅戈尔大道~启运路~通达路~恒春街~铁路宁波站~月湖公园~三支街~解放南路~解放北路~大庆南路~规划青云路~环城北路~宁镇公路。2 号线一期工程起点站为机场站,终点站为东外环路站,线路全长28.350km,共设22座车站,平均站间距1.331km。
本方案监测的范围为鄞州大道站~石碶站~轻纺城站~启运路站区间。 本标段区间工程范围包括鄞州大道站~石碶站~轻纺城站~启运路站区间三段双线单圆盾构区间隧道及其附属结构。
鄞州大道站~石碶站区间上行线长990.172m(825 环)、下行线长 997.592m(831 环),石碶站~轻纺城站区间上行线长765.561m(638环)、下行线长 759.528m(633 环),轻纺城站~启运路站区间上行线长 1273.062m(1060 环)、下行线长 1248.811m(1040 环)。区间隧道外径为Φ6200mm,内径为Φ5500mm,工程采用六台Φ6340mm 土压平衡盾构机分别推进区间上、下行线。
鄞州大道站~石碶站区间隧道沿鄞州大道行进,沿线主要分布居民住宅和商业建筑,多为多层及高层楼。区间隧道纵坡为N行坡,最大坡度25‰,最小平曲线半径650m。隧道顶部埋深9.5~20.2m,线间距13~36m。在SK4+997.800处设1座联络通道及泵房。
石碶站~轻纺城站区间隧道主要雅戈尔大道行进,沿线主要分布有商业建筑和居民住宅。区间隧道纵坡为单坡,最大坡度22‰,最小平曲线半径600m。隧道顶部埋深10~19m,线间距12~14m。在SK5+930.000处设1座联络通道及泵房。
轻纺城站~启运路站区间隧道沿雅戈尔大道行进,曲线穿越杭甬高速,后沿启运路到启运路站,沿线主要分布有商业建筑、办公楼和居民住宅楼。区间隧道纵坡为 V 行坡,最大坡度25‰,最小平曲线半径 340m。隧道顶部埋深8.7~19.3m,线间距10~16m。在SK7+265.800处设置1座联络通道及泵站,在 SK7+750.000处另设1座联络通道。
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根据(式6-8)、(式6-9)计算出测点变化量,然后填写沉降表格,绘制时间沉降变形曲线,进行变形分析。 6.2.5 倾斜监测
对侧穿和下穿建筑物进行倾斜监测,需进行倾斜监测的建筑物主要有:220KV宁潘2320线24#高压电塔。在监测过程中应根据实际情况布设倾斜点,以便于观测。
建筑物主体的倾斜观测,在待测建筑物顶部做“十”标记,底部对应位置标志处观测时放置钢尺。一般采用测定建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移
值的方法,根据建筑物的高度,计算建筑物主体的倾斜度,即
i = tanα =ΔD/ H (公式1)
式中:i---------建筑物主体的倾斜度;
ΔD -------建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值(m); H-------建筑物的高度(m); Α-------倾斜角(°)。
图6-1 一般建筑物的倾斜观测
如上图所示,将全站仪安置在固定测站上,该测站到建筑物的距离,为建筑物高度的1.5倍以上。瞄准建筑物X墙面上部的观测点M,用盘左、盘右分中投点法,定出下部的观测点N。用同样的方法,在与X墙面垂直的Y墙面上定出上观测点P和下观测点Q。M、N和P、Q即为所设观测标志。
相隔一段时间后,在原固定测站上,安置全站仪,分别瞄准上观测点M
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和P, 用盘左、盘右分中投点法,得到 N′和 Q′。如果,N 与 N′、Q 与 Q′不重合,说明建筑物发生了倾斜。
用尺子,量出在X、Y墙面的偏移值ΔA、ΔB,然后用矢量相加的方法,计 算出该建筑物的总偏移值ΔD,即:
ΔD = ΔA2 + ΔB2 (公式2)
根据总偏移值ΔD和建筑物的高度H用式(公式1)即可计算出其倾斜度i。 以上测量方法是直接侧倾的方法,在实际测量过程中,受场地条件限制,不 能满足要求,可计算建筑物的差异沉降,推算建筑物倾斜率。 6.2.6 初始值采集
1、地表、管线、建(构)筑物沉降:隧道推进前 30D 后 40D 范围内需进行测试的沉降监测点,提前一周测试2~3次,取平均值作为初始值。
2、隧道拱底拱顶沉降:对需进行测试的监测点,盾尾脱出后及时进行,取平均值作为初始值。
3、隧道两腰收敛监测:对需进行测试的监测点,盾尾脱出后及时进行,取平均值作为初始值。
4、建筑物倾斜监测:对有必要进行倾斜监测监测的建筑物,提前一周测试2~3次,取平均值作为初始值,并做好标记。 6.2.7 数据分析
1、监测系统包括监测数据的采集、整理和分析,以及监测信息反馈等。 2、每次观测后应立即对原始观测数据或监测值进行填表制图,异常值的剔除、初步分析和整理等工作,并将检验过的数据输入计算机的数据库管理系统。
3、现场监测数据应及时绘制时间—位移曲线图(散点图)和随时间、荷载变化的时态变化曲线图。根据散点图的数据分布情况,合理选择函数对监测结果进行回归分析,以预测该测点可能出现的最大变形值(位移值)和应力值、变化规律和发展趋势,预测结构和建筑物的安全状况,并根据工程的安全状态提出应采取的措施。
4、按规定的格式和内容及时将监测数据上报监理并上传至远程监控管理平台。根据监测成果对施工情况进行评估,调整施工参数、优化工程施工方法和工艺要求。
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6.3 专项监测方案
6.3.1 下穿建筑物专项监测方案
1、概况
根据区间隧道图纸和现场实地勘查,区间隧道沿线存在众多建(构)筑物,对 隧道下穿的建筑编写专项监测方案,重点保护,主要建筑物见表6-3
下穿主要建筑物 表6-3
序号 1 2 3 建筑物(构筑物)名称 220KV宁潘2320线24#高压电塔 启运路群民房 宁波市海曙维翔服饰有限公司 与隧道之间的最小距离 与下行线最小平距为5.4m 双线下穿 双线下穿 备注 重点监测 重点监测 重点监测 2、下穿主要建筑物地质情况 图6-2 220KV宁潘2320线24#高压电塔
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图6-3 启运路群民房
图6-4 宁波市海曙维翔服饰有限公司
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3、测点埋设
沉降监测点:本项目下穿和侧穿建筑物主要集中在启运路上,也是最大风险源,沉降监测点需加密布设,布设间距为8~13m一测点,不同结构形式处需分别布设。
倾斜位移监测:对侧穿和下穿建筑物进行倾斜监测,需进行倾斜监测的建筑物主要有:220KV宁潘2320线24#高压电塔。在监测过程中应根据实际情况布设倾斜点,以便于观测。
倾斜监测点设置2个监测点,分别布设在电塔的垂直方向。 4、测点监测 ⑴、倾斜监测
与6.2.5节相似不再重提。 ⑵、沉降监测
与6.2.1节相似不再重提。 ⑶、裂缝观测
测试仪器:裂缝仪、钢尺。
埋设方法:用两块白铁皮,一片取 150mm×150mm 的正方形,固定在裂缝的
一侧,并使其一边和裂缝的边缘对齐。另一片为50mm×200mm,固定在裂缝的另
一侧,并使其中一部分紧贴相邻的正方形白铁皮。当两块白铁皮固定好以后,在
其表面均涂上红色油漆。
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4.1.3 管线点埋设 (1)、间接法布点
对于一般管线,可埋设间接点。埋设间接点前,需调查管线埋深,然后在地下管线相应上方将开孔打开硬地面,把钢筋打入管顶部位(钢筋需与管线保持一定的距离,防止打破管线,造成损失),埋设方法参照地表点布设方法。
(2)、直接法布点
管线露出地面的设施上,如出入口、窨井、阀门和抽气孔等,尽量布设直接点。布设方法如下图所示。
图4-3 管线点埋设示意图
4.1.4 隧道结构监测点埋设
隧道拱底监测点利用管片拼装时的螺栓杆顶部为测点。拱顶监测点在隧道顶部的设计测点处粘贴反光片,并用特制密封胶处理。收敛监测点在设计测点位置粘贴特制反光片,测点间应保持水平对中。 4.1.5 测点埋设节点控制
①、凿洞门前一个月完成地面平面和沉降监测网的设置,在洞门打开前完成本区间平面和沉降监测网测量。
②、盾构施工前应完成建构筑物、管线、地表监测点的布置,并开始监测工作,积累监测点的自然沉降量,为后期稳定监测工期做好准备。
③、施工监测范围纵向为盾构机头前 40m、后60m长度,在机头进入前完成该范围监测点的沉降和位移初值测量,初值测量成果为连续两次独立
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测量成果取平均。
4.2 监测点保护及修复
4.2.1 监测点保护 (1)、地表、管线点
硬化面地表点须加工到硬化面之下2cm,避免 过往辎重车辆、建材的压覆,并加盖保护, 并设立明显标志。
城市地下管线监测点的布设应尽量避免布设在行车、行人道内,否则给测点保护、日常观测带来较大的难度,如必须布设时应把测点加工到路面以下并加盖保护。
(2)、建(构)筑物监测点
布点前应与小区物业进行沟通,允许布点后再进行布设,并告知监测点重要性,建议协助保护;测点应尽量布置在不易受碰撞、且易于观测的地方,并设立明显标志,严禁破坏。 (3)、隧道内结构监测点
隧道内监测点尽量利用结构本身测量标志,不适合利用的情况下应布设于易于观测、便于保护的地方,并做好明显标志;需要贴反射片的测点,反射膜片的粘贴面应事先清理干净,避免反射膜粘贴不牢而脱落。 4.2.2 监测点修复
(1)控制网调整带来的影响及处理办法
施工监测控制网建立在施工控制网点基础上,同时也是施工监测控制网成果计算的起算依据,由于施工控制网点成果的调整必须进行施工监测控制网点成果的调整,使调整前后两次监测成果变形量的跳跃和超报警值,为次必须消除控制点成果调整对监测数据的影响。
控制网联测后,发现其中控制点异常后,首先应跟监控单位沟通,并通过有关相应手续,及时对该控制点、监测进行高程修正,并明确由于控制点高程变化所带来的变量,确保监测点高程和累计量的正确性。 (2)监测点破坏带来的影响及处理办法
由于区间建设周期长,监测范围大,布设的监测点数量多,监测点保护
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难度大,在施工过程中难免发生监测点被破坏事件,而监测点设置的目的是用于施工过程中工程本体和环境安全的监控,每个监测点的设置是根据工程施工安全监控的要求在不同部位布设,当工程本体或环境出现异常时,可根据监测点的历时监测成果或相对变化等数据进行分析,为及时提出解决方案提供有关信息。为此在施工过程当发生监测点被破坏时,必须进行重布。重布监测点不可能恢复到原监测点被破坏时三维位置,为此监测点高程值与原监测点初始值出现数量级的差异,出现本次变化量和累计变化量的断层。
具体方法为:监测点破坏后在当天必须重新布设,并按原监测点测量的原则和要求进行高程初始值测量。在原监测点破坏到重新布设期间该部位可能已发生变化,但变化量无法测量,根据多个紧邻和设置类似部位的监测点变化量用内插法计算该点本次变化量,在成果表中将新点高程减除内插法计算的本次变化量作为初始值,新点高程作为本次观测的成果。本期累计量为内插法计算的本次变化量加原监测点破坏时累计量。
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第5章 高程控制网
5.1 基准点选择
沿本标段盾构区间线路走向在施工影响范围以外,即隧道埋深5H范围外按100~200m 左右间隔设置一个浅埋点(若情况允许,利用指挥部高程控制点)拟设置沉降监测控制网点15个工作基点。
宁波轨道交通2号线TJ2103标已有水准控制点成果表 表5-1 点号 SZ011 SZ012 BM<2>06 BM<2>07 BM<2>11 BM<2>12 BM<2>14 高程(m) 2.9113 2.8187 3.8980 3.7409 3.5254 3.8563 3.4948 位置/说明 成果更新 成果更新 成果更新 成果更新 成果更新 成果更新 成果更新 备注 结合沿线地形和高程控制网点(业主提供)情况,要求所选控制点覆盖整个监测区,尽量少设置转站点,较少误差。
5.2 工作基点引测
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5.2.1 地表工作基点引测
图5-1 地面工作基点引测示意图
测量路线为附和路线,由基准点BM 出发,附和到另一个BM 水准点上,采用后-前-前-后的观测顺序,每一侧段保证为偶数站,按照《轨道交通工程测量规范》GB50308-2008 中变形监测Ⅱ级控制网布设标准执行,将工作基点全部放进线路路进行测量和误差改正。各项技术指标如下:
垂直沉降监测控制网主要技术要求 表5-2
注:n为测站数。
水准观测主要技术要求 表5-3
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5.2.2 地面与地下工作基点引测
采用两台精密水准仪加悬挂钢尺同步观测的方法将高程传递到井下固定点上,测量时钢尺必须施加鉴定拉力,分 4 次独立观测 4 组数据;以 4 组数据最大较差值≤±2mm视为合格,测量结果取平均做为最终使用值。具体操作如下:
图 5-2 高程传递示意
如图5-2所示,将钢尺悬挂在支架上在钢尺下端挂一定重量重锤。两把精密水准尺分别放置在已知水准点和井下待测水准点上,在地面水准尺和钢尺分别读数A1 、R1 在井下水准尺和钢尺分别读数A2 、R2 ,假定已知点高程为H,井下待定水准点点高程为:
H X = H + A1 -{ (R1 - R2) +δL1 +δL2 ×(R1 - R2 ) }- A2
注:α为钢尺膨胀系数;T均为钢尺上、下读数处平均温度;T0 为钢尺检定时的温度;δL1为钢尺温度改正数,计算公式为:δL1 =α ×(A1 - A2)×(T均-T 0),δL2为钢尺检定每 m 改正数;H 为地面点高程。联系测量成果应定期复测,一般复测频率为2次/月,若数据异常,应立即进行复测。 5.2.3 成果计算
完成控制网外业测设完成后,对外业记录进行检查,严格控制各水准环
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闭合差,各项参数合格后方可进行内业平差计算。内业计算采用南方平差易2005版平差软件按间接平差法进行严密平差计算,起始点成果采用业主提交的最新控制点成果,高程成果取位至0. 1mm。
5.3 检核周期
受地质条件差、周边施工土体扰动影响导致区域性地表不均匀沉降,出现监测控制网点位移,为确保每次监测成果的可靠,必须及时发现其位移,并通过与施工控制点的联测修正控制网点的成果,复测频率为1次/月。
控制网联测后,发现其中控制点异常后,及时对该控制点进行高程修正。同时,所有由此控制点引测的高程,也必须进行修正,确保监测点高程和累计量的正确性。
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第6章 监测作业实施
6.1 监测仪器设备
宁波市轨道交通2号线一期工程TJ2103标监测仪器设备表6-1。 监测用仪器设备 表6-1 仪器名称 徕卡DNA03电子水准仪 DSZ2+FS1苏一光 条码水准标尺 铝合金塔尺 测距仪 全站仪 数量 1台 1台 1套 1套 1台 1台 精度 ±0.3mm/km ±0.5mm/km ±0.02mm ±0.1mm ±1mm 0.5″ 1+1DPPm 6.2 监测方法
6.2.1 地表、管线、建(构)筑物沉降测量
测量仪器:沉降监测采用徕佧 DNA03 型电子水准仪及配套的 2m 条形码铟钢尺,读数精度为0.01mm。
沉降监测测量仪器技术参数 表6-2
测试方法:沉降监测采用与宁波市轨道交通施工统一的高程系统,每次
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观测宜形成闭合或附合观测路线。 观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制,每测点读数较差不宜超过0.5mm,如超过时,应重读后视点读数,以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测,两次高程之差应小于±1.0mm,取平均值作为初始值。
数据处理:监测基点为标准水准点(高程已知),监测时通过测得各测点与水准点(基点)的高程差Δh,可得到各监测点的标准高程Ht,然后与上次测得高程进行比较,差值Δh即为该测点的沉降值。即:
Δht(1,2)= Ht2- Ht1 (式6-1)
第i次测得高程为Hti,初始高程为Ht0 ,则累计变量ΔH累计为:
ΔH累计= Hti- Ht0 (式6-2)
第i次测得高程为Hti,第n次测得监测点高程为Htn,则其变化速率V为:
V=( Hti- Htn)/(n-i+1) (式6-3)
在条件许可的情况下,尽可能的布设水准网,以便进行平差处理,提高观测精度,然后按照测站进行平差,求得各点高程。
误差处理:常见的水准路线一般分闭合水准路线和附合水准路线两种。附合水准路线中,理论上两已知高程点间所测得各段高差的代数和等于两已知高程点高差。由于实测过程中存在误差,使两者不完全相等,两者之差称为高差闭合差。
fh=∑h-(HB-HA) (式6-4)
闭合路线中由于起止点为同一点,因此理论上各段高差代数和等于零,但实测高差不一定为零,从而产生了闭合差。
fh=∑h (式6-5)
当闭合差在允许的范围内,则可将闭合差反符号平均分配到各段高差上。 初始值观测:隧道出洞100环验收前一周应对地表点布设完成,并经相关单位验收合格后,取初值报审。 6.2.2拱底沉降测量
测试仪器:苏光 DS05精密水准仪;铟钢尺。精度:±0.5mm/(km)。 测试方法:观测时采用水准闭合测量,测量监测点的高程,计算本次变
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量和累计变量。
数据处理: H=H0+h1-h2 (式6-6) 式中:H-为监测点高程(m);
H0-为已知点高程(m); h1-为后视尺读数(m); h2-为前视尺读数(m)。
后、前视尺读数均带符号,点在视线以下为正,点在视线以上为负。
根据公式(6-1)计算出测点高程,然后填写沉降表格,绘制时间沉降变形曲线,进行变形分析。 6.2.3拱顶沉降测量
测试仪器:莱卡精密测距仪;精度:±1.0mm。
测试方法:在隧道拱底测点置放精密测距仪测量隧道拱底测点和隧道拱顶沉降间的水平距离,经过计算得出拱顶沉降测点的变化量。
数据处理: H=h1+h2 (式6-7) 式中:H-为拱顶监测点高程(m); h1-为隧道隆沉测点高程(m); h2-为测距仪读数(m)。
根据公式(6-7)计算出测点高程,然后填写沉降表格,绘制时间沉降变形曲线,进行变形分析 6.2.4 隧道水平收敛监测
测试仪器:莱卡激光测距仪;精度:1.0mm。
测试方法:观测时采用精测模式测量,测量监测点的间距,计算本次变量和累计变量。
数据处理: ΔL= L0 - Ln (式6-8) L= Li - Ln (式6-9) 式中:ΔL-为累计变化量(mm); L0-为初始测量距离(mm); Ln-为本次测量距离(mm); Li-为上次测量距离(mm); L-为本次变化量(mm)。
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