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1、軌道交通地鐵房山線大葆臺站郭公莊站區間施工測量及監控方案編制： 審核： 審批： 北京城建集團有限責任公司北京地鐵房山線三標項目經理部目 錄第一章 施工測量11.1 測量依據11.2 控制測量依據11.3 測量質量管理目標和基本質量指標11.4 基本測量程序11.5 隧道開挖測量71.6 隧道施工測量81.7 隧道貫通誤差測量91.8 地下監控測量成果的檢查與檢測101.9 竣工測量111.10 質量保證措施13第二章 安全生產教育和培訓制度162.1 監控量測目的和意義162.2監測方案的設計依據162.3 監測項目162.4 監測點布置172.5 監測方法及監測頻率172.6 監測量測反饋程2、序24第一章 施工測量1.1測量依據1)地下鐵道、輕軌交通工程測量規范(GB50308-1999)2)新建鐵路工程測量規范(TB10101-99)3)北京地鐵房山線施工測量管理細則4)北京地鐵新建線路控制測量總體技術要求1.2控制測量依據地面控制測量由北京城建勘測設計研究院有限責任公司提供平面控制點(DS63、DS65、DS66、DS67)和高程控制點(DS63DS67、BM411BM412)。經過復測，誤差符合規范要求。1.3測量質量管理目標和基本質量指標1)施工測量質量管理目標確保全線建筑物、構筑物、設備、管線安裝按設計準確就位，避免因施工控制測量、放樣測量超差而造成重大設計變更和工程事故3、。2)質量指標(1)在任何貫通面上，地下測量控制網的貫通中誤差，橫向不超過50mm，豎向不超過25mm。(2)隧道襯砌不侵入建筑限界，設備不侵入設備限界。3)測量標準地下鐵道、輕軌交通工程測量規范(GB50308-1999)。1.4基本測量程序1.4.1地面控制測量1)平面控制測量對業主提供的控制導線點進行復測，并與相鄰標段及臨近控制點進行貫通聯測。利用全站儀進行地面施工導線布設，導線點埋設混凝土標石。2)高程控制測量對業主提供的精密水準點進行復測并與臨近水準點貫通聯測。使用精密水準儀和標尺在提供的水準點之間加密水準網，布設成閉合環線，閉合差8 mm(L為環線長度，以千米計)，操作方法精度指標4、執行等水準點測量要求。 導線測量的主要技術要求 等級導線長度(km)平均邊長(km)測角中誤差()測距相對中誤差測回數方位閉合差()相對閉合差DJ1DJ2DJ6三等1431.81/1500006103.61/55000四等91.52.51/800004651/35000一級40.551/3000024101/15000二級2.40.2581/1400013161/10000三級1.20.1121/700012141/5000注：表中n表示測站數。測區測圖的比例尺為1：1000時，一、二、三級導線的平均邊長可適當放長，但最大長度不應大于表中規定的2倍。精密水準測量的主要技術要求 每千米高差中誤差5、(mm)符合水準路線的平均長度km水準儀等級水準尺觀測次數往返誤差，附合或環線閉合差(mm)偶然中誤差全中誤差與已知點聯測附合線環線平坦地面山地+2+424DS1銦鋼尺往返各測一次往返各測一次+8n+2n注：L為往返測段附合或環線的路線長度(以km計)，n為單程測站數精密水準測量觀測的視線長度、視距差、視線高度的要求 標尺類型視線長度前后視距差(m)前后視距累計差(m)視線高度(m)儀器等級視距視線長度20m以上視線長度20m以下銦鋼尺DS1601.03.00.50.3 精密水準測量的測站觀測限差(mm)基輔分劃讀數差基輔分劃所測高差之差上下絲讀數平均值與中絲讀數之差檢測間歇點高差之差0.506、.73.01.01.4.2聯系測量1)趨近測量從地面控制點采用趨近導線向豎井引測坐標和方位。地面趨近導線應附合在精密導線點上，近井點要與GPS點或精密導線點通視，使定向最為有利，除近井點設置固定標志外，其它地面趨近導線點均可設置臨時標志，地面趨近導線全長不能超過350m，平均邊長60m，最短邊長大于30m，趨近導線采用嚴密平差，其近井點的點位中誤差在10mm之內。導線點可做成如下形式：1001001010鋼板300單位：mm2)豎井開挖測量豎井四個角點，用鋼板或木板做成三角架固定在鎖口圈上，斜邊中心做記號吊5kg以上的垂球控制開挖輪廓線。如右圖: (3)豎井定向控制測量豎井施工完成到設計標高時7、，根據現場的實際情況和現有的儀器設備，采用投點儀投點，把井口上測設的臨時導線點投在投點板上。(投點儀標稱精度1/200000)為了提高投點精度，在豎井口長邊對角適當位置設置投點P1，P2點，如圖1。然后利用地面上的控制網進行聯測，將測量數據進行平差后，計算出P1、P2各點的坐標(或用前方交會法，定出P1、P2各點)，將P1、P2點投在井下的投點板上，如圖2所示。為了檢核投點精度，在井上作兩次投點。投在投點板上的P1P2、P1、P2點。然后將全站儀分別架設在各點上，觀測通道內設置的P3、P4，采用測回法觀測各點的角度、距離、平差后計算出各點坐標，以此作為通道、隧道暗挖控制的定向邊(P3P4)。(8、4)高程傳遞利用加密水準網點作趨近水準測量，按等水準測量方法和儀器施測，限差8mm，埋設不少于兩點的高程點，以利校核。使用檢定過的鋼尺及檢定重量的重錘用懸吊的方法經豎井傳遞高程，上、下兩臺水準儀同時觀察讀數，每次錯動鋼尺3cm5cm，測三測回。高差較差控制在3mm以內，取平均值使用。如下圖：1.4.3地下控制測量1)地下導線測量地下施工控制測量用控制導線，直線隧道掘進大于200m時，曲線隧道掘進到直緩點時，埋設洞內導線控制點，直線隧道施工控制導線點平均邊長為150m，特殊情況下，不短于100m。曲線隧道施工控制導線點埋設在曲線五大樁點上，一般邊長不小于60m。邊長往返觀測各兩測回，往返觀測平均9、值較差小于7mm，每次延伸施工控制導線測量前提是對已有的施工控制導線前三個點進行檢測，檢測點如有變動，選擇另外穩定點的施工控制導線點進行施工控制導線延伸測量。施工控制導線在隧道貫通前測量三次，測量時間與豎井定向同步。重合點重復測量的坐標值與原測量的坐標值較差小于10mm時，采用逐次的加權平均值作為施工控制導線延伸量的起算值。如下圖：2)地下高程控制測量地下水準測量用等水準測量的方法和儀器施測，不等值、閉合差限差滿足8mm的精度。開挖至隧道全長1/3和2/3處，貫通前50m100m，分別對地下水準點按等水準精度要求復測，保障高程貫通精度。1.5隧道開挖測量直線隧道施工測量在線路中線上安設激光導向10、儀，激光導向儀調節后的激光束代表線路中線的方向和線路縱斷面的坡度。曲線隧道施工測量把激光導向儀安裝在線路弦線上，調節后的激光束代表線路弦線的方向及線路縱斷面的坡度。利用內業計算資料的弦線偏距及里程、標高指導施工，隧道上部開挖用激光導向儀控制標高，下部開挖采用放起拱線標高來控制，要經常檢測激光導向儀的中線和坡度，抄平時要往返水準測量。激光導向儀的安裝如下圖所示：標準段激光導向儀安裝 人防段激光導向儀安裝1.6隧道施工測量斷面測量采用支距法。拱部斷面采用五寸臺法測繪，沿中線自外拱頂線高程向下每隔0.5m向兩側測設斷面的開挖支距，然后把各支距的端點連接起來，為拱部開挖斷面的輪廓線。如下圖所示：洞門斷11、面的測量：曲墻地段自起拱線高程起，沿中線向下每隔0.5m向左右兩側按開挖的尺寸量取支距，至軌頂高程為止。直墻地段自起拱線高程起，沿中線向下每1m向下左右兩側按開挖尺寸量取支距至軌頂高程為止。仰拱斷面應由內軌頂高程每隔0.5m向下量支距至開挖深度。如圖所示：量支距時，應考慮隧道中線和線路中線的偏移值d，直線地段d值為零，即兩線重合。在曲線地段，隧道中線從線路中線向圓心方向內移一個d值，而標定在開挖面上的中線是按線路中線標定的，所以在繪斷面圖時，內側支距都比外側支距大2d。1.7隧道貫通誤差測量平面貫通測量，貫通面處采用坐標法從兩端測定貫通點坐標差，并歸算到預留的斷面和中線上，求得橫向貫通誤差和縱12、向貫通誤差。平面與高程貫通誤差限差如下表：平面與高程貫通誤差限差表地面控制測量聯系測量地下控制測量總貫通中誤差橫向貫通中誤差25 mm25 mm35 mm50 mm縱向貫通中誤差L/40000L/40000L/40000L/12000豎向貫通中誤差16mm12mm15mm25mm區間隧道貫通后，當地下導線閉合差不超過限差規定時，進行平差計算。按導線點平差后的坐標值調整線路中線點，改點后再進行中線點檢測，直線夾角不符值6，曲線上折角互差7，高程也用平差后成果。將平差后成果作為凈空測量的起始數據，凈空斷面測量采用解析法。1.8地下控制測量成果的檢查與檢測為確保隧道正確貫通和滿足凈空限界，建立嚴格的13、檢查和檢測制度，檢測按規定的同等級精度作業要求進行：地上、地下導線的坐標互差12mm，20mm；地上、地下高程點的高程互差3mm，5mm；地下導線基線邊方位角互差10；相鄰高程點的高程互差3mm；導線邊的邊長互差8mm；隧道中線點坐標的互差16mm；經豎井懸吊鋼尺傳遞高程的互差3mm。1.9竣工測量隧道直線地段每50m，曲線地段每20m，以及其它需要地方，均應測量隧道凈空斷面。凈空斷面測量應以線路中線為準，測量內拱頂高程、軌頂面以上1m、2m、3m、4m處的寬度，其允許偏差為3mm。如圖所示：隧道竣工后，在中線復測的基礎上埋設永久中線點。復測工作依據施工中線進行。永久中線在直線上每20025014、米設置一個，緩和曲線的始點各設一個，圓曲線地段按通視條件加設。永久中線點用混凝土包金屬心標志埋設。如圖：永久中線點設立后，在隧道邊墻上繪出標志。洞內高程點在復測的基礎上每千米埋設一個。小于一千米的隧道設一個，并在墻上繪出標志。標志如下圖所示：1.10質量保證措施地下工程施工測量不同于一般工程測量，施測的周圍環境和條件復雜，要求的施測精度相當高，因此必須精心組織實施。1)施工準備(1)為確保地鐵測量精度，我們將抽調具有地鐵測量經驗的測量工程師和有測量上崗證的測量員組成精測隊，配備全站儀和精密水準儀。(2)開工前，根據設計提供的測量數據資料，布設施工控制網點，這些網點必須吻合設計提供的三角網和水準15、網點的基本數據，并滿足規定的施測精度。2)分級測量復核制度(1)工區負責本作業區的日常施工測量，施工放樣及控制樁點的埋設及防護。(2)經理部精測組負責復核和指導測量組完成施工測量任務，并負責向工區測量組現場交點、交樁、交測量資料和成果。負責控制護樁的測量。(3)現場監理工程師對日常測量工作進行監督和復測。(4)施工控制導線由城勘院測量隊復核。3)內業資料計算工區日常測量資料必須由兩名以上技術員獨立計算并相互核對計算數據，核對無誤后交由技術主管復核、鑒認,主管鑒認后方可交付測量組使用;進行施工控制樁測量，在此基礎上由測量工程師復核，認為無誤后方可使用。4)外業測量以備內業計算時能夠及時發現錯誤，16、日常測量必須保證兩個測回，施工控制樁測設則須四個測回，外業測量必須進行閉合測量，外業記錄資料必須完整、詳細，閉合到業主交付的導線點上，經過內業計算達到精度后方可使用，對業主提供的導線點及自己布設的施工控制樁必須定期復核，精度達不到規范要求時，及時調整。豎井、施工通道及正線每施工5m由工區測量人員貫通復測，施工10m由經理部測量組貫通復測。5)人員配備指定專人負責，日常測量不少于3人，施工監測不少于3人，每組必須兩人精通，可相互使用儀器及內業資料計算。每個工程隊指定2人為經理部測量組成員，需要貫通復測時由測量工程師抽調，直接安排工作，其余時間由工區安排。6)測量儀器的管理(1)測量儀器實行分級管17、理制度，精密測量儀器由經理部統一管理，一般測量儀器由工區自行管理，建立保管、使用、維修制度。(2)各種測量儀器、量具按計量部門有關規定定期進行計量檢定，做好日常保養工作，保證狀態良好，建立測量設備臺帳，準確記錄檢定維修情況。主要儀器設備儀器名稱規 格生產廠家數 量全站儀TCRA1102瑞士1萊卡投點儀NL瑞士1精密水準儀ATG2日 本1經緯儀TDJ2博 飛3水準儀C32索 佳3第二章 監控量測2.1監控量測目的和意義1)監控量測目的“信息化施工”的前提是對施工過程中的地層變形、支護結構的受力有清楚的了解。要達到這樣一個目的，必須在很大程度上依賴于施工監測，根據監測結果，調整支護參數或修改施工方18、案。2)監控量測意義本區間的監測意義在于：(1)掌握隧道周圍地層、支護結構、地下管線和周邊建筑物的動態，觀測開挖過程中隧道的狀態及其對周邊環境的影響，預防工程破壞事故和環境事故的發生。(2)將現場測量結果與預測值相比較以判別前一步施工工藝和施工參數是否符合預期要求，以確定和優化下一步施工參數，從而指導現場施工，做到信息化施工。(3)將量測結果用于信息化反饋優化設計，使設計達到優質安全、經濟合理、施工快捷。另外還可將現場監測結果與理論預測值相比較，用反分析法導出更為接近實際的理論公式用于指導其它工程。2.2監測方案的設計依據1)北京地鐵房山線大葆臺站至郭公莊站區間設計圖紙。2)中華人民共和國國家19、標準地下鐵道設計規范(GB50157-92)。3)中華人民共和國國家標準建筑變形測量規范(JGJ/T 8-97)。2.3監測項目監控量測項目主要根據工程地質、水文地質、結構形式、施工方法、周邊環境等因素綜合確定，力求在滿足需要的前提下，少而精。本工程的主要監測項目如下：1)A項量測項目(常規監測)主要有：地質及支護觀察、地表沉降、周邊管線及建筑物變形、拱頂下沉、周邊收斂。2)B項量測項目主要有：土體水平位移、土體垂直位移、圍巖壓力、鋼架應力、襯砌內應力。2.4監測點布置A項量測中的地表沉降、拱頂下沉，凈空收斂沿隧道中線每10米布設1個監測斷面。其中地表沉降點沉降點按斷面總寬70m在隧道中心線左20、右平均布置，每個斷面21個測點，測點距離2.55米。B項量測項目選有代表性的2個斷面，并在斷面變化處或接口處布設B項量測項目。詳見圖13-1“大葆臺站郭公莊站區間監測點布置圖”。 2.5監測方法及監測頻率1)工程地質與支護狀況的觀察洞室開挖完成后，立即進行工程地質狀況的觀察記錄和地質描述，這對于判斷圍巖穩定性和預測開挖面前方的地質條件，為地層超前支護提供真實的地層參數是十分必要的。初期支護完成后，進行噴層表面觀察、記錄和裂縫描述，若發現初期支護有不穩定趨勢，及時采取補強措施，并為后續工程提供、改進支護參數。2)地表沉降監測測點布置在地表沿隧道軸線方向每10m設一個量測斷面，每斷面對稱布置21個21、測點，測點為埋入地表下一定深度的鋼樁，并用混凝土固定，以保證其不移動、丟失。量測方法利用精密水準儀和銦鋼塔尺。按照一定的量測頻率和時間進行觀測，并做好記錄，繪制散點圖。隧道開挖前在變形影響范圍外，便于長期保存的穩定位置，埋設基準點，進行水準布網，測得量測點初始讀數。量測頻率在洞室開挖或支護的半個月內，每天觀測2次；半個月到一個月內，每兩天觀測一次；一到三個月每周觀測2次；三個月后，每月觀測2次；遇有突發性事件則加強監測，一般每12小時監測一次。控制基準根據本工程的實際情況，我們將地表沉降管理基準值分兩種情況來考慮：當地表有重要管線，取管理基準值為15mm，其他情況取30mm。當監測數據達到管理22、基準值70% 時，加強監測頻率，當監測數據達到或超過管理基準值時，停止施工。修正支護參數后方能繼續施工。3)初期支護位移量測洞室開挖改變了圍巖的初始應力狀態，由于圍巖應力重分布和隧道周邊應力釋放，使圍巖產生了變形，隧道周邊初期支護有不同程度的凈空向內位移和拱頂下沉，因此，必須在隧道開挖支護后及時進行初期支護位移量測，根據量測結果判斷圍巖和支護結構的穩定性，并及時修改支護參數，確保施工安全。初期支護位移量測分如下幾項：拱頂下沉量測沿隧道軸線方向每10m設置一個量測斷面，測點采用鋼樁預埋在拱頂初期支護中，用精密水準儀和經校驗的鋼尺進行測量。洞周邊收斂量測沿隧道縱向每10m設一個量測斷面，該斷面與拱23、頂下沉量測斷面為同一斷面，每斷面設1對測點，采用收斂儀進行量測，通過測微計讀取隧道周邊兩點相對位置的變化，從而計算出該兩點在連線上的相對位移值。拱頂下沉及收斂測點布置見下圖。中線道隧監測頻率： 洞周邊收斂位移和拱頂下沉的監測頻率可根據位移速度而定，如下表所列：位移速率(mm/d)151150.510.20.50.2頻率12次/d1次/d1次/2d1次/7d1次/15d控制基準當拱頂下沉達到35mm時，加強監測頻率，當監測數據達到或超過50mm時，停止施工。修正支護參數后方能繼續施工。洞周收斂位移控制基準值為0.005B(B為坑道寬度)。4)建筑物沉降、傾斜及裂縫監測建筑物的沉降監測A.人行天橋24、的沉降觀測點的位置和數量根據天橋的基礎型式、結構類型及地質條件因素綜合考慮。為了反映沉降特征和便于分析，測點埋設在天橋的橋面及橋柱基礎上。B. 監測方法：采用精密水準儀及銦鋼塔尺量測。C.監測頻率：在洞室開挖或支護的半個月內，每天觀測2次；半個月到一個月內，每兩天觀測一次；一到三個月每周觀測2次；三個月后，每月觀測2次；遇有突發性事件則加強監測，一般每12小時監測一次。建筑物傾斜監測A.監測方法傾斜監測就是對建筑物的傾斜度、傾斜方向和傾斜速率進行監測。由于天橋具有明顯的外部特征和寬敞的觀測場地，所以采用投點法或測水平角法。 B.監測儀器及監測頻率：用高精度J2經緯儀及S1水準儀每5天觀測1次。25、C.控制基準：當建筑物傾斜率超過0.002時，立即停止施工。修正支護參數后，方能繼續施工。周圍建筑物裂縫監測A.裂縫寬度的量測方法a.一般量測對于測量精度要求不高的部位，如墻面開裂，簡易有效的方法是粘貼石膏餅，將10mm厚、50mm寬的石膏餅騎縫粘貼在墻面上，當裂縫繼續發展時，石膏餅隨之開裂。裂縫寬度用裂縫寬度板來對比。b.對于精度要求較高的裂縫量測，如混凝土構件的裂縫，采用儀表進行量測，在裂縫兩側粘貼幾對手持應變計的頭子，用手持式應變儀量測。B.裂縫深度的量測方法a.淺層裂縫：采用鑿出法或單面接觸超聲波法。鑿出法就是預先在細小裂縫中灌入彩色溶液如墨水，若裂縫走向是垂直的，用針筒打入，待其干燥26、后從裂縫一側將混凝土漸漸鑿除，露出裂縫另一側，觀察是否留有溶液痕跡(顏色)，以判斷裂縫深度。b.深層裂縫：當裂縫發展很深時，采用取芯法量測裂縫深度。取芯法是用鉆芯機配人造金剛石(空心薄壁)鉆頭，跨于裂縫之上沿裂縫面由表向里鉆孔取芯。當一次取芯未及裂縫深度時，可換直徑小一號的鉆頭繼續往里取，直至裂縫末端出現，然后將取芯拼接起來，量測裂縫深度。監測儀器及監測頻率：用高精度J2經緯儀及S1水準儀每5天觀測1次。5)圍巖與初期支護間的接觸應力量測沿隧道縱向選取有代表性地段設置量測斷面，在每個斷面的拱頂、拱腰、起拱、邊墻、仰拱等處布點，在初期支護背后埋設鋼弦式雙模壓力盒，配合頻率接收儀量測壓力值。壓力盒27、的布置見下圖：區間標準斷面壓力盒布置圖量測頻率開挖初期，每天測1次，1430天后每2天測1次，基本趨于穩定后，每周量測12次。數據處理將圍巖各部位量測壓力值與理論計算的豎向壓力、側向壓力進行比較，分析判斷作用在初期支護上土壓力大小及分布狀態，反映出結構實際受力狀態。6)初期支護結構應力監測測點布置在初期支護結構中有代表性位置的鋼格柵上，焊接鋼弦式鋼筋計，通過傳感器采集數據。標準段如下圖所示：區間標準段鋼筋計安裝布置圖應力傳感器的安裝A.根據測點應力計算值，選擇鋼筋應力計的量程，在安裝前對鋼筋計進行拉、壓受力狀態的標定。B.安裝時盡可能使鋼筋應力計處于不受力狀態，更不能處于受彎狀態。將應力計上的28、導線逐段捆扎在鄰近鋼筋上，引到初期支護結構外側試匣中。C.噴射混凝土后，檢查應力計電路電阻值和絕緣情況，做好引出線和測試匣的保護。量測頻率噴射混凝土結束后測出應力傳感器的穩定測量值，作為計算應力變化的初始值。洞室開挖初期，每天測1次，1430天每2天測1次，基本趨于穩定后每周至少測量1次，每次應力量測值與初始值之差，即為應力變化。7)地下水位監測在距隧道外側5m左右布設地下水位觀測孔，監測隧道開挖期間地下水位變化。水位觀測孔采用地質鉆機鉆孔，孔徑128mm，鉆孔深度達到隧道基底下2m，用鋼尺量測地下水位變化。一旦發現降水不滿足施工要求時，則立即與降水部門協調解決。7)隧底回彈監測在隧道底典型位29、置設三處，用地中位移計進行隧底回彈監測。2.6監控量測反饋程序監控量測資料均用計算機配專業技術軟件進行自動化初步分析、處理。根據實測數據分析、繪制各種表格及曲線圖，當曲線趨于平衡時推算出最終值，并提示結構物的安全性。監測人員按時向施工監理、設計單位提交監控量測周報和月報，同時對當月的施工情況進行評價并提出施工建議，及時反饋指導信息，調整施工參數，保證安全施工。2.6.1監測資料的反饋程序監測資料的反饋程序見下圖所示。監測結果位移是否超級管理位移是否超級管理位移是否超級管理繼續施工綜合判斷暫停施工采取特殊措施是不安全否否否是是安全2.6.2監控信息的反饋程序監測信息反饋流程見下圖所示：施工采取技術措施施工監測預測變形量反饋分析與基準值比較調整施工參數是否安全是27