北京地铁工程监控量测设计指南

北京地铁工程监控量测设计指南内容摘要：

水对环境影响时，应根据计算的地下水位降落漏斗确定监测范围。 4 在基坑开挖过程和地下工程施工期间发现异常情况，如严重的涌砂、漏水、冒水、支护结构或邻近建（构）筑物或地下管线严重变形等，监测范围应适当加大。 7 监控量测对象及项目 一般规定 地下工程监测对象包括三大类型：基坑 和 隧道的周边环境、支护结构体系及周围地质体。 周边环境监测对象主要为工程周围地表、建（构）筑物、 地下管线、城市道路、桥梁、既有地铁和铁路及其他市政基础设施。 建（构）筑物 、地下 管线 密集区，重点监测风险大、安全状态差、控制标准高的 建（构）筑物 和地下 管线。 支护结构 监测对象 主要为 明（盖）挖法及竖井施工 支护结构（围护桩墙、水平支撑、立柱、锚索、锚杆等）、隧道盾构法管片 衬砌 及浅埋暗挖法 初期 支护结构 和临时支护结构。 周围地质体监测对象主要为基坑 及 隧道 周 围岩土体、地下水等。 地下 工程监测项目的选择应 在监测对象确定的基础上，综合考虑工程地质条件与水文地质条件、工程规模与施工技术难点（支护结构形式、施工方法、埋深等）及周边环境条件等因素，同时兼顾经济性的要求。 监测项目按照其相对于工程施工的重要性划分为应测项目和选测项目。 基坑和隧道内外观察是基坑和隧道施工中必须进行的监测 项目。 12 周边环境监控量测 项目 建（构）筑物监测项目 1 建（构）筑物监测项目一般为建（构）筑物的沉降、倾斜和裂缝。 2 影响区内的 建（构）筑物必须进行沉降监测。 3 对强烈影响区 和显著影响区内高层、高耸建（构）筑物还应进行倾斜监测。 4 对强烈影响区和显著影响区内的建（构）筑物裂缝应进行监测。 5 对临近基坑、隧道的 建（构）筑物，当有特殊要求时还应 进行水平位移监测。 地下管线监测项目 1 地下管线监测项目包括管线沉降和管线水平位移。 2 基坑、隧道强烈影响区内的各类管线应进行沉降监测，污水、雨水 、燃气 及 其他 直埋的有压管线进行管顶沉降监测。 3 隧道下穿污水管线时 宜 对隧道上方管底 附近 土层 进行 沉降监测。 4 基坑、隧道强烈影响区内尤其隧道上方的各类管沟应进行管 沟结构沉降监测。 5 显著影响区内 污水、雨水 、 燃气 等管线应结合现场条件和管线材质、直径、埋设年代等，对管线沉降进行直接或间接监测， 一般影响区内 污水、雨水 、燃气 管线的沉降可采用间接监测。 6 当支护体系发生较大变形或土体出现坍塌、地面出现裂缝迹象时，应对管线进行水平位移监测。 市政道桥监测项目 1 市政道路监测项目主要包括 路面沉降、路基沉降、挡墙沉降及倾斜。 1） 基坑、隧道周围强烈影响区和显著影响区内的 高速公路、城市主干道 应进行路面沉降监测、路基沉降监测； 一般 影响区 内的 高速公路、 城市主干道 可进行 路面 沉降监测。 2） 基坑、隧道周围强烈影响区和显著影响区内的 挡墙 应 进行沉降 监测 ，必要时可进行倾斜监测。 一般 影响区 可 进行 挡墙 沉降监测。 2 市政桥梁监测项目主要包括 桥梁墩台 沉降和 横纵向 差异沉降 、 桥梁墩台 13 倾斜、梁板应力。 1） 基坑、隧道周围强烈影响区和显著影响区内的桥梁，应进行 桥梁墩台 沉降 监测 ，必要时可进行 桥梁墩台 倾斜 监测。 一般 影响区 可 进行 桥梁墩台 沉降监测。 2）桥梁安全状态差、 桥梁墩台 差异沉降大或设计需要 时 ， 应 进行梁板结构应力监测。 地铁 既有 线及铁路 监测项目 1 地铁既有线 监测项目主要 包括： 隧道结构沉降 和隆起 、隧道结构水平位移、隧道结构变形缝开合度、 隧道结构裂缝、 道床结构 沉降、轨道 几何尺寸 （前后高低、左右水平、轨距）等。 1）隧道下穿既有线时，应 对 设计和运营单位确定 的 关键 监测项目进行 24 小时远程自动化监测。 2）隧道侧穿和上穿既有线时，所有监测项目都应进行监测；对 既有线隧道结构变形缝部位的 差异 沉降可进行 24 小时远程自动化监测。 2 铁路监测项目主要包括： 路基沉降、轨道 几何尺寸 （前后高低、左右水平、轨距）。 隧道下穿和侧穿 铁路 时，应对 关键 监测项目进行监测，必要时进行 24 小 时远程自动化监测。 支护结构监控量测 项目 明（盖）挖法及竖井施工 支护结构监测项目主要包括：桩（墙）顶水平位移和垂直位移、桩（墙）体水平位移和内力、支撑轴力、锚杆（锚索、土钉）拉力、 支撑 立柱沉降 、倾斜 及内力、 初期支护 竖井井壁净空收敛等。 明（盖）挖法及竖井施工 支护结构监测项目及选、应测项目的确定详见表。 14 表 明（盖）挖法及竖井施工 支护结构监测项目 表 监测项目 基坑安全等级 一级 二级 三级 桩 (墙 )顶水平位移 √ √ √ 桩 (墙 )顶垂直位移 √ ○ ○ 桩 (墙 )体水平位移 √ ○ ○ 桩 (墙 )体内力 ○ ○ ○ 支撑轴力 √ √ ○ 锚杆（锚索、土钉）拉力 √ √ ○ 支撑立柱沉降 √ √ √ 支撑立柱倾斜 √ √ √ 支撑立柱内力 ○ ○ ○ 初期支护竖井井壁净空收敛 √ √ √ 注 ： √ —— 应测项目， ○ —— 选测项目。 盾构法隧道支护结构 1 盾构法隧道支护结构监测项目 主要包括 管片 衬砌 拱顶 沉降、 管片 衬砌 净空 收敛 和管片内力。 2 管片 衬砌 拱顶沉降 和 管片 衬砌 净空收敛 为应测项目， 管片内力 为选测项目。 浅 埋暗挖法隧道 初期 支护结构 1 浅埋暗挖法隧道 初期 支护结构监测项目 主要包括 隧道 初期 支护 结构 的 拱顶沉降、底板隆起、净空收敛、中柱沉降 和 内力 及 初期 支护结构内力。 2 隧道 初期 支护结构 的 拱顶沉降、底板隆起、净空收敛、中柱沉降为应测项目， 初期 支护结构内力及中柱内力为选测项目。 周围地质体监控量测项目 周围地质体监测项目为土体沉降和水平位移、 基坑底部隆起、 地下水位、孔隙水压力和围岩压力。 当基底下有承压水、基坑深大或坑边荷载较大时，须进行基坑底部土体隆起监测。 15 对地质条件复杂易产生较大变形、地层结构不良易产生空洞、土质松散饱和易产生坍塌的部位或区域宜进行土体沉降监测。 当地基软弱、高大建筑物临近基坑和隧道时，宜进行土体水平位移监测。 对基坑工程和浅埋暗挖法隧道工程都应进行地下水位监测。 当施工扰动引起孔隙水压力或围岩压力产生较大变化，并对支护结构、周围环境或施工可能造成较大危害时，可进行孔隙水压力和围岩压力监测。 8 监控量测布点原则 一般规定 监控量测测点位置和数量应结合工程性质、环境状况、 地质条件、施工工法、结构形式、施工特点等综合考虑。 监控量测测点应布置在预测变形和内力的最大部位 、影响工程安全的关键部位 、工程结构变形缝、伸缩缝及设计特殊要求布点的地方。 变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观测及有利于测点的保护。 结构内测点（如拱顶下沉 测点 、 净空 收敛 测点 、钢筋计、轴力计、测斜管等）不能影响和妨碍结构的正常受力，不能影响结构的刚度和强度。 在实施多项测试时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使同 一位置能同时反映不同的物理变化量，以便找出其内在联系和变化规律。 深层测点如 土体沉降、土体水平位移 等应提前埋设，一般不少于 30d，以便监测工作开始时，测点处于稳定的工作状态。 测点在施工过程中若遭到破坏，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，以保证该点观测数据的连续性。 跨越地质单元、存在地裂缝、下覆隐藏断层或变形超出控制值时应在危险地段加密测点。 周边环境监控量测布点原则 周边环境监控量测布点应针对建（构）筑物、地下管线、 市政道桥以及 地 16 表沉降（隆起）的变形特点进行测点布设。 建（构）筑物 测点 布设原则 1 沉降 测点 布设原则 沉降测点的位置和数量应根据工程地质和水文地质条件、建筑物的体型特征、基础形式、结构类型、建（构）筑物的重要程度及其与 基坑、隧道 的空间关系等因素综合考虑。 对于烟囱、水塔、油罐等高耸建（构）筑物，应沿周边在其基础轴线上的对称位置布点。 具体布点位置如下： 1）建筑物的四角、拐角处及沿外墙每 10~15m处或每隔 2~3 根柱基上。 2） 高低悬殊或新旧建（构）筑物连接处、伸缩缝、沉降缝和不同埋深基础的两侧； 3） 框 架（排架）结构的主要柱基或纵横轴线上。 4） 受堆荷和震动显著的部位，基础下有暗沟、防空洞处。 5）每个建筑物不宜少于 4 个 测点 ，圆形构筑物布置不宜少于 3 个 测点。 2 倾斜 测点 布设原则 对于重要的高层建筑物、高耸 构筑物 的倾斜监测，每栋建（ 构 ）筑物 测点不宜少于 2 组，每组 2 个测点。 3 裂缝 测点 布设原则 一般 根据裂缝的分布位置、走向、长度、宽度等参数和建筑物的重要程度，选取其中有代表性的部位 （应力或应力变化较大部位）和宽度较大的裂缝 布点观测，每条裂缝布置 2 组 测点。 地下管线 测点 布设原则 测点 宜 布置 在管线的接头处 ，或者对位移变化敏感的部位。 沿着管线延伸方向每 5~20m 布置一个测点，强烈影响区内测点间距 5~10m，显著影响区内测点间距 10~15m，一般影响区内测点间距 15~20m。 桥梁、挡墙 测点 布设原则 1） 桥梁墩台 沉降监测点应布设在每个桥 梁 墩柱 、桥台 上。 2）桥梁应力监测点布 设 在 桥梁 梁板结构 上。 3）挡墙沉降监测测点间距一般为 5~15m，强烈影响区内测点间距 5~8m， 17 显著影响区内测点间距 8~10m，一般影响区内测点间距 10~15m。 对高度大于 2m的道路挡墙宜进行倾斜监测。 地铁 既有 线 、铁路 测点 布设原则 对 地铁既有线 、铁路主要进行 隧道结构沉降 、隧道结构水平位移、隧道结构变形缝开合度、轨道结构沉降、轨道 几何尺寸 （前后高低、左右水平、轨距） 监测，每隔 5~10m 布设一个监测断面，隧道结构、道床两侧及每条轨道应分别布点。 存在隧道结构裂缝时，监测裂缝变化情况。 道路及 地表沉降（隆起） 测点 布设原则 1 道路及 地表沉降（隆起） 测点 的布设应综合考虑上述建（构）筑物、地下管线的已布测点。 2 道路监测分为路面、路基沉降监测，结合工程和现场实际情况可进行分别布点。 3 明（盖 ）挖法及竖井施工道路及 地表沉降 测 点 布设原则 1）在基坑四周距坑边 10m 的范围内沿坑边设 2 排沉降测点，排距 3~8m，点距 5~10m。 2）在工法变化的部位、车站与区间结合部位、车站与风道结合部位以及风道、马头门等部位均应 增设测点。 3）盖挖法施工时，测点布置可参照浅埋暗挖法 道路及 地表沉降 测点 布设原则。 4 盾构法 道路及 地表沉降（隆起） 测点 布设原则 1） 沿线路方向的布设，通常应沿盾构推进轴线设置布设一排监测点，测点间距为 10~30m。 2） 在地层或周边环境较复杂地段布置横向监测断面。 横断面上各测点应依据近密远 疏的原则布设。 3） 每个横向监测断面布置 7~11 个测点，依据近密远疏的原则布设，但其最外点应位于结构外沿不小于 30m。 4） 在盾构始发的 100m 初始掘进段内，监测布点宜适当加密，并宜布置一定数量的 横向监测断面。 5） 在工法和结构断面变化的部位如车站与区间结合部位、车站与风道结合 18 部位等应设置监测点。 5 浅埋暗挖法道路及地表沉降 测点 布设原则 1） 沿线路方向的布设，通常应沿左右线区间隧道的中线和沿车站中线各布设一行监测点；对于多导洞施工的车站，应在每一导洞和扩拱正上方各布设一行监测点，监测点间距为 5~30m。 2） 在工法变化的部位、车站与区间结合部位、车站与风道结合部位以及马头门处等风险点处均应设置沉降测点，测点数按工程结构、地层状况和周边环境确定。 3） 监测断面可按照地表和地中的实际状况确定，车站在 2~3 个断面、区间在 3~5 个断面之间选择。 4） 在特殊地质地段和周围存在重要建（构）筑物时，监测断面间距应适当加密。 监测断面上各测点应依据近密远疏的原则布设。 5） 每个监测断面布置 7~11 个测点，但其最外点应位于结构外沿不 宜 小于 1倍埋深处。 支护结构监控量测布点原则 支护结构监控量测布点原则 应针对明（盖）挖基坑及竖井施工、盾构法施工及浅埋暗挖法施工支护结构受力和变形特点进行测点布设。 明（盖）挖 法 及竖井施工 测点 布设原则 1 围护桩 (墙 )顶水平位移、垂直位移 测点 布设原则 1） 沿基坑长边设置 3~4 个主测断面，断面在基坑两侧的围护桩（墙）顶 布设测点。 2） 在基坑长短边的中点，基坑阳角处、支撑点及两道水平支撑的跨中部位，围护桩墙冠梁上，。