地铁浅埋暗挖车站监测方案

地铁浅埋暗挖车站监测方案内容摘要：

邻近基坑及建（构）筑物的施工情况。 （ 4）监测设施 基准点、测点完好状况； 有无影响观测工作的障碍物； 监测元件的完好及保护情况。 （ 5）洞内外观察提交成果 洞内外观察要求提供的主要成果包括以 下几方面： ①暗挖车站隧道、区间隧道、周边建构筑物、周边道路、地下管线以及周边邻近施工情况；②重点地段洞内外观察报告。 拱顶沉降 （ 1）监测目的 拱顶沉降监测是反映地下工程结构安全和稳定的重要数据，是围岩与支护系统力学形态变化的最直接、最明显的反映。 （ 2）监测方法及原理 拱顶沉降监测水准仪进行观测。 监测时将长度适宜的钢尺端部挂于预先在拱顶埋设好的挂钩上通过测量钢尺刻度进行拱顶沉降监测。 （ 3）数据分析处理 青岛地铁浅埋暗挖车站最小埋深及影响因素分析 12 拱顶沉降量按以下公式进行计算： 0HHH n  式中： H — 监测点沉降量，单位（ m ）； 0H — 监测点初始高程，单位（ m ）； nH — 实测高程，单位（ m ）。 图 拱顶沉降曲线示意图 15 14 13 12 11 109876543210 时间/天沉降值(m m ) 图 拱顶沉降曲线示意图 （ 4）测点埋设 测点用电钻成孔， 填塞水泥浆后插入弯成三角形的钢筋，埋设时钢筋轴线垂直于拱顶。 钢尺水准仪拱顶沉降监测点2到4米 图 单洞双线区间拱顶沉降测点布置 拱顶沉降点埋设以能反映结构安全为原则，拱顶沉降监测点、净空变化及锚杆内力测点应布置在同一断面上，并尽量与地表沉降监测点相对应。 监控量测断面按下表的要求布置。 单线单洞的区间隧道中线拱顶布置一个拱顶下沉观测点，单洞双线区间隧道中线拱顶及其两侧 2～ 4m处 拱顶各布置一个拱顶下沉观测点。 青岛地铁浅埋暗挖车站最小埋深及影响因素分析 13 洞内净空收敛 （ 1）监测目的 地下工程开挖后，净空收敛 也是反映围岩与支护结构力学形态变化的最直接、最明显的参数，通过监测可了解围岩和支护结构的稳定状态。 （ 2）监测方法及原理 洞内净空收敛采用收敛计进行监测。 监测前先在设计监测部位埋设收敛预埋件，监测时将收敛计两端分别连接于收敛预埋件上，张紧钢尺读数，即可得到两预埋件之间的距离，与初始距离进行比较即可得到净空变化值。 （ 3）数据分析处理 净空变化值可按下式计算： 0RRU nn  式中： nU —— 第 n 次测量净空变化值，单位（ mm ）； nR —— 第 n 次测量值，单位（ mm ）； 0R —— 初始测量值，单位（ mm ）。 1 09876543210 时间/天收敛值(m m ) 图 洞内净空收敛曲线示意图 （ 4）测点埋设 净空收敛测点应与拱顶沉降测点布置于同一断面。 断面内布设若干条收敛基线，收敛预埋件埋设于收敛基线两端，冲击钻成孔，孔中填塞水泥砂浆 后插入收敛预埋件，尽量使两预埋件轴线与基线重合，并使销子与孔轴线垂直。 青岛地铁浅埋暗挖车站最小埋深及影响因素分析 14 表 净空收敛量测线布置原则 地段 开挖方法 一般地段 特殊地段 全断面法 一条水平测线 / 台阶法 每台阶一条水平测线 每台阶一条水平测线，两条斜测线 分部开挖法 每分部一条水平测线 CD 或 CRD 法上部，双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分部一条水平测线 测线收敛预埋件 图 全断面开挖收敛测点、测线布置 收敛预埋件 图 台阶法开挖收敛测点、测线布置 收敛预埋件 图 分部开挖收敛测点、测线布置 地表沉降 （ 1）监测目的 地表沉降是地下结构监测施工最基本监测项目，它最直接地反映基坑周边土体变化情况。 青岛地铁浅埋暗挖车站最小埋深及影响因素分析 15 （ 2）监测方法及原理 地表沉降采用几何水准测量方法，使用水准仪进行观测。 采用相对高程系，建立水准测量监测网，参照Ⅱ等水准测量规范要求用水准仪引测。 历次沉降变形监测是通过高程基准点间联测一条闭合或附合水准线 路，由线路的工作点来测量各监测点的高程。 各监测点高程初始值在施工前测定。 （ 3）数据分析处理 沉降量按以下公式进行计算： 0HHH n  式中： H —— 监测点沉降量，单位（ m ）； 0H —— 监测点初始高程，单位（ m ）； nH —— 实测高程，单位（ m ）。 通过监测点各期高程值计算各期阶段沉降量、阶段变形速率、累计沉降量等数据。 15 14 13 12 11 109876543210 时间/天沉降值(m m ) 图 地表沉降曲线示意图 （ 4）测点埋设 监测点用冲击钻在设计位置处钻孔后直接埋入钢筋。 青岛地铁浅埋暗挖车站最小埋深及影响因素分析 16 地表沉降监测点 图 隧道地表沉降剖面 地表沉降测点应在隧道 (暗挖车站 )开挖前布设。 地表沉降测点和隧道 (暗挖车站 )内测点应布置在同一断面里程。 一般条件下，地表沉降测点纵向间距应按下表的要求布置。 建筑物沉降 （ 1）监测目的 地下结构的施工会引起周围地表的下沉，从而导致地面建筑物的沉降，这种沉降一般都是不均匀的，因此将造成地面建筑物的倾斜，甚至开裂破坏，应进行严格控制。 （ 2）监测方法及原理 建筑物沉降采用几何水准测量方法，使用水准仪进行观测。 采用相对高程系，建立水准测量监测网，参照Ⅱ等水准测量规范要求用水准仪引测。 历次沉降变形监测是通过高程基准点间联测一条闭合或附合水准线路，由线路的工作点来测量各监测点的高程。 各监测点高程初始值在施工前测定。 建筑物倾斜监测采用差异沉降法进行监测，通过计算建筑 物差异沉降值与建筑物宽度的比值即可得到建筑物的倾斜角度。 建筑物差异沉降值可通过同一建筑物上不同监测点的沉降值、监测点的水平距离、建筑物宽度的关系求得。 （ 3）数据分析处理 建筑物沉降量按以下公式进行计算： 0HHH n  式中： H — 监测点沉降量，单位 （ m ）； 0H — 监测点初始高程，单位（ m ）； 青岛地铁浅埋暗挖车站最小埋深及影响因素分析 17 nH — 实测高程，单位（ m ）。 建筑物倾斜角按下式计算： )/arctan( bS 式中：  — 建筑物倾斜角，单位（ o ）； S — 建筑物差异沉降值，单位（ mm ）； b— 建筑物宽度。 建筑物 图 建筑物倾斜计算示意图 （ 4）测点埋设 建筑物 沉降监测点埋设采用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔，然后置入 L型钢筋，四周用水泥砂浆填实。 沉降监测点建筑物外墙 图 建筑物沉降监测点布置 爆破振动监测 在距离地表只有数米或数十米的地下作业，爆破所产生的地震波对结构本体青岛地铁浅埋暗挖车站最小埋深及影响因素分析 18 和地表各种不同的建筑结构将产生不同程度的振动影响，进行爆破振动的目的有：通过现场检测，了解爆破振动的速度（加速度）大小分布规律，判断爆破振动对结构和周边建筑物的振动影响；通过振动速度监测，及时调整爆破参数，为优化爆破设计提供技术依据。 爆破振动监测的测点有两种：一种是为了保证结构本体的安全而设置的测点，沿结构纵向布设，即在靠近工作面已开挖并支护过的结构上按照一定间距布设测点，通过监测其爆破振动速度来判定结构本体的稳定性；另一种为了保证地面建筑物的安全而设置的测点，在工程附近的建筑物的关键部位布设测点，重点监测地面与房屋上质点的振动情况。 每个测点上布置垂直、水平两个方向的传感器。 地表地表测点建筑物测点隧道测点震源 图 爆破振动测点布置示意图 图 爆破振动速度监测系统框图 （ 1）回归分析模型 根据我国《爆破安全规程》（ GB67222020）及 国内外的一些研究成果，在中国地区，爆破振动传播与衰减规律普遍都采用萨道夫斯基的经验公式： 青岛地铁浅埋暗挖车站最小埋深及影响因素分析 19 式中： V 为质点振动速度（ cm/s）； K 为与爆破场地条件有关的参数； Q 为最大段装药量（ kg）； R 为爆心到测点的距离（ m）； α为与岩性、地形地质等因素相关的衰减系数。 （ 2）爆破振动安全评价标准及结果 在评价爆破地震效应对建（构）筑物的危害时，通常采用振动速度作为爆破振动安全评价标准。 根据《爆破安全规程》（ GB67222020）的规定，设定爆破最大允许振动速度，不允许爆破地震波引起的振 动速度超过限值。 地中多点垂直位移的监控量测 浅埋暗挖法施工的地下工程，地中多点位移监控量测 主要是监测施工过程中结构上覆土层的扰动程度、波及范围与规律，以便确定围岩松动区高度， 进而确定作用在结构上荷载的大小。 对设计结构支护参数和优化施工方法具有重要的参考价值。 这一监测项目对于大跨度地铁站工程具有很大的意义。 （ 1）测点布设 地中多点垂直位移测点一般在地下结构中线（拱部）所对应的地面提前 钻孔布设，以测试施工全过程的动态变化。 根据工程的重要程度及结构跨度的大小 ，可选择一个测点或多个测点，并在纵向选择 3~5 个有代表性 的断面布设测点，相互对比验证。 在每一测控内 沿深度方向每 间隔一定距离设置一孔内测点 ，监控量测不同深度的变位情况，具体间隔长度 视工程需要 而定。 地中多点垂直位移监控量测方法很多，常用的有钻孔多点位移计量测和分层沉降仪监控量测等。 分层沉降监控量测的主要仪器设备有钢尺、电感元件、沉降仪、 波纹塑料管、不锈钢环等 ，见图。 用分层沉降仪可以监控量测地层中不同深度处的沉降和不同深度 深度处的隆起，沉降管上的钢环 越密 ，能够测出的点也越多。 青岛地铁浅埋暗挖车站最小埋深及影响因素分析 20 图 分层沉降仪 结构示意图 钻孔多点位移计 是 测量 岩体深层变位的仪器，施工中通过灌浆等方法将钻孔多点位移计的锚头 与岩体发生位移时， 锚头将位移传至 传感器 ，读取与位移成比例的电压值。 与分层沉降仪相比，钻孔多点位移计的测量精度更高。 图 钻孔多点位移计结构示意图 青岛地铁浅埋暗挖车站最小埋深及影响因素分析 21 地中 水平 位移的监控量测 邻近 房屋出的浅埋暗挖法地下工程施工中，为了掌握施工队邻近建筑物基础的影响，了解开挖过程中结构量测地层的松动范围和变化规律，应该进行地中水平位移监控量测。 由于这种监控量测费用较高，以能达到监控量测目的为主。 目前，大多用测斜仪监控量测地中水 平位移，仪器设备包括带“十”字卡槽的塑料测斜管与测斜仪、传感器等 ，见图 图 测斜仪埋设 用测斜仪监控量测地中水平位移时，应预先在图层中钻孔埋入测斜管，并量取初始读数，然后再施工过程中根据需要按一定频率监控量测。 由于测斜管与地层间用砂回填， 假定测斜管和地层协调变形，因此测得的测管水平位移即为相应处的底层水平位移。 必须指出，测斜仪测得的是两轮之间的相对位移，因此，必须选择测斜管中已知的不动点作为参考点（基点）。 围岩接触应力的监控量测 从理论上讲，通过 压力 青岛地铁浅埋暗挖车站最小埋深及影响因素分析 22 监控量测信息反馈 监控量测设数据反馈 是把监控量测得到的各种数据和观察记录综合评判后，用来指导施工，修正设计，判定围岩的稳定性和支护工作状态。 信息反馈一。