平北区间竖井、横通道监测方案

平安里站～北海北站区间施工竖井、横通道监测方案

一、 编制依据

1、《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008)； 2、《地下铁道施工和验收规范》（GB50299—1999）； 3、《建筑变形测量规范》(JGJ/T8-97)； 4、《国家一、二等水准测量规范》（GB127-91） 5、《地铁工程监控量测技术规程》（DB11/490-2007） 二、工程概况

2.1工程概述

区间里程为右线起始里程K8+469.526，右线长度1134.9m，原设计为：采用盾构法施工。区间采用两台盾构机进行施工，现变更为：施工竖井暗挖施工，临时竖井位于地安门西大街北侧，平安里站车站主体东侧（右K8+483.333），井口平面尺寸为7.2m*4.6m，采用倒挂井壁法施工，区间隧道采用矿山法施工。

2.2周边环境及主要风险工程

竖井、横通道及区间隧道施工过程中受影响的结构物为既有四号线，区间隧道在K8+495.448、K8+511.448处下穿四号线平安里站南端盾构区间，二者竖向净距约2.0m。受影响的地下管线主要有；电力、雨水、污水、热力等管线。（见附图4）。

3.7m×1.7m热力管沟为混凝土管，埋深3.59m；2m×2m电力管沟为混凝土管，埋深3.27m；φ600上水管为钢管，埋深1.715m，均位于受影响区范围内（竖井剖面及管线位置见附图4）。

2.3工程地质及水文地质状况概况 2.3.1工程地质状况

施工竖井范围地层由上至下依次为：杂填土-粉土-粉质粘土-圆砾卵石-粉质粘土-圆砾卵石，竖井底板位于圆砾卵石层

施工横通道、过既有四号线段区间隧道范围地层由上至下依次为：杂填土-粉质土-粉质粘土-圆砾卵石-粉质粘土-圆砾卵石，横通道拱部位于圆砾卵石层（具体见附图4）。

2.3.2水文地质状况

初步勘测钻孔最大深度60m，在勘察深度范围内，根据勘探结果及区域水文地质资料，本段线路赋存四层地下水，地下水类型分别为上层滞水-潜水-层间潜水-承压水，并存在一处地表水。

三、监测目的及要求

1、监测状况

结合竖井、横通道地质及构筑物、管线状况和施工顺序，布设较密集的监测点并设置监测主断面进行全面的监测项目。

2、施工监测目的和要求

2.1通过对测量数据的分析、处理掌握隧道和围岩稳定性的变化规律，为工程和环境安全提供可靠信息。

通过监控量测完善并优化施工方法，保证施工安全及即有四号线的结构和地下管线的安全。

积累资料和经验，为以后的同类工程提供类比依据。

2.2 以仪器测量或专用测试元件监测为主，以现场目测检查为辅。施工前测三次取平均值做为初始值。量测数据必须完整、可靠，对施工工况应有详细描述，使之真正能起到对安全施工监控的作用，为设计和施工提供依据。应该能对当前测试数据做出分析，较好的预报下一施工步骤地层、支护的稳定和受力情况及地表沉降等，并对施工措施提出相应的建议。

3、监测项目

（1）地表沉降；（2）水平收敛；（3）管线监测；（4）圈梁沉降；(5)地下水位监测；（6）横通道拱顶沉降；（7）竖井及周边环境描述

4、监测点布置原则

根据该工程性质、地质条件、设计要求、施工特点及周边环境等综合因素确定监测对象。 为能及时掌握隧道和围岩稳定性的变化规律，及时布点进行监测，所有观测点埋设必须稳固，初始值在确认点位已稳定才能采用。在结构受力不利、地质条件差、断面变化大的地方增设观测点。在一个断面实施多项监测时，各类测点布置应相互结合，力求能反映一个断面上不同的物理量。在施工中出现异常状况，根据实际情况，在不利的位置增设监测点，地面沉降点的布设应考虑到以下几点：

（1）点位位置能反映监测对象的变化特征；

（2）避开由于地面车流量大，不利于观测和给人身带来安全威胁的地方； （3）点位布设在有利于保护和不易受破坏的地方；

四、监测内容及测点布置

1．地表监测 1.1沉降点布设

竖井按照放射性布设原则,周边布设2个断面,4个方位。地表沉降点按标准方法埋设（如下图）。

不少于单位：mm

沉降观测点标石

横通道地表沉降点沿横通道和区间走向中线每隔5m设一个监测断面，每个断面上布设3个测点。遇普通房屋等结构物时避让，在邻近空地处布设。 1.2监测方法

按变形测量规程中测站高差中误差≤±0.5mm的精度要求,采用电子水准仪、铟钢尺由高程监测网的控制水准点按国家二等水准测量的技术要求对测量点进行量测，工作点每月复核一次。每次观测数据与初始数据对比分析，并绘出不同数据曲线图，地面沉降超过允许值沉降值的70%即达到预警值，立即对数据进行复测，查找原因，采取相应的应对措施。

2．水平收敛 2.1收敛点布设

竖井平面方向按照十字断面对称布设，垂直方向布设2个断面，每个断面2组测点。 横通道纵向每10m一个观测断面，每个断面水平方向埋设2个收敛挂钩，拱顶埋设1个拱顶沉降点，共埋设12个收敛挂钩.

横通道水平收敛布置图

2.2监测方法

在每个断面埋设收敛挂钩，通过收敛计量测竖井内侧壁之间的相对位移，来判断竖井周围土体的稳定性。竖井收敛监测频率为：开挖阶段1次/1天，完成后1次/2天，基本稳定后1次/一个月，隧道收敛监测频率见下表。

3重要管线监测

对在监测范围内的重要管线采取抱箍式监测方法，如图3所示。

量测对象地面测点

抱箍式测点埋设时必须进行开挖，且要挖至管底，如高压煤气管、压力水管等。在管线位移监测中，使用精度较高的仪器和测量方法，如采用精密水准仪配合铟钢尺测量垂直位移。

计算沉降值时精确至0.1mm，将同一点上的垂直位移值和水平位移值进行矢量和叠加，求出最大值，与允许值比较，当最大位移值超出警戒值时应及时报警，并会同有关方面研究对策，同时加密测量频率，防止事故发生。

直接式：用敞开式开挖和钻孔取土的方法挖至管顶表面，露出管结接头或闸门开关，利用凸出部位于涂上红漆或粘贴金属物（如螺幅等）作为测点。直接式测点主要用于沉降监测，其特点是开挖量小，施工便捷，但若管子埋深较大，易受地下水位或者地面积水的影响，造成立尺困难，影响测量精度。直接式测点适用于埋深浅、管径较大的地下管线。

模拟式：对于地下管线排列密集且管底标高相差不大，或因种种原因无法开挖的情况，可采用模拟式测点，方法是选有代表性的管线，在其邻近打一φ100mm的钻孔，如表面有硬质路面应先将其穿透（孔径大于 50mm即可），孔深至管底标高，取出浮土后用砂铺平孔底，先放入不小于φ50mm的钢板一片，以增大接触面积，然后放入φ20mm的钢筋一根作为测杆，周围用净砂填实。模拟式测点的特点是简便易行，避免了道路开挖对交通的影响，但因测得的是管底地层的位移，模拟性强，精度较低。

根据本工程特点，临时竖井施工场地小，管线均位于竖井围挡外侧机动车、快车道上，路面开挖用以上方式埋设管线沉降点难度大，现场根据管线图纸给定的设计管线顶埋深选择相应长度的钢筋，使布设的点位尽量靠近管线顶部，在管线沉降监测中，使用精度较高的仪

图3 抱箍式量测示意图

器和测量方法，如采用精密水准仪和铟钢尺测量垂直沉降。

4 圈梁沉降

水平位移监测的测点埋设和竖井锁口圈梁钢筋连接，伸出混凝土面0.5-1cm,灌注混凝土后即可进行观测。垂直位移采用徕卡精密水准仪DNA03进行观测垂直沉降值。

5地下水位观测

竖井、横通道地下水位监测均利用降水井进行观测，选定固定的多个观测井，互相检核监测数据，及时了解地下水位变化情况(见附图2)。 6竖井和周边环境描述

观察记录开挖后工程地质与水文地质、支护间隙和拱架支护状态、临近建筑物及地面的变形和裂缝等。根据这些状态分析沉降来源和处理措施。

7横通道拱顶下沉量测

利用水准仪，钢尺对拱顶沉降进行观测，利用读数差系列数据组合，分析判断支护效果和土体变化情况。拱顶下沉量测示意图见图。 拱顶下沉量测示意图 五、测点保护 监测点是一切量测工作的基础，因此特别加强对各监测点的保护工作，完善检查和验收措施，保证数据连续性。

在每个监测点埋设完成后，立即检查埋设质量，发现问题及时整改；

对于所有埋设监测点的实地位置做好记录，露出地坪的应做出醒目标志，并设保护装置； 加强和施工现场的联系，做好双方的配合工作。 六、监测组织管理

为确保施工过程的顺利进行，监控量测工作非常重要，实行项目经理负责制，在项目经

预埋吊钩水准仪钢尺

理领导下成立监测组，责任落实到人，监测组应保证监测各项工作的正常实施，数据真实可靠，成员由多年从事地下施工及从事监测经验丰富的技术人员组成。

监控量测小组长：丁召辉

监控量测小组成员：刘涛、候东杰、田殿涛、徐淑庆、卢明明、刘法勤、徐谈 监控量测管理机构如图4所示。

项目经理 布置测点，管理安排量测 项目总工 进行量测，数据采集 监测小组 对数据进行处理

图4 监控量测管理流程

七、质量保证措施

要保证监测工作的质量，除了需要有先进的监测仪器设备及富有经验的工程技术人员外，更重要的还应建立明确的责任制和检查校核制度，制定以下工作制度和各项质量保证措施：

1、监测组与监理工程师密切配合工作，及时报告情况和问题，并提供可靠的数据记录； 2、制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划中；

3、量测仪器采用专人使用和保养、专人检校的管理；量测设备、元器件等在使用前均应经过检校、检定，合格后方可使用；

4、仪器在安装埋设的全过程中，对仪器、监测元件和设备工艺进行检验，以保证其质量的稳定性，并做好安装记录；

5、成立专门监测组承担变形监测，保证观测人员固定、观测仪器固定，观测方法固定，

保证资料的连续性；

6、在监测过程中，必须遵守相应的测试细则及相应的规范要求； 7、量测资料均应经现场检查、室内复核两道程序后方可上报；

8、量测资料的储存、计算、管理均采用计算机管理系统，进行信息化处理。 八、信息反馈

1．一般信息的报送和反馈

施工过程中，对现场测得所有观测数据，均采用信息化管理，由监控小组从事监控经验丰富的专职人员根据不同的观测要求，绘制不同的数据曲线，并打印相应的表格，预测变形发展趋势，定期以简报（日报、周报、月报）的形式汇报，根据实际工况，做到随叫随到，提交本次观测数据同时提供上一次的观测成果。必须定时向业主或监理提交书面报告，提供数据分析结果，必要时提供阶段性报告。与监理、业主、设计及时沟通，相互配合，达到信息化施工的要求，实现沉降控制目标。

监控管理分中心（第三方监测单位） 日报、周报、

月报、年报等

日报、周报、 月报、年报等

图5 成果报送流程

2、预警的响应、预警事务处理 2.1黄色预警后的响应

应于平台发布信息后1天内进行响应，向监理做书面报告，并参与预警处理，响应人包括：项目经理部技术负责人、主管安全的领导、技术部门领导及安全部门领导；响应内容主要包括：加强组织分析，项目经理部技术负责人主持并组织实施风险处理，加强监测（增加监测频率和增加监测点位）和巡视。

施工单位（施工监控） 监理单位

2.2橙色预警后的响应

应于平台发布信息后1天内进行响应，并参与预警处理，向业主和监理书面报告，响应人包括：项目经理部经理、项目经理部技术负责人、主管安全的领导、技术部门领导及安全部门领导；对特、一级风险工程要有北京片区主管领导参与。响应内容主要包括：组织四方会议，项目部经理主持并组织实施风险处理。加强组织分析，项目经理部技术负责人主持并组织实施风险处理，加强监测（增加监测频率和增加监测点位）和巡视。

2.3红色预警后的响应

收到平台发布信息后2个小时内进行响应，并参与预警处理，立即向业主和监理报告（紧急情况可口头报告），对特级风险工程和突发风险事件，应收到预警信息后1个小时内进行响应，响应人包括：项目经理部经理、项目经理部技术负责人、主管安全的领导、技术部门领导及安全部门领导、北京片区主管领导；对特、级风险工程和突发事件要有集团公司总经理参与。响应内容主要包括：立即启动应急预案，2个小时内组织专家论证，北京片区主管领导主持并组织实施风险处理。加强组织分析，项目经理部技术负责人主持并组织实施风险处理，加强监测（增加监测频率和增加监测点位）和巡视。

监控管理分中心（第三方监测单位） 综合预警

综合预警 红色预警 建议 综合预警 监理单位 综合预警 建议

图6 预警快报流程

施工单位（施工监控） 设计单位

九、主要控制标准

暗挖法施工监控量测主要控制标准

序号 监测项目及范围 区间 1 地表沉降 车站 区间 车站 允许位移控制值 位移平均速率U0(mm) 30 60 30 40 20 2 5 位移最大速率 控制值（mm/d） 控制值（mm/d） 2 3

拱顶沉降 2 1 5 3 水平收敛 施工围（支）护结构监控量测值控制指标

监测项目 及范围 一级基坑 围护（墙）顶部位移 围护（墙）顶部沉降 ≤0.15%H或 ≤30，两者取取小值 允许 控制值（mm） 二级基坑 三级基坑 位移平均速率 位移最大速率、 控制值（mm/d） 控制值（mm/d） ≤0.2%H或 ≤0.3%H或 ≤40，两者取小数 ≤10 ≤50，两者取小数 1 1 2 3 注：①支撑平均速率为任意7天的位移平均值；位移最大速率为任意1天的最大位移值。 ②H为基坑开挖深度。

竖井净空收敛监控量测值控制指标

监测项目及范围 竖井水平收敛 允许位移 控制值（mm） 50 位移平均速率控制值（mm/d） 2 位移最大速率控制值（mm/d） 5 位移平均速率为任意7天的位移平均值；位移最大速率为任意1天的最大位移值。

十、主要监测仪器设备

主要监测仪器一览表

仪器名称 全站仪 精密水准仪 收敛仪 水准仪 50m钢卷尺 监测精度 ±2”，±（2mm+2ppm） DS05 0.06mm 1mm 1mm 数量 1 1 1 1 1 作用 位移变化测量 地表沉降、管线沉降 竖井净空收敛 拱顶沉降观测 拱顶沉降观测

附图1 竖井监控平面图

2 竖井监控剖面图

附图

附图3 竖井与地表沉降点布置图

4S29.49250149.3449.493111111313333331331135561662772727782919929卵石粉土圆砾粉质粘土细砂粉砂粗砂粘土中砂房渣土附图4 竖井周边地质剖面及管线位置