15号线07标号线实施方案090922.docx

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15号线07标号线实施方案090922

北京市地铁15号线工程07标段施工监测

实施方案

北京勤业测绘科技有限公司

2009年9月7日

北京市地铁15号线工程07标段施工监测

实施方案

编制：

审核：

审批：

北京勤业测绘科技有限公司

2009年9月7日

联系电话：

88123128/88435669传真号码：

88435669

公司地址：

北京市海淀区西四环北路15号依斯特大厦517电子邮箱：

BJQYCH@

一、工程概况

1.1工程规模

本标段为北京地铁15号线一期工程规划顺义地区地下段部分，线路长3.7公里；含两站三区间：

顺义站、俸伯站（含站端盾构始发井）、俸伯站站后折线及出入段线、石门站～顺义站区间（以下简称石～顺区间）、顺义站～俸伯站区间（以下简称顺～俸区间）。

1.2结构设计、施工工法

1.2.1顺义站

顺义站位于府前路与光明大街的十字交叉路口处，沿府前街东西布置，车站主体采用盖挖逆做法施工，附属结构采用明挖法施工。

（1）顺义站主体结构

车站为盖挖逆作双层三跨框架结构岛式站台，车站总长202.9m，标准段宽23.1m，基坑深约18.16m。

站台宽14m，总建筑面积11303㎡。

主体结构采用φ1000mm＠1400mm钻孔灌注桩的支护形式。

（2）顺义站附属结构

车站附属结构共设4个出入口，1个疏散口，2组风道。

出入口基坑深度约9.5m，宽约6m,疏散口基坑深度约9.3m,宽度约2.5m；风道基坑深度约16.9m,宽度约12m。

车站附属结构支护采用钻孔灌注桩、钢管内支撑体系。

1.2.2俸伯站及盾构始发井

俸伯站及盾构始发井位于潮白河东岸约500m处，顺平辅线道路路中布置，俸伯站主体及附属结构、盾构始发井均采用明挖法施工。

（1）俸伯站主体结构及盾构始发井

车站主体结构长度为258m,车站宽为21.09m，基坑深度为16.2～17.2m,顶板覆土厚度3m。

盾构始发井位于俸伯站以西，长度为54m，基坑宽度为6～10m,基坑深度为16.2～17.2m。

俸伯站主体结构及盾构始发井基坑支护体系采用钻孔灌注桩十内支撑体系，基坑共设三排钢管支撑，自地面而下，第一排钢支撑距地面1.9m,第二排钢管支撑距第一排5.7m,第三排钢管支撑距第二排5.1m,第三排钢管支撑距基底3.8m，钢管支撑沿车站纵向间距为3.5m；基坑端墙采用水平斜支撑距基底3.8m,支撑间距3.0～4.0m。

（2）俸伯站附属结构

车站附属结构共设3个出入口中，1个疏散口，2组风道。

出入口基坑深度为9.4m,宽度为6m,疏散口基坑深度为9.4m,宽度为2.5m；风道为单层风道，基坑深度为9.4m,宽度为20m。

车站附属结构支护结构采用钻孔灌注桩、钢管内支撑体系。

1.2.3俸伯站站后折返线及出入线段

（1）俸伯站站后折返线

俸伯站站后折返线总长约620m，宽度为21.88m,基坑深度为16.9～21.1m。

俸伯站站后折返线采用明挖施工。

（2）俸伯站站后折返线基坑支护体系采用钻孔灌注桩十内支撑体系，基坑共设三排钢管支撑，自地面而下，第一排钢支撑距地面1.9m,第二排钢管支撑距第一排5.7m,第三排钢管支撑距第二排5.1m,第三排钢管支撑距基底4.2m，钢管支撑沿车站纵向间距第一层为6.6m,第二三层为3.3m,基坑端墙采用水平斜支撑，支撑间距3.0～4.0m。

（3）出入线段

出入线段总长度约为260m,宽度为12.9（坑底）～15.0（坑底）m，基坑深度为5～10m。

出入段采用明挖放坡施工。

出入线段支护采用土钉锚喷支护，土钉间距为1.2×1.2m,呈梅花型布置。

1.2.4盾构区间

石～顺区间：

线路从顺西路站出发，向东沿府前西街，穿过京承铁路、站前北街、新顺大街；到达顺义站，单线总长1148.7m。

本区间在右K41+846处设联络通道，采用暗挖法施工。

顺～俸区间：

线路从顺义站出发，向东沿府前东街敷设，穿过潮白河，到达俸伯站。

顶板覆土7～18m,单线总长2248.85m。

本区间在右K43+126和右K44+230处设联络通道（与风道、泵房合建），采用明挖法施工。

两条平行盾构隧道：

净空尺寸为D＝5400㎜,单层衬砌，采用6片预制装配式钢筋砼平板形管片。

管片宽1200㎜,厚300㎜,错缝拼装，螺栓连接。

1.3地质水文概况

该标段地质主要为地貌为小中河故道与潮白河之间的河间地块，该段60m深度范围第四系沉积物以新近沉积和全新世沉积为主。

表层以厚度不均的人工堆积的房渣土、素填土为主，人工堆积层以下为第四纪的粘性土层、粉土层和砂土层。

该标段水文情况主要为地下水类型主要为上层滞水和潜水，上层滞水水位标高为25.45m，潜水含水层岩性为细中砂层，水位标高为21.25m。

1.4风险源管理

表1.4风险源管理列表

风险

位置及名称

风险状况描述（含风险状况、风险工程与轨道工程管线状况等）

风险级别

盾构区间

石～顺区间

盾构区间结构底埋深约15~20m，区间多处有雨污水管、上水管、燃气管平行或横穿通过，每隔600m左右设暗挖联络通道1处

三级

北京市顺义粮油总公司

石～顺区间

结构与建筑最小净距15.06m，结构底至地面19.6m。

三级

北京市顺义证券

石～顺区间

结构与建筑最小净距11.6m，结构底至地面19m。

三级

北京市顺义经济发展服务公司

石～顺区间

结构与建筑最小净距15.75m，结构底至地面18.8m。

三级

中国银行3层建筑

石～顺区间

结构与建筑最小净距8.4m，结构底至地面18.6m。

三级

西单商场

石～顺区间

结构与建筑最小净距15.8m，结构底至地面18.6m。

三级

东风商场

石～顺区间

结构与建筑最小净距8.66m，结构底至地面18m。

三级

燕子洲商场

石～顺区间

结构与建筑最小净距13.09m，结构底至地面17.8m。

三级

燕子洲商场旁两层建筑

石～顺区间

结构与建筑最小净距9.41m，结构底至地面17.8m。

三级

国泰大厦

石～顺区间

结构与建筑最小净距17.61m，结构底至地面18m。

三级

线南侧临街建筑

石～顺区间

结构与建筑最小净距8.3m，结构底至地面18m。

三级

污水

石～顺区间

D600~D1400,线路平行,K41+130~K42+000,道路两侧布置，埋深2.5~4m。

二级

热力

石～顺区间

2XD400,线路横穿,埋深未示

二级

污水

石～顺区间

D1000,线路横穿，埋深2.3m，至盾构管片顶净距9.7m

二级

主体结构基坑

顺义站

明挖地下2层车站，车站主体长为202.7m，宽为23.1m，基坑深18.8m；采用φ800钻孔灌注桩+φ609钢支撑。

基坑南北侧临路，车站主体周边平行敷设有一定数量地下管线，最近距离约2m，位于车站南北两侧

二级

双层风道基坑

顺义站

基坑深度约16m

二级

出入口及单层风道基坑

顺义站

基坑深度约10m（局部有加深）

三级

主体结构基坑临近顺义区医院6层建筑

顺义站

基坑开挖深度18.8m，距离区医院6层建筑（基础形式、结构形式调查中）水平距离约13.8m。

二级

3号出入口下穿燃气管

顺义站

3号出入口出主体段下穿一条φ250PE燃气管，燃气管高程不明。

二级

3号出入口基坑临近顺义区医院4层建筑

顺义站

爬升段临楼基坑深度约2~8m，距离区医院4层建筑（基础形式、结构形式调查中）水平距离约5m。

二级

盾构区间

顺～俸区间

盾构区间结构底埋深约15~24m，区间多处有雨污水管、上水管、燃气管平行或横穿通过，每隔600m左右设暗挖联络通道1处

三级

明挖中间风道

顺～俸区间

基坑深20m

二级

明挖联络通道

顺～俸区间

基坑深20m

二级

过潮白河

顺～俸区间

埋深8m

二级

污水

顺～俸区间

D1050~D1400,线路平行,埋深4m左右

二级

污水

顺～俸区间

D1050,线路横穿，埋深5.6m，至盾构管片顶净距11.6m

二级

盾构区间

顺～俸区间

盾构区间结构底埋深约15~24m，区间多处有雨污水管、上水管、燃气管平行或横穿通过，每隔600m左右设暗挖联络通道1处

三级

主体结构基坑

俸伯站

明挖地下2层车站，车站主体长为258.20m，宽为21.10m，基坑深16.60m（局部有加深）；采用φ800钻孔灌注桩+φ609钢支撑。

基坑北侧临路，车站主体周边平行敷设有一定数量地下管线，最近距离约6m，位于车站南侧。

二级

出入口及单层风道基坑

俸伯站

基坑深度约10m（局部有加深）。

三级

明挖基槽

俸伯站站后折返线及出入线段

基坑最深约21m，15~21m为二级，5~15m为三级。

二级

1.5本标段施工监测项目

表1.5-1盾构施工区间隧道监测项目

序号

监测项目

备注

洞内及洞外观察

地上监测项目

地表沉降（或隆起）监测

临近建（构）筑物

地下管线沉降

桥涵沉降及倾斜

拱顶沉降

地下监测项目

净空收敛

地板隆起

表1.5-2明挖（盖挖）施工监测项目

序号

监测项目

备注

基坑及其周围环境描述

车站及附属构筑物、俸伯站后线、盾构工作竖井

地表沉降（或隆起）监测

临近建（构）筑物

地下管线沉降

围护桩（墙）顶水平位移和垂直位移

支撑轴力

盖挖法立柱沉降

围护桩（墙）变形

基坑底部隆起

锚杆（锚索、土钉）受力

表1.5-3暗挖施工监控量测项目

序号

监测项目

备注

洞内及洞外观察

两隧道联络通道暗挖

地表沉降

临近建（构）筑物沉降

地下管线沉降

初期支护结构拱顶（部）沉降

初期支护结构净空收敛

二、任务和目的

2.1施工监测任务

负责本标段工程土建施工阶段的工程结构施工和工程施工环境的安全监测。

2.2施工监测目的

（1）促进北京地铁15号线建设安全风险技术管理工作的系统化、规范化，最大限度地规避施工风险，为工程建设提供安全保障服务。

（2）在土建施工过程中对周边环境、工程自身关键部位进行科学、连续的监测，基本掌握周边环境、围护结构体系和围岩的动态，为施工等单位决策提供参考依据。

（3）为实现信息化施工服务，监测数据及分析资料可成为调整工序或参数的重要依据。

（4）为委托方积累技术资料和施工经验，为今后的同类工程建设施工提供类比依据。

（5）为委托管理单位提供安全监测服务，对施工过程实施全面监控和有效控制管理。

2.3施工监测意义

（1）城市地铁建设基本是在城区施工，其建设必然受到复杂周边环境条件的制约；新建工程中既要保证工程自身的安全，还要确保周边构筑物的安全和正常使用，监测作为规避工程风险的重要手段，越来越得到工程建设各方的重视。

（2）暗挖和明（盖）挖工程不可避免扰动地层，引起的地层变形将会导致地表建筑破坏，因此，施工要考虑对城市环境的影响。

工程施工引起的地层变形，特别是在地面建筑设施密集、交通繁忙、地下水丰富的市区中进行施工，对于工程过程引起地层的力学响应在时间和空间上的规律，不同施工方法的不同力学响应可以通过施工监测实现，并及时预测地层变形的发展，反馈施工，控制工程施工对环境的影响程度。

（3）施工监测有着极其重要的作用，其意义主要是：

①保证施工安全：

对于不同的工程施工方法而言，都不同程度地对周边环境产生一定的影响；通过及时、准确的现场监测数据判断工程结构的安全及周边环境的安全，并及时反馈施工，调整设计、施工参数，减小结构及周边环境的变形，保证施工安全。

②预测施工引起的地表变形：

根据地表变形的发展趋势，建议是否采取保护措施，并为确定经济、合理的保护措施提供依据。

③控制建筑物监测指标：

根据规范规定及设计要求，检查施工中的控制指标是否超过允许范围，并出具真实、准确的建筑物沉降数据。

④验证支护结构设计，指导施工：

工程结构设计中采用的设计原理与现场实测的结构受力、变形情况往往有一定的差异，因此，施工中及时的监测信息反馈，对于设计施工方案的完善和修正有很大的帮助。

⑤总结工程经验，提高施工技术水平：

工程施工中结构及周边环境的受力、变形资料对于施工、设计总结经验有很大帮助。

三、执行的规范、标准

（1）《地铁工程监控量测技术规程》（DB11/490-2007）

（2）《建筑基坑支护技术规程》（DB11/489-2007）

（3）《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）

（4）《工程测量规范》（GB50026-2007）

（5）《地铁设计规范》（GB50307-2003）

（6）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-19992003版）

（7）《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）

（8）《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）

（9）《北京地铁工程监测设计指南（试行）》（北京市轨道交通建设管理有限公司）

（10）《北京地铁工程监控量测设计指南（试行）》（北京市轨道交通建设管理有限公司）

（11）北京地铁15号线一期工程监测文件和设计资料

（12）其它相关的国家、地方规范、法规

（13）建设管理单位及其它产权单位发布的企业标准、管理文件

四、施工监测方案设计

4.1监测工作内容

4.1.1监测方案设计原则

施工监测方案设计是以满足施工安全管理和质量管理需要为前提，根据委托方要求、规范与标准规定，综合设计资料、现场情况编制，基本原则如下：

（1）监测对象主要为车站及附属构筑物的围护结构对象，重点考虑风险工程。

（2）监测项目的监测范围为：

建（构）筑物、桥梁等沉降及差异沉降监测范围取基坑结构边缘两侧各1.5-2.0倍的开挖深度范围；

地下管线监测范围取基坑结构边缘两侧各1倍的开挖深度范围；

道路及地表监测范围取基坑结构边缘两侧各1倍的开挖深度范围；

围护结构桩（墙）体水平位移监测范围为主体基坑和附属结构的围护结构；

围护结构桩（墙）体位移监测范围为主体基坑和附属结构的围护结构；

支撑轴力监测为主体结构和附属结构的支撑体系，每层监测。

（3）监测项目、测点布置及频率、周期按照委托方和相关规范的监测要求设计。

4.1.2施工监测项目

（1）施工监测项目：

①周边环境：

道路地表沉降、管线沉降及差异沉降、建筑物沉降、桥涵沉降变形

②围护（主体）结构：

桩体水平位移、桩顶水平位移、桩体内力，支撑轴力，锚索（杆）拉力，盾构、暗挖隧道变等形（拱顶、底板、收敛）。

（2）监测精度：

本工程监测精度依据设计给出的控制值。

周边环境（包括道路及地表、地下管线、建构筑物）监测精度为1.0mm。

主体基坑的维护结构的变形（桩顶水平、桩体变形）为1.0mm，支撑轴力为1.0%F·S。

（3）控制标准：

①依据施工图设计文件，监测项目的绝对控制值为：

道路及地表为30mm；普通地下管线为20mm，燃气管线为10mm，特殊管线需要专项设计；桩顶水平位移为10mm；桩体水平位移为30mm或0.15%H取小值；支撑轴力按设计要求。

②变化速率要求为：

地表沉降为2mm/d；桩体水平位移为2mm/d；桩顶水平位移为2mm/d。

③现场监测成果按黄色、橙色和红色三级预警进行管理和控制，具体见表4.1.2所示。

表4.1.2黄色、橙色和红色三级预警管理与控制

预警级别

预警状态描述

黄色监测预警

“双控”指标（变化量、变化速率）均超过监控量测控制值（极限值）的70％时，或双控指标之一超过监控量测控制值的85％时

橙色监测预警

“双控”指标均超过监控量测控制值的85％时，或双控指标之一超过监控量测控制值时

红色监测预警

“双控”指标均超过监控量测控制值，或实测变化速率出现急剧增长时

4.1.3监测频率（次）

监测频率详见表4.1.3-1、4.1.3-2、4.1.3-3。

表4.1.3-1明（盖）挖法基坑周边环境监测频率

施工状况

监测频率

基坑开挖期间

H≤5m

1次/3天

5m＜H≤10m

1次/2天

H＞10m

1次/天

基坑开挖完成以后

1~7天

1次/天

7~15天

1次/2天

15~30天

1次/3天

30天以后

1次/周

经数据分析确认达到基本稳定后

1次/月

注：

H为基坑开挖深度。

表4.1.3-2盾构（暗挖）法施工隧道周边环境监测频率

施工状况

监测频率

掘进面距监测断面前后≤20m时

1次/天

掘进面距监测断面前后≤50m时

1次/2天

掘进面距监测断面前后＞50m时

1次/周

根据数据分析确定沉降基本稳定后

1次/1月

表4.1.3-3明（盖）挖法基坑围护结构体系监测频率

施工状况

监测频率

基坑开挖期间

H≤5m

1次/7天

5m＜H≤10m

1次/3天

H＞10m

1次/2天

基坑开挖完成以后

1~7天

1次/2天

7~15天

1次3天

15~30天

1次/7天

经数据分析确认达到基本稳定后

1次/月

注：

H为基坑开挖深度。

4.1.4监测周期

（1）初始值的测定：

测点布设完成后，在施工之前，应对所有的监测项目进行连续3次独立的观测，判定合格后取其平均至作为监测项目的初始值。

（2）结束监测标准：

本工程施工监测，变形稳定判断的标准依据《建筑变形测量规范》JGJ8-2007规定确定，即“当最后100d的沉降速率小于0.01-0.04mm/d时可认为已经进入稳定阶段”。

变形稳定后，即可向委托方发出“结束监测申请”，经批准后结束监测。

4.1.5控制网及基准点布设

（1）建立控制网：

进场后沿线查验委托方交给的控制基准点，视现场情况使用施工单位或其他已有的精密水准点；如不能满足监测要求，增补基准点或工作点。

（2）基准点与工作基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域内，必须保证点位地基坚实稳定、安全僻静；其次，最少应埋设三个基准点和若干工作基点，以便基准点及工作基点互相校核。

（3）基准点与工作基点的埋设要牢固可靠，采用标准地表桩，必须将其埋入原状土，并做好井圈和井盖。

在坚硬的道面上埋设地表桩，用水钻穿透道面和路基，将地表测点埋入原状土，或钻孔打入1米以上的螺纹钢筋做地表观测桩，并同时打入保护钢管套，如图4.1.5所示。

图4.1.5基准点埋设示意图（mm）

4.2网点联测

（1）基准点和工作基点埋设完毕并稳定后，按国家二等水准测量的要求进行网点联测（见图4.2）。

（2）监测工作开始后还应对基准点和工作基点进行定期的复核，并视监测情况（结果）及时作适当的调整。

图4.2车站周围建筑物沉降监测控制网

4.3监测基本要求

（1）五固定：

固定观测人员；固定观测仪器；固定观测水准尺；固定观测路线；固定观测方法。

外业推行“五固定”，减少系统误差的影响。

（2）每次观测之前晾仪器30分钟。

（3）烈日下观测使用测伞；温差变化较大时使用仪器罩。

（4）观测顺序为后前前后，即BFFB顺序。

（5）在线路上预先量距，水准仪与水准尺之间的距离不超过50m，分别在水准尺和测站处作相应标志。

（6）较差与限差规定

①两次读数较差　　　　　　　　　≤±0.5mm

②两次读数高差较差　　　　　　　　　≤±0.7mm

③相邻两点间往返测高差之差限差≤±0.5mm

④线路闭合差限差≤1.0

⑤视距≤50m，前后视距差≤1.0m，视距累积差≤3.0m,视线高度大于0.3m。

⑥各周期观测前应检测基准点、工作点的稳定性；其高差较差应≤0.7mm。

（7）凡超出上述规定限差要求时，作业组必须进行返工重测。

4.4监测点布设与断面选择

4.4.1建筑物沉降监测

（1）对邻近的建（构）筑物进行分析和现场勘察，判断其影响部位和程度。

（2）根据规范的规定布设监测断面和测点（见图4.4.1-1所示），建筑物测点埋设如图4.4.1-2所示。

图4.4.1-1典型建筑物沉降监测点布设平面示意图

图4.4.1-2沉降监测点埋设示意图（mm）

（3）监测方法及数据采集见公司作业指导书。

4.4.2桥梁墩柱沉降及差异沉降监测

（1）按设计图在受施工影响的桥梁墩柱上设置，布置的原则为：

在影响范围内每个墩柱上设置1点；

变形观测点宜沿桥墩的纵横轴线布置在外边缘布置，也可布置在墩面上。

（2）基准点与工作基点与建（构）物沉降共用。

桥梁墩主沉降测点标志采用“L”型（如图4.4.2-1所示）或我公司定型测点标志形式（如图4.4.2-2）。

图4.4.2-1桥梁墩柱沉降及差异沉降测点结构示意图

图4.4.2-2我公司定型测点

（3）监测方法及数据采集见公司作业指导书。

4.4.3地表（路面）沉降监测

（1）地表（路面）沉降监测点按设计要求和规范规定布设，沿线或结构每20m布设一个断面，每个断面布设2个测点，测点间距为3m（测点平面布置见图4.4.3-1所示）。

图4.4.3-1顺义车站地表监测测点布置图

（2）埋设时先用工程水钻打穿硬化面形成直径为150mm、深1000mm左右的孔，然后打入φ18螺纹钢筋约1000mm，钢筋顶部打磨圆滑，且顶部不得超出硬化面，设置保护套及盖板并用混凝土填实（见图4.4.3-2），所有测点用红油漆标记并统一编号。

图4.4.3-2地表沉降点的埋设示意图

（3）监测方法及数据采集见公司作业指导书。

4.4.4桥梁墩柱倾斜监测

（1）按照监测设计图在受施工影响的桥墩柱上布点，测点布置的原则为：

观测点在平行于墩柱竖轴线的墩柱顶部及底部上下对应位置布置；

顶部及底部测点均应与控制点通视良好，无遮挡物及不受旁折光影响部位。

（2）倾斜测点标志埋设圆棱镜或粘贴100mm╳100mm反射片标志。

测点埋设的方法是：

棱镜标志埋设预先在桥梁墩柱上钻孔，然后将棱镜标志预埋件放入，孔洞与测点标志杆四周空隙用水泥砂浆或锚固剂填实。

反射片测点标志埋设先清理干净的墩柱表面，再使用胶合剂粘贴反射片测点。

测点与标志布设形式如图4.4.4。

图4.4.4桥墩倾斜观测点与标志埋设示意图

（3）测点埋设时底部测点离开地面一定距离，一般应高于地表0.2~0.5m；测点标志埋设时应注意避开有碍设标与观测的障碍物；棱镜或反射片标志应面向基准点；棱镜或反射片标志应埋设或粘贴牢固；测点埋设完毕后，应在附近作明显标记。

（4）监测方法及数据采集见公司作业指导书。

4.4.5地下管线沉降及差异沉降监测

（1）测点按在受施工影响的管线上设置，布置的原则为：

监测点布置时要考虑地下管线与洞室的相对位置关系。

测点宜布置在管线的接头处，或者对位移变化敏感的部位；

根据设计图要求，有特殊要求的管线布置管线管顶测点，无特殊要求的布置在管线上方对应地表。

④施工中悬吊保护的管线，除观察外，在其与原管线连接部位设置观测点。

（2）采用水准测量方法，对风险较大的重要管线应直接观测管顶沉降，对有管沟的应观测管沟结构顶沉降，有检查井的可直接在管顶或沟顶制作沉降标识。

没有检查井的，采用钻孔或挖孔方式埋设。

埋深较大的，用金属杆引至地面，监测标志外加保护管，保护管延伸至地面，在地面制作观测井，加井盖进

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