顶管工程监测方案.docx
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顶管工程监测方案
顶管工程监测方案
6.14.1监测目的及意义
a.监控量测的目的
有可能造成路面下沉，影响道路使用。
为避免顶管施工影响道路交通正常运营与安全，必须严格控制路面沉降量，施工期间加强监测，并对观测数据进行分析、研究，及时作出处理。
b.监控量测的意义
（1）通过将监测数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现信息化施工；
（2）通过监测及时发现施工过程中的环境变形发展趋势，及时反馈信息，达到有效控制施工对地上物影响的目的；
（3）通过监测及时调整支撑系统的受力均衡问题，使得整个工作坑开挖过程能始终处于安全、可控的范畴内；
（4）通过监测及早发现基坑地下水位高度，防止施工中水位上涨发生大面积涌砂现象；
（5）将现场监测结果反馈设计单位，使设计能根据现场工况发展，进一步优化方案，达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的；
（6）通过跟踪监测，在环撑和支撑拆除阶段，施工科学有序，保障工作坑始终处于安全运行的状态
6.14.2监测项目
a.顶管坑/接收坑监测项目
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）第8.2条基坑安全等级划分，按照基坑深度和邻近建筑物或管线与坑边相对距离比、水文条件、对周边环境的破坏后果，确定本工程基坑等级为二级。
根据《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009），确定二级基坑应监测的项目：
（1）工作坑顶部水平位移；
（2）工作坑顶部竖向位移；
（3）锚喷结构侧向位移监测；（4）地下水位。
b.地面检测项目
（1）地面（路面）沉降监测；
（2）地面（路面）裂缝监测。
c.地下管线监测项目
（1）沉降监测。
6.14.3监测方法
（1）仪器监测；
（2）巡视检查。
6.14.4控制网布设
a.为保证所有监测工作的统一，提高监测数据的精度，使监测工作有效的指导整个工程施工，监测工作采用整体布设，分级布网的原则。
即首先布设统一的监测控制网，再在此基础上布设监测点（孔）。
b.测量基准点在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方才投入使用。
稳定标准为间隔一周的两次观测值不超过2倍观测点精度。
基准点不少于3个，并设在施工影响范围外。
监测期间定期联测以检验其稳定性。
并采用有效保护措施，保证其在整个监测期间的正常使用。
c.在远离施工影响范围以外布置3个以上稳固高程基准点，这些高程基准点与施工用高程控制点联测，沉降变形监测基准网以上述稳固高程基准点作为起算点，组成水准网进行联测。
基准网按照国家Ⅱ等水准测量规范和建筑变形测量规范二级水准测量要求执行，精密水准测量的主要技术参照下表。
精密水准测量的主要技术要求
每千米高差
中误差（mm）
水准仪
等级
水准尺
观测次数
往返较差、附合或
环线闭合差（mm）
偶然中误差
全中误差
DS1
因瓦尺
往返测各一次
4
或1.0
1
2
注：
L为往返测段、环线的路线长度（以km计）
外业观测使用WILDNA2+GPM3自动安平水准仪（标称精度：
±0.3mm/km）往返实施作业。
本高程监测基准网使用WILDNA2+GPM3自动安平水准仪及配套因瓦尺，外业观测严格按规范要求的二等精密水准测量的技术要求执行。
为确保观测精度，观测措施制定如下：
（1）作业前编制作业计划表，以确保外业观测有序开展；
（2）观测前对水准仪及配套因瓦尺进行全面检验；
（3）观测方法：
往测奇数站“后—前—前—后”，偶数站“前—后—后—前”；返测奇数站“前—后—后—前”，偶数站“后—前—前—后”。
往测转为返测时，两根标尺互换。
（4）测站视线长、视距差、视线高要求见下表。
标尺类型
视线长度
前后视距差
前后视距累计差
视线高度
仪器等级
视距
视线长度20m以上
视线长度20m以下
因瓦
DS1
≤50m
≤1.0m
≤3.0m
0.5m
0.3m
（5）测站观测限差见下表。
基辅分划读数差
基辅分划所测高差之差
上下丝读数平均值与中丝读数之差
检测间歇点高差之差
0.4mm
0.6mm
3.0mm
1.0mm
（6）两次观测高差超限时重测，当重测成果与原测成果分别比较其较差均没超限时，取三次成果的平均值。
垂直位移基准网外业测设完成后，对外业记录进行检查，严格控制各水准环闭合差，各项参数合格后方可进行内业平差计算。
内业计算采用EXCEL进行简易平差计算，高程成果取位至0.01mm。
6.14.5监测点布置
各监测项目的测点布设位置及密度应与工作坑、被保护对象的位置及特性相匹配，测点布置，主要为了解变形的范围、幅度、方向，从而对工作坑变形信息有一个清楚全面的认识，为围护结构体系和工作坑环境安全提供全面、准确、及时的监测信息。
特别说明，监测布点位置仅作为暂定。
待顶管方案及第三方监测方案均获得通过后，按照专家意见重新确认布点方式。
并做到与第三方监测同点、同工况。
a.顶管坑及接收坑监测点布设
拟在锁口圈梁顶面上布设垂直位移及水平位移监测点，每个工作坑四边布设4点并编号，测点利用长8公分带帽钢钉直接布置在新浇筑的锁口圈梁顶面上，并测得稳定的初始值。
在工作坑侧壁居中位置四边设置侧墙位移监测点。
b.顶管段监测点布设
沿顶管方向每隔15m设置1个监控断面，每个监控断面设置3-5个监控点，如下图所示。
周边环境监测主要包括构筑物、电线杆等，建（构）筑物的水平、竖向位移监测点应布置在建筑物的墙角、柱基及裂缝的两端，每侧墙体的监测点不应少于3处；电线杆在电线杆上设置监测点、每根1个监测点。
c.地下管线变形
根据现场地下管线情况确定具体检测点布置，外露的管线在管线上标记点位，未外露的在管线上方标记点位等。
监测点统计表
监测项目
测点数量
备注
竖井顶部垂直、水平位移监测
4点
每个井
竖井侧壁位移监测
4点
每个井
地面沉降监测
每15m3点
顶管沿线段
试验段监测
15m共3点
初始试验段
地下管线变形
现场确定
临近构筑物位移沉降监测
每处3点
并根据现场确定
6.14.6监测频率、报警值及监测设备选择
a.监测初始值测定
为取得基准数据，各监测点在施工前及时测得初始值，观测次数不少于2次，稳定后作为监测点的初始值。
b.监测频率
根据规范、规程及工况合理安排监测频率，做到既经济又安全。
根据以往同类工程的经验，拟定监测频率为见表（最终监测频率须与设计、业主、监理、第三方监测单位及有关部门协商后确定）。
我方本着与第三方监测单位同测点、同工况、同频率的原则进行检测；为更好地掌握顶管动态，必要时增加观测次数。
监测频率表
序号
监测项目
施工段
监测频率（次/d）
1
顶管地表沉降
施工期间
2/1
顶管完成1个月内
1/1-1/3
2
竖井垂直、水平位移
施工期间
2/1
竖井封底后
1/1-1/3
3
竖井侧壁位移
施工期间
2/1
竖井封底后
1/1-1/3
4
管线变形
施工期间
2/1
施工完成1个月内
1/1-1/3
5
地下水位
施工期间
2/1
6
临近构筑物位移沉降
施工期间
2/1
竖井封底后
1/1-1/3
7
巡视监测
施工期间
2/1
竖井封底后
1/1-1/3
顶管期间
2/1
顶管完成1个月内
1/1-1/3
说明：
（1）现场监测将采用定时观测与跟踪观察相结合的方法进行。
（2）监测频率可根据监测数据变化大小进行适当调整。
（3）监测数据有突变时，监测频率加密到每天二～三次。
（4）各监测项目的开展、监测范围的扩展，随基坑施工进度不断推进。
c.变形控制值确定
控制指标的确定原则：
顶管施工如使地层产生较大的沉降，必然影响路基的稳定性、路面行车舒适度，从而影响道路交通的正常运营和安全，所以施工时必须严格控制道路的沉降量。
为确保道路的正常运营，变形控制指标必须严格控制在设计要求范围之内。
监测报警指标一般以总变化量和变化速率两个量控制，累计变化量的报警指标一般不宜超过设计限值。
根据《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）确定，水平竖向位移、侧壁收敛按坑深0.6%确定控制值，变化速率确定为5mm/d，报警值按控制值的80%。
道路范围按照道路管理部门要求确定控制值。
变形控制值表
项目
道路段变形控制值
非道路段变形控制值
顶管竖井坑顶水平位移
15mm
20mm
顶管竖井坑顶垂直位移
15mm
20mm
竖井坑侧壁位移
15mm
20mm
顶管上方路面沉降
15mm
30mm
顶管上方路面隆起
5mm
10mm
现况管线位移
10mm
10mm
临近构筑物位移、沉降
10mm
10mm
地下水位
低于坑底1m
低于坑底1m
d.主要监测仪器设备
主要监测仪器设备：
序号
设备仪器名称
规格型号
使用项目
1
水准仪
瑞士WILD-NA2+GMP3水准仪
垂直位移监测
2
经纬仪
Leica-T2经纬仪
水平位移监测
3
笔记本电脑
Acer
数据处理
4
打印机
HP1250
输出设备
e.安全保证措施及注意事项
为了加强施工现场的安全管理，确保国家财产和劳动者的生命安全，使施工现场的安全管理工作法制化、标准化、规范化和程序化。
特做以下规定：
监测人员须将工作日程通知现场负责人，得到现场负责人的批准后方可进入现场；
监测人员进入施工现场要戴安全帽，佩戴标识，服从指挥；
未经工地批准，监测人员不得随意移动或操作工地的施工设备，不得擅自拉引电源线；
监测人员登高时，应使用坚固可靠的工作梯，不得蹬踏斜木板或纸箱；
监测人员在有车辆通行的路面工作，应穿好安全背心，必要时要设置车辆绕行或缓行标志。
6.14.7监测
a.监测工作流程
在现场设立微机数据处理系统，进行实时处理。
每次观察数据经检查无误后送入微机，经过专用软件处理，自动生成报表。
监测成果当天提交给业主、监理、及其它有关方面。
现场监测工程师分析当天监测数据及累计数据的变化规律，并经项目负责人审核无误后当天提交正式报告。
如果监测结果超过设计的警戒值即向建设方、监理方发出警报，提请有关部门关注，以便及时决策并采取措施。
同时根据相关单位要求提供监测阶段报告，并附带变化曲线汇总图；监测工程结束后一个月内提供监测总结报告。
b.垂直位移测量
按国家二等水准测量规范要求，历次垂直位移监测是通过工作基点间联测一条二等水准闭合或附合线路,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监测工程前期两次测定（两次取平均），某监测点本次高程减前次高程的差值为本次垂直位移,本次高程减初始高程的差值为累计垂直位移。
c.水平位移测量
采用轴线投影法。
在某条测线的两端远处各选定一个稳固基准点A、B，经纬仪架设于A点，定向B点，则A、B连线为一条基准线。
观测时，在该条测线上的各监测点设置觇板，由经纬仪在觇板上读取各监测点至AB基准线的垂距E，某监测点本次E值与初始E值的差值即为该点累计水平位移，各变形监测点初始E值均为取两次平均的值。
采用瑞士Leica-T2经纬仪来测试。
d.围护结构侧向位移监测
工作坑维护结构采用格栅钢架+注浆锚管+钢筋网+喷混凝土联合支护，逆筑法施工。
其侧向位移监测采用“小角法”、“引张线法”进行监测。
e.人工巡检
施工过程中设专人进行竖井、沟槽、顶管沿线地面巡检，目测是否有裂缝、异常情况，发现问题及时检查相关监测数据，并分析解决。
每天的巡检情况形成记录。
6.14.8监测信息反馈
a.信息反馈原则
施工期间，每天对观测数据进行汇总、分析、研究，及时作出处理。
当出现下列情况之一时，应加强监测，提高监测频率，并及时向相关单位报告监测结果：
（1）监测数据达到报警值；
（2）监测数据变化量较大或者速率加快；
（3）存在勘察中未发现的不良地质条件；
（4）周边地面出现突然较大沉降或严重开裂；
（5）邻近的建构筑物出现突然较大沉降、不均匀沉降或严重开裂；
（6）出现其它影响基坑及周边环境安全的异常情况。
当有危险事故征兆时，应实时跟踪监测。
b.监测信息反馈
针对位移、沉降程度设立黄、橙、红三级预警，F=实测值/允许值。
（1）黄色预警：
当F<0.6时，安全，正常施工。
（2）橙色预警：
当0.80>F≥0.6时，警戒。
暂停施工，分析原因，加强监测，准备补救措施。
具体要求如下：
1）上报项目管理部；会同技术人员召开现场会议，研讨针对性方案；
2）泥水压力增大到正常压力的110～120%；降低顶进速度；
3）加强管外壁注浆，增大机头管注浆量，增加已顶进管道的补浆量；
4）增设专职注浆员，负责注浆量、注浆压力、管道漏浆、地面变形的检查。
5）查看沟槽边坡是否有渗水、裂缝、堆载过大情况。
6）注意观察，查找原因，准备补救措施。
（3）红色预警：
当F≥0.80时，警报。
停止施工，查明原因，实施补救，避免位移值进一步加大。
要求如下：
1）上报项目管理部、技术负责人、公司工程部；
2）停止顶进施工；从顶管坑及接收坑钻水平深孔，注入水泥浆；
3）会同项目部、公司技术人员、路产单位，必要时邀请专家召开研讨会议；
4）继续加强管外壁注浆，增大机头管注浆量，增加已顶进管道的补浆量；
5）沟槽采取坡脚压载、坡顶卸载、放缓开挖边坡等措施处理；
6）直到控制住下沉幅度，并且研讨出切实可行的方案后再恢复顶进施工。
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