地铁监测技术方案.docx

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地铁监测技术方案

天津天河城购物中心项目

地铁3号线（和平路站）

地铁保护区监测技术方案

编写：

审核：

审定：

天津市勘察院

2014年1月

1.概况

1.1工程概况

天津天河城购物中心坐落于天津市和平区和平路步行街东端，东至赤峰道，西至哈尔滨道，南至和平路，北至大沽北路，基坑总平面图如图1-1所示。

图1-1基坑总平面图

天河城购物中心工程地下空间部分沿哈尔滨道长约185m，沿大沽北路长约85m，基坑周长约540m。

项目紧邻已开通运营的地铁3号线和平路站，地下室与地铁共用地连墙，地面建筑局部落在地铁主体之上。

天河城购物中心工程为大型商业建筑，地上建筑用于商业、餐饮、娱乐，地下建筑用于超市、车库及设备用房，主体结构地上八层，地面高度约47米，地上总建筑面积约13.68万平方米。

本基坑东侧地下连续墙同地铁3号线和平路站的地下连续墙共用，在靠近地铁一侧采用三轴搅拌桩抽条加固，四道支撑支护。

为了避免因支撑引起地下连续墙挠度变形，四道临时支撑分别位于既有地铁结构楼板或基础相应标高位置，详细标高如下：

第1层水平支撑位于站厅顶板位置（-1.9m）；

第2层水平支撑位于环控机房顶板位置（-6.4m）；

第3层水平支撑位于站台层顶板位置（-10.4m）；

第4层水平支撑位于基础顶板位置（-14.9m）。

图1-2地铁车站与基坑支撑的关系图

图1-3地铁风亭与基坑支撑的关系图

建成后，工程效果图如图1-4所示，地下室剖面图如图1-5所示。

图1-4工程效果图

图1-5地下室剖面图

1.2工程地质、水文地质条件概况

1.2.1工程地质

根据《岩土工程技术规范》（DB29-20-2000）第3.2节、附录A；《天津市地基土层序划分技术规程》（DB/T29-191-2009）及本次勘察资料，该场地埋深100.00m深度范围内，地基土按成因年代可分为以下11层，按力学性质可进一步划分为26个亚层，场地地基土在钻探深度内自上而下依次叙述如下：

（1）人工填土层（Qml）

全场地均有分布，厚度为1.90～6.00m，底板标高为0.60～-3.56m，该层从上而下可分为26个亚层。

第一亚层，杂填土（地层编号①1）：

厚度为0.60～3.50m，呈杂色，松散状态，由废土、砖渣、石子等组成。

其中在36号孔附近缺失该层。

第二亚层，素填土（地层编号①2）：

一般位于杂填土之下，厚度为0.20～3.90m，呈褐色，软塑～可塑状态，粘土、粉质粘土质，含少量砖渣、灰渣等，属中～高压缩性土。

其中在26号孔附近缺失该层。

本层土杂填土土质松散杂乱；素填土土质结构性差，土质不均匀，填垫年限大于十年。

（2）全新统上组陆相冲积层（Q43al）

一般位于埋深约6.00m以上，厚度为1.50～4.10m，顶板标高为0.60～-2.03m，该层从上而下可分为2个亚层。

第一亚层，粉质粘土、粘土（地层编号④1）：

一般位于埋深约5.00m以上，厚度为0.50～3.50m，呈灰黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。

粘土与粉质粘土力学性质相近，在剖面图上统一按粉质粘土绘制。

第二亚层，粉土、砂性大粉质粘土（地层编号④2）：

一般位于埋深约5.00～6.00m段，厚度为0.50～1.70m，呈灰黄～黄灰色，粉土呈稍密～中密状态，砂性大粉质粘土呈可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。

砂性大粉质粘土与粉土力学性质相近，在剖面图上统一按粉土绘制。

本层土各亚层水平方向上厚度略有变化，土质总体较均匀，分布较稳定。

（3）全新统中组海相沉积层（Q42m）

一般位于埋深约6.00～14.50m段，厚度为7.60～8.70m，顶板标高为-3.27～-3.99m，该层从上而下可分为2个亚层。

第一亚层，粉质粘土（地层编号⑥1）：

一般位于埋深约6.00～10.00m段，厚度为3.50～4.20m，呈灰色，软塑状态，有层理，含贝壳，属中压缩性土。

局部夹粘土透镜体。

第二亚层，粉质粘土（地层编号⑥4）：

一般位于埋深约10.00～14.50m段，厚度为4.00～4.80m，呈灰色，软塑状态，有层理，含贝壳，属中压缩性土。

局部夹粉土透镜体。

本层土各亚层水平方向上土质较均匀，分布较稳定。

（4）全新统下组沼泽相沉积层（Q41h）

一般位于埋深约14.50～15.50m段，厚度为0.80～1.60m，顶板标高为-11.48～-12.35m，主要由粉质粘土（地层编号⑦）组成，呈黑灰～浅灰色，可塑状态为主，无层理，含有机质、腐植物，属中压缩性土。

局部夹粘土透镜体。

本层土水平方向上土质较均匀，分布较稳定。

（5）全新统下组陆相冲积层（Q41al）

一般位于埋深约15.50～21.00m段，厚度为5.00～6.00m，顶板标高为-12.89～-13.65m，该层从上而下可分为2个亚层。

第一亚层，粉质粘土（地层编号⑧1）：

一般位于埋深约15.50～18.50m段，厚度为2.30～4.00m，呈灰黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。

局部夹粘土透镜体。

第二亚层，粉土（地层编号⑧2）：

一般位于埋深约18.50～21.00m段，厚度为1.50～3.20m，呈灰黄～黄褐色，密实状态，无层理，含铁质，属中（近低）压缩性土。

局部夹粉砂、粉质粘土、粘土透镜体。

本层土各亚层水平方向上土质较均匀，分布较稳定。

（6）上更新统第五组陆相冲积层（Q3eal）

一般位于埋深约21.00～30.50m段，厚度为8.20～9.70m，顶板标高为-18.42～-18.98m，该层从上而下可分为2个亚层。

第一亚层，粉砂、粉土（地层编号⑨2）：

一般位于埋深约21.00～28.00m段，厚度为6.00～9.20m，呈灰黄～黄褐色，密实状态，无层理，含铁质，属低压缩性土。

局部夹粉质粘土透镜体。

粉土与粉砂力学性质相近，在剖面图上统一按粉砂绘制。

第二亚层，粉质粘土（地层编号⑨2-1）：

一般位于埋深约28.00～30.50m段，厚度为0.50～3.50m，呈黄褐色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。

局部夹粉土透镜体。

本层土各亚层水平方向上厚度有所变化，土质总体较均匀，分布较稳定。

（7）上更新统第四组滨海潮汐带沉积层（Q3dmc）

一般位于埋深约30.50～32.50m段，厚度为1.90～2.70m，顶板标高为-27.18～-28.24m，主要由粉质粘土、粘土（地层编号⑩1）组成，呈黄灰～灰色，可塑状态，无层理，局部含贝壳，属中压缩性土。

粉质粘土与粘土力学性质相近，在剖面图上统一按粉质粘土绘制。

本层土水平方向上土质较均匀，分布较稳定。

（8）上更新统第三组陆相冲积层（Q3cal）

一般位于埋深约32.50～52.00m段，厚度为17.90～20.00m，顶板标高为-29.88～-30.48m，该层从上而下可分为5个亚层。

第一亚层，粉质粘土（地层编号⑪1）：

一般位于埋深约32.50～38.50m段，厚度为5.00～6.60m，呈灰黄～黄褐色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。

局部夹粉土、粘土透镜体。

第二亚层，粉土（地层编号⑪2）：

一般位于埋深约38.50～42.00m段，厚度为2.50～4.80m，呈灰黄～黄褐色，密实状态，无层理，含铁质，属低压缩性土。

局部夹粉砂透镜体。

第三亚层，粉质粘土（地层编号⑪3）：

一般位于埋深约42.00～44.00m段，厚度为0.30～2.80m，呈灰黄～黄褐色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。

局部夹粘土透镜体。

第四亚层，粉土、粉砂（地层编号⑪4）：

一般位于埋深约44.00～46.50m段，厚度为1.70～4.50m，呈黄褐色，密实状态，无层理，含铁质，属低压缩性土。

局部夹粉质粘土透镜体。

粉砂与粉土力学性质相近，在剖面图上统一按粉土绘制。

第五亚层，粉质粘土（地层编号⑪5）：

一般位于埋深约46.50～52.00m段，厚度为3.70～6.20m，呈灰黄～黄褐色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。

局部夹粉土、粘土透镜体。

本层土各亚层水平方向上厚度有所变化，土质总体较均匀，分布较稳定。

（9）上更新统第二组海相沉积层（Q3bm）

一般位于埋深约52.00～58.00m段，厚度为5.50～7.50m，顶板标高为-48.05～-50.15m，该层从上而下可分为2个亚层。

第一亚层，粉砂（地层编号⑫2）：

一般位于埋深约52.00～54.50m段，厚度为1.50～4.80m，呈灰色，密实状态，无层理，含贝壳，属中（近低）压缩性土。

局部夹粉土、粉质粘土透镜体。

第二亚层，粉质粘土、粘土（地层编号⑫2-1）：

一般位于埋深约54.50～58.00m段，厚度为1.30～4.00m，呈灰黄～黄褐色，可塑～硬塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。

局部夹粉土透镜体。

粘土与粉质粘土力学性质相近，在剖面图上统一按粉质粘土绘制。

本层土各亚层水平方向上厚度有所变化，土质总体较均匀，分布较稳定。

（10）上更新统第一组陆相冲积层（Q3aal）

一般位于埋深约58.00～85.00m段，厚度为26.50～27.10m，顶板标高为-55.25～-56.00m，该层从上而下可分为4个亚层。

第一亚层，粉质粘土（地层编号⑬1）：

一般位于埋深约58.00～68.50m段，厚度为10.00～11.10m，呈灰黄～黄褐色，可塑～硬塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。

局部夹粉砂、粉土、粘土透镜体。

第二亚层，粉砂（地层编号⑬2）：

一般位于埋深约68.50～72.00m段，厚度为1.70～4.60m，呈灰黄～黄褐色，密实状态，无层理，含铁质，属低压缩性土。

第三亚层，粉质粘土（地层编号⑬3）：

一般位于埋深约72.00～78.50m段，厚度为5.10～7.80m，呈灰黄～黄褐色，可塑～硬塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。

局部夹粉土、粘土透镜体。

第四亚层，粉砂（地层编号⑬3-1）：

一般位于埋深约78.50～85.00m段，厚度为5.10～7.00m，呈灰黄～黄褐色，密实状态，无层理，含铁质，属中（近低）压缩性土。

局部夹粉质粘土透镜体。

本层土各亚层水平方向上厚度有所变化，土质总体较均匀，分布较稳定。

（11）中更新统上组滨海三角洲沉积层（Q23mc）

本次勘察钻孔未穿透此层，一般位于埋深约85.00m以下，本次勘察钻至最低标高-97.65m，未穿透此层，揭露最大厚度15.00m，顶板标高为-82.43～-82.65m，该层从上而下可分为3个亚层。

第一亚层，粉砂（地层编号⑭2）：

一般位于埋深约85.00～90.50m段，厚度为5.50～5.60m，呈灰色，密实状态，无层理，含贝壳，属中（近低）压缩性土。

第二亚层，粘土、粉质粘土（地层编号⑭2-1）：

一般位于埋深约90.50～95.00m段，厚度为4.40～5.00m，呈灰色，可塑～硬塑状态，无层理，含贝壳，属中压缩性土。

粉质粘土与粘土力学性质相近，在剖面图上统一按粘土绘制。

第三亚层，细砂（地层编号⑭2-2）：

本次勘察未穿透此层，揭露最大厚度5.00m，呈灰色，密实状态，无层理，含贝壳，属中（近低）压缩性土。

本层土各亚层在揭示深度范围内水平方向上分布较稳定，土质较均匀。

1.2.2地基承载力特征值

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2.3条及《岩土工程技术规范》（DB29-20-2000），按层位及标高，埋深约70m以上地基土承载力特征值

如表1-1所示。

表1-1地基土承载力特征值一览表

地层编号

标高（m）

岩性

①2

素填土

④1

-3.50以上天然土

粉质粘土、粘土

115

④2

粉质粘土、砂性大粉质粘土

130

⑥1

-3.50～-7.50

粉质粘土

110

⑥4

-7.50～-12.00

粉质粘土

115

⑦

-12.00～-13.00

粉质粘土

130

⑧1

-13.00～-18.50

粉质粘土

150

⑧2

粉土

180

⑨2

-18.50～-28.00

粉砂、粉土

190

⑨2-1

粉质粘土

160

⑩1

-28.00～-30.00

粘土、粉质粘土

160

⑪1

-30.00～-36.00

粉质粘土

170

⑪2

-36.00～-49.50

粉土

190

⑪3

粉质粘土

170

⑪4

粉土、粉砂

200

⑪5

粉质粘土

180

⑫2

-49.50～-55.50

粉砂

210

⑫2-1

粉质粘土、粘土

180

⑬1

-55.50～-65.50

粉质粘土

190

⑬2

-65.50～-67.50

粉砂

220

1.2.3水文地质

一、含水层的划分

根据本场地岩土工程详细勘察结果，工程场区地表下约50.00m深度范围内可划分为3个水文地质岩组：

（1）潜水含水层（埋深-0.60m～-14.50m）

人工填土（Qml）、上组陆相冲积层（

al）及海相沉积层（

m）视为潜水含水层。

含水介质颗粒较细，水力坡度小，地下水径流十分缓慢。

排泄方式主要有蒸发、人工开采和向下部承压水、地表水体渗透。

沼泽相沉积层（

h）粉质粘土（地层编号⑦）属不透水～弱透水层，可视为潜水含水层与其下承压含水层的相对隔水层。

（2）第一承压含水层（埋深-15.50m～-28.00m）

全新统下组相冲积层（

al）粉质粘土（地层编号⑧1）、粉土（地层编号⑧2）、上更新统第五组陆相冲积层（

al）粉土、粉砂（地层编号⑨2）透水性好，为第一承压含水层。

上更新统第五组陆相冲积层粉质粘土（地层编号⑨2-1）及上更新统第四组滨海潮汐带沉积层粉质粘土、粘土（⑩1）、上更新统第三组陆相冲积层粉质粘土（⑪1）透水性较差，可视为第一承压含水层隔水底板。

（3）第二承压含水层（埋深-38.50m～-46.50m）

上更新统第三组陆相冲积层粉土（地层编号⑪2）、粉质粘土（地层编号⑪3）、粉土、粉砂（地层编号⑪4）透水性好，为第二承压含水层。

其下粉质粘土（地层编号⑪5）为第二承压含水层的隔水底板。

地质剖面图如图1-6所示。

图1-6地质剖面图

从上图可知，基坑底位于⑧1层粉质粘土中，围护墙墙趾插入⑩1粉质粘土中，第一承压水层（⑧1、⑧2、⑨2）被围护隔断。

二、地下水补、径、排关系

潜水：

天然动态类型属渗入～蒸发径流型，主要接受大气降水入渗、绿化灌溉入渗和地表水体渗漏补给，排泄方式主要为蒸发、地下水侧向径流和垂向越流。

该层水由北部山前平原向南部平原径流条件逐渐变差。

本工程场区所在区域该层地下水总体流向为自北西向南东。

水位变幅0.5～1.0m。

承压水：

天然动态类型属渗入～径流型，以越流补给、地下水侧向径流和“天窗”渗漏补给为主，排泄方式主要为侧向径流和越流。

本工程场区所在区域该层地下水总体流向为自北西向南东。

三、地下水位

（1）潜水：

勘察期间测得场地地下潜水水位如下：

初见水位埋深2.00～3.20m，相当于标高0.15～-0.66m。

静止水位埋深1.20～1.70m，相当于标高1.05～0.95m。

拟建场地浅层地下水属潜水类型，主要由大气降水补给，以蒸发形式排泄，水位随季节有所变化，年变幅一般为0.50～1.00m。

（2）承压水

根据本场地的抽水试验成果，承压含水层实测稳定水位标高为-7.400m。

承压含水层实测渗透系数为0.89m/d，实测影响半径为91.00m。

由于本次抽水试验进行时，场地南侧地铁三号线及场地北侧津塔工程正在进行施工降水，对本场地承压含水层水头及各参数有一定影响。

根据区域水文地质资料，本场地承压含水层稳定水位标高可按-0.100m考虑，承压含水层渗透系数可按2.00m/d考虑，影响半径可按200.00m考虑。

四、场地抗浮设防水位

根据场地周围现状地面标高及地下水位变化趋势，本场地抗浮设计水位可按大沽高程2.00m取值。

五、浅层地基土的渗透性

根据勘察室内渗透试验结果结合土层性质，埋深45.00m以上各层土的渗透系数及渗透性如表1-2所示。

表1-2地基土渗透系数及渗透性表

地层编号

岩性

垂直渗透系数

水平渗透系数

渗透性

①2

素填土

微透水

④1

粉质粘土

不透水

④2

粉土

弱透水

⑥1

粉质粘土

微透水

⑥4

粉质粘土

微透水

⑦

粉质粘土

不透水

⑧1

粉质粘土

微透水

⑧2

粉土

弱透水

⑨2

粉土、粉砂

弱透水

⑨2-1

粉质粘土

不透水

⑩1

粉质粘土、粘土

不透水

⑪1

粉质粘土

不透水

⑪2

粉土

弱透水

⑪3

粉质粘土

微透水

⑪4

粉土、粉砂

弱透水

1.3和平路站概况

和平路站位于和平区和平路与赤峰道交口，车站的主体呈东-西走向。

车站全长149.0m，纵向坡度为2‰上坡。

车站标准段结构净宽22.3m，全宽47.10m；岛式站台，车站主体（地下）结构采用三层三跨双柱矩形框架结构。

和平路站基坑埋深约21.46米，盾构井埋深约22.61米，围护结构采用刚度大，止水性好的地下连续墙，墙厚1米，长约40米连续墙采用工字钢止水接头，内部结构采用钢筋砼箱型结构，底板下设有抗拔桩。

和平路站平面图及剖面图如图1-7、图1-8所示。

图1-7和平路站平面图

（a）Ⅰ-Ⅰ剖面图

（b）Ⅱ-Ⅱ剖面图

图1-8和平路站剖面图

1.4基坑支护方案

本基坑支护结构采用的是地下连续墙+三道钢筋混凝土梁做支撑的临时支撑体系，明挖顺施的方式施工。

本基坑东侧地下连续墙同地铁3号线和平路站的地下连续墙共用，在靠近地铁一侧采用三轴搅拌桩抽条加固，四道支撑支护。

基坑支护平面图详见图1-9，基坑支护剖面图详见图1-10、1-11、1-12、1-13、1-14、1-15所示：

图1-10基坑支撑平面图

图1-111-1基坑支护剖面图

图1-122-2基坑支护剖面图

图1-133-3基坑支护剖面图

图1-144-4基坑支护剖面图

图1-155-5基坑支护剖面图

2.监测方案编写依据

1）《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008；

2）《城市测量规范》CJJ/T8-2011；

3）《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006；

4）《天津市轨道交通地下工程质量安全风险控制指导书》；

5）《工程测量规范》GB50026-2007；

6）《建筑变形测量规范》JGJ8-2007；

7）《地下铁道工程施工及验收规范》（2003版）（GB50299-1999）；

8）《建筑基坑监测技术规范》（GB50497-2009）；

9）建设单位提供的铁道第三勘察设计院集团有限公司出具的《天河城购物中心工程基坑工程对天津地铁3号线和平路站影响专题报告》；

10）国家其他测量规范、强制性标准。

3.监测目的、范围及相关监测项目报警值

3.1监测目的

随着工程施工，受卸载和基坑降水等的影响，地铁结构的受力情况将发生改变，易产生变形，因此必须对地铁结构进行变形监测。

通过监测工作的实施，掌握在该项目施工过程中地铁工程结构的变化，为建设方及运营方提供及时可靠的数据和信息，评定项目施工对既有线结构和轨道的影响，为及时判断既有线结构安全和运营安全状况提供依据，对可能发生的事故提供及时、准确的预报，使有关各方有时间做出反应，避免恶性事故的发生，确保天津地铁3号线运营安全。

3.2监测范围

本项目基坑所对应的范围同地铁3号线和平路车站的范围相当，监测范围为3倍基坑开挖深度范围（DK12+961～DK13+220），共计监测范围为259米。

3.3监测项目

为保证地铁结构的安全，在基坑施工的各步措施中必须对地铁结构及轨道道床进行现场监测。

根据铁道第三勘察设计院集团有限公司提供的《天河城购物中心基坑工程对天津地铁3号线和平路站影响专题报告》，本工程主要有以下几项监测项目：

1、地铁车站监测项目：

（1）车站结构竖向位移监测；

（2）车站结构水平位移监测；

（3）轨道横向差异沉降监测；

（4）车站结构侧墙水平位移监测；

（5）变形缝相对沉降监测；

（6）负一层底板沉降监测；

（7）风亭结构的竖向位移监测；

（7）地铁车站附属结构竖向位移监测。

2、盾构隧道监测项目：

（1）盾构隧道竖向位移监测；

（2）盾构隧道水平位移；

（3）盾构隧道收敛监测。

3、地铁结构新开裂缝监测。

4、车站、车站附属结构、盾构隧道区间巡查。

3.4控制值及报警值

根据铁道第三勘察设计院集团有限公司提供的《天河城购物中心基坑工程对天津地铁3号线和平路站影响专题报告》确定以下监测项目的报警值：

（1）车站主体及附属结构破坏以裂缝控制为标准，地铁结构新开裂缝宽度＜0.2mm；

（2）地铁车站控制指标：

控制项目

累计值（mm）

报警值（mm）

变化速率（mm/d）

车站结构竖向位移

0.5

车站结构水平位移

0.5

轨道横向差异沉降

4mm/10m

——

车站结构侧墙水平位移

2.5mm/10m

——

变形缝相对沉降

5mm

——

负一层、车站附属结构、风亭竖向位移

0.5

（3）盾构隧道控制指标：

控制项目

累计值（mm）

报警值（mm）

变化速率（mm/d）

盾构隧道竖向位移

0.5

盾构隧道水平位移

0.5

隧道收敛监测

0.5

注：

L指沿轨道方向两个相邻监测点之间的距离。

以上监测项目及控制值需报地铁运营及地铁管理部门备案确认后执行。

4.工期计划

监测项目

监测频率

围护结构施工

土方施工

地下结构施工至

跟踪至监测数据收敛

基准网监测

每月1次

地铁车站监测频率

车站结构竖向位移

24小时监测

车站结构水平位移

每周2次

轨道横向差异沉降

每周2次

车站结构侧墙水平位移

每周2次

变形缝相对沉降

24小时监测

负一层底板沉降监测

每周2次

地铁车站附属结构监测频率

车站附属结构竖向位移

每周2次

通道、风亭变形监测

每周2次

盾构隧道监测频率

盾构隧道竖向位移监测

24小时监测

盾构隧道水平位移

每周2次

隧道收敛

每周2次

车站、隧道、附属结构巡查

每周2次

说明：

车站结构、隧道结构竖向位移监测为24小时自动化不间断实时监测，其他人工监测项目暂定为每周两次，具体情况根据工程实际情况而定。

监测停止应视数据变化收敛情况而定，当监测数据的发生异常时应增大监

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