监控量测作业指导书Word下载.docx
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2）开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建（构）筑物的描述应每施工循环记录一次。
必要时，影响范围内的建（构）筑物的描述频率应加大。
3）选测项目监控量测频率应根据设计和施工要求以及必测项目反馈信息的结果确定。
四、监控量测流程
五、工艺步骤及质量控制说明
1、施工准备
1）熟悉施工图纸，根据环境条件、地质条件、设计要求、施工方法及施工进度安排等编制监控量测实施细则。
2）做好现场劳动力组织，并按监测方案，配备相应的监测仪器及各种元器件。
监测仪器设备在使用前应进行检查及校对、率定。
3）预备好施工使用的各项设备材料，使其满足施工要求。
①监测仪器
监测仪器主要包括精密水准仪、全站仪、收敛计及其他根据现场需求配备的仪器设备，仪器设备要具备以下要求：
a、监测仪器性能完好，精度达到设计要求。
b、监测仪器使用时在检定日期内。
②监测预埋件
监测预埋件主要包括拱顶沉降预埋件，收敛预埋件，地表变形预埋件等施工中需要埋设的元器件：
a、预埋件的加工需牢固可靠，符合设计要求。
b、拱顶沉降预埋件、收敛预埋件埋设时，外露长度大于5cm，小于10cm。
③监测基准点
监测基准点需在监测作业前提前埋设，其要求如下：
a、监测基准点需在施工前一个月埋设，保证基准点稳固。
b、监测基准点每处埋设不少于3个，相互之间联系成网，定期检测。
c、监测基准点埋设位置需选择隧道影响范围外稳固可靠地段埋设。
2、现场情况的调查
施工前对工程的地质条件、地下水状况及施工影响区域内的周边环境进行初始调查，掌握工程特点和难点，为监控量工作的顺利开展做好准备。
3、监测方案制定
1）现场监控量测小组按照监控量测设计的要求，结合初始调查结果编制实施方案，经业主、监理审查批准后实施。
2）确定监测项目、仪器、测点布置原则、量测频率、数据处理、反馈方法、组织机构及管理体系，并在施工的全过程中认真实施。
3）监测项目分为必测项目和选测项目。
必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目；
选测项目是为满足隧道设计与施工的特殊要求进行的监控量测项目。
4）测点布置原则（见附件一、二）
4、测点埋设及初始数据采集
基准点应埋设在施工影响范围之外，并便于监测。
测点埋设应牢固、可靠，埋设后，应及时取得初始数据。
5、现场量测及数据处理、分析
1）现场量测及数据处理、分析包括数据采集、校核、整理及分析。
2）每次观测后应立即对观测数据进行校核，如有异常应及时补测。
3）每次观测后应及时对观测数据进行整理，包括观测数据计算、填表制图、误差处理等。
4）监控量测数据的分析应包括以下主要内容:
a、根据量测值绘制时态曲线;
首先根据监控量测数据绘制时间－位移（应力）散点图和距离－位移（应力）散点图。
然后根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数进行回归分析，对最大值（最终值）进行预测，并与控制基准值进行比较，结合施工工况综合分析围岩和支护结构的工作状态。
如果位移（应力）曲线正常，说明围岩处于稳定状态，支护系统是有效、可靠的，如果位移（应力）出现反常的急骤增长现象（出现了反弯点），表明围岩和支护已呈不稳定状态，应立即采取相应的工程措施。
对于应力监测，根据不同施工阶段，在隧道横断面图上按一定的比例把应力值点画在各元器件分布位置，并以连线的形式将各点连接起来，成为隧道应力分布形态图，掌握应力分布情况。
b、选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较。
5、环境及安全性评价
通过对监测数据的处理与分析，并与判定基准进行比较，对环境及安全性做出评价。
六、机械设备
根据监测方案要求，备好机械设备，为监测工作做好充分准备
七、作业组织
根据现场实际情况，成立现场监控量测小组及信息反馈小组，负责日常监测工作及资料整理工作。
八、安全生产及环境保护
1.开工前，应对监测人员进行安全培训，遵守安全生产的各项规定，服从现场统一安排、指挥。
2.监测工作中严格按审定的监测计划及监测作业指导书等实施各道工序。
3.现场监测作业人员一律要戴安全帽，服从现场统一指挥。
4.对施工现场所使用的测量仪器注意安全放置，杜绝由于使用和放置不当而造成的事故。
5.加强现场施工用电管理，比如监测时照明用电应由施工单位专业电工操作。
6.在监测工作的生产及生活活动中，加强对监测组人员的教育，做到管理程序化，作业标准化，确保生产安全。
7.及时对安全生产情况进行分析总结，对安全生产过程中存在的问题提出改进措施，确保生产安全。
附件一隧道监测要求
1、地质及支护情况观察（洞内外观察）
洞内观察
A、开挖掌子面观察：
通过围岩地质状况和支护状况描述，对围岩进行合理的分类及对稳定性进行合理的评价，每次开挖后进行一次，当地质情况基本无变化时可每天进行一次。
B、初期支护完成区段观察：
每天至少进行一次，观察内容包括喷混凝土、锚杆、钢架的状态。
洞外观察
洞口地表情况、地表沉陷、边坡、仰坡的稳定、地表水渗漏的观察。
要求使用仪器、材料、工具：
地质罗盘、地质锤、钢卷尺、放大镜、秒表、手电、照相机或摄像机等。
2、周边位移量测
在确定监测的隧道断面开挖或初喷后24小时内，在隧道左边墙和右边墙部位分别埋设测桩（测桩埋设深度Ⅳ级～Ⅴ级围岩约30cm，Ⅲ级围岩约20cm，钻孔直径约2cm，用早强锚固剂固定，测桩设置保护罩），并进行初始读数。
监测仪器采用隧道收敛计。
监测方法采用精度较高的水平基线监测方法，并进行温度修正。
所有斜井及平导、正洞都采用收敛计进行测试，收敛测试方法根据开挖方法进行设置，如图1.1所示。
3、拱顶下沉量测
在确定监测的断面隧道开挖或初喷后24小时内，在隧道拱顶部位埋设1个（围岩较差或大断面时应布置3个测点）带挂钩的测桩（测桩埋设深度Ⅳ级～Ⅴ级围岩约30cm，Ⅲ级围岩约20cm，钻孔直径约2cm，用早强锚固剂固定），并进行初始读数。
监测仪器采用水准仪或高精度全站仪。
监测方法采用水准抄平方法，基准点分别设置在洞内和洞外（用于校核），视线长度一般不大于30m，监测误差控制在1.0mm以内。
不同施工方法时拱顶下沉测点布置见图1.2。
图1.1不同施工方法时周边收敛测线布置
图1.2不同施工方法时拱顶下沉测点布置
4洞口地表下沉量测
根据每个隧道施工现状，隧道进出口浅埋段洞口至少布置1个地表下沉量测断面，每个断面各布置9～11点布置，如图1.4所示，地表沉降测点纵向间距如表1所示。
下沉测点采用钢筋制作，直径≮20mm，长度≮1m。
基准点距隧道边缘距离不小于1倍隧底埋深,实际埋设根据隧道地表情况进行。
仪器测站应选择在通视条件良好的地方，以便在一个测站上观测到尽可能多的测点，尽量减少转点。
同时应使视线长度满足建筑变形二级水准观测的要求，即视线长度不大于50m。
如受现场环境限制前后视距差不能达到《工程测量规范》（GB50026-2007）技术要求时，为了消除仪器i角误差带来观测精度上的影响，测站位置应尽量固定。
表1.1地表沉降测点纵向间距
埋设与开挖宽度
纵向测点间距（m）
2B＞H0＞2.5B
20～50
B＜H0≤2B
10～20
H0≤B
5～10
注：
H0—隧道埋深；
B—隧道最大开挖宽度。
图1.4地表沉降埋设示意图
附件二地铁项目监测要求
1、变形监测网
变形监测网主要包括基准点、工作基点和变形监测点等。
工作基点应选择在相对稳定和方便使用的位置，且定期将工作基点与基准点进行联测。
在通视条件良好、距离较近、观测项目较少的情况下可直接将基准点作为工作基点。
另外基准点不应受工程施工、降水及周边环境变化的影响，应设置在位移和变形影响范围以外、位置稳定、易于保存的位置，并应定期复测，复测周期视基准点所在位置的稳定情况而定。
一般情况下，基准点可利用设计单位提供给施工单位的测量控制点（与施工单位同步复测成果）。
若无法利用设计单位提供的测量控制点可选择较稳定位置自行制作，如下图：
图2.1水准点埋设图（岩石地层）
图2.2水准点埋设图（土层中）
图2.3平面控制点埋设图（岩石地层）
图2.4平面控制点埋设图（土层中）
基准点布设原则：
a.基准点是检验工作基点稳定性的基准，选设在远离地铁基坑施工影响区范围外的稳固位置；
b.工作基点是直接测点变形观测点的依据，选设在相对稳定的地段，一般至少距基坑开挖深度2.5倍范围之外；
c.基准点的分布应满足准确、方便引测全部观测点的需要，每个相对独立的测区基准点及工作基点的个数均不应少于3个，以保证必要的检验、复核条件；
d.基准点及工作基点要避开交通干道、地下管线、仓库堆栈、水源井、河岸、松软填土、滑坡斜面及标志易遭破坏的地点；
e.定期做好基准点、工作基点的高程联测复核工作，确保监测网的稳定性。
2、地表沉降
沉降监测点按照设计图纸中监控量测设计中的要求，在施工影响范围内的地表布置。
地表沉降监测点标志采用窖井测点形式，采用人工开挖或钻具成孔的方式进行埋设，要求穿透路面结构层（埋设形式如图2.5）。
测点加保护盖，孔径不得小于80mm。
道路、地表沉降监测测点应埋设平整，防止由于高低不平影响人员及车辆通行，同时，测点埋设稳固，做好清晰标记，方便保存。
图2.5地表沉降监测点布置示意图
地表沉降测点采用人工开挖或钻具成孔的方式进行埋设，埋设步骤如下：
a.土质地表使用洛阳铲，硬质地表使用工程钻具，开挖直径约80mm，深度不小于0.5m孔洞（孔深视现场情况确定合适深度）；
b.夯实孔洞底部，清除渣土，向孔洞内部注入适量清水养护；
c.灌注入标号不低于C20的混凝土（不得与原硬质地面或混凝土路底面接触），并使用震动机具使之灌注密实，混凝土顶面与原硬质地表底面距离保持在5cm左右；
d.在孔中心置入长度不小于80cm的钢筋标志，露出混凝土面约1～2cm；
e.上部加装钢制保护盖（直径不小于150mm）；
f.养护15天以上。
观测、计算方法及要求
水准监测网观测采用几何水准测量方法，使用精密水准仪进行观测，主要技术要求如下：
a.基准点、工作基点观测按《工程测量规范》GB50026-2007二等垂直位移监测网技术要求观测，其主要技术要求见下表：
表2.3垂直位移监测网主要技术指标及要求
序号
项目
限差
1
相邻基准点高差中误差
0.5mm
2
每站高差中误差
0.15mm
3
往返较差及环线闭合差
±
0.3
mm（n为测站数）
4
检测已测高差较差
0.4
5
视线长度
30m
6
前后视的距离较差
0.5m
7
任一测站前后视距差累计
1.5m
8
视线距离地面最低高度
地表监测基准点为已知高程点，利用测得的各监测点与基准点的高差ΔH，可得到各监测点的高程H，其与上次测得高程的差值Δh即为该监测点的沉降值，即
Δh（1，2）=H
（2）-H
（1）
沉降监测点按《工程测量规范》GB50026-2007二等垂直位移监测网技术要求观测，主要技术指标及要求见下表：
表2.4沉降监测点观测主要技术指标及要求
沉降观测点与相邻基准点高差中误差
1.0mm
0.30mm
0.6
0.8
50m
2.0m
3.0m
0.3m
b.观测采用闭合水准路线时可以只观测单程，采用附合水准路线形式必须进行往返观测，取两次观测高差中数进行平差。
观测顺序：
往测：
后、前、前、后；
返测：
前、后、后、前；
观测注意事项如下：
①对使用的水准仪、水准尺应在项目开始前和结束后进行检验，项目进行中也应定期进行检验，确保仪器处于良好状态；
②观测应做到三固定，即固定人员、固定仪器、固定测站；
③观测前应正确设定记录文件的存贮位置、方式，对精密水准仪的各项控制限差参数进行检查设定，确保附合观测要求；
④应在无气浪状态下，确保标尺刻度清晰的条件下进行观测；
⑤仪器温度与外界温度一致时才能开始观测；
⑥每测段往测和返测的测站书均应为偶数，否则应加入标尺零点差改正；
⑦由往测转向返测时，两标尺应互换位置，并应重新整置仪器；
⑧完成闭合或附合路线时，应注意电子记录的闭合或附合差情况，确认合格后方可完成测量工作，否则应查找原因直至返工重测合格。
3、坑底隆起
基准点布设原则、方法与地面沉降测试相同。
监测点布设原则在基坑中央及纵轴线上布设，布设间距按设计要求。
4、管线沉降
地下管线沉降监测点在受施工影响的管线上设置，布置的原则为：
原则上地下管线监测点重点布设在煤气管、给水管、污水管、大型雨水管及市政管线方沟上，测点布置时要考虑地下管线与工程的相对位置关系；
测点宜布置在管线的接头处，或者对位移变化敏感的部位；
根据设计图纸要求，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监测点处。
地下管线沉降监测点埋设方式如下：
有检查井的地下管线应打开井盖直接将测点布设到管线上或管线承载体上；
无检查井但有开挖条件的管线应开挖暴露管线，将测点直接布到管线上；
无检查井也无开挖条件的管线可在对应的地表埋设间接观测点；
在管线上布设监测点时，对于封闭的管线可采用抱箍式埋点，对于开放式的管线可在管线或管线支墩上做监测点支架。
管线沉降测点标志形式如下图：
图2.6地下管线沉降监测点布置示意图
计算、观测方法及要求
在埋设好的地下管线沉降监测点上支立铟钢尺，采用几何水准测量方法，使用精密水准仪采用往、返路线进行量测。
观测按《工程测量规范》GB50026-2007二等垂直位移监测网技术要求观测，观测注意事项与地表沉降监测相关要求一致。
成果合格后，计算各测点与水准原点的高差。
统计并比较各次的高差值，就能得出该次各地下管线沉降监测点的下沉值。
地下管线沉降监测点埋设时应注意准确调查核实管线位置，确保测点能够准确反映管线变形，采用钻孔埋设方式测点埋设前应探明有无其它管线，确保埋设安全。
在无检修井管道沉降监测点埋设时，埋设间接测点的孔径不得小于150mm。
5、桩体水平位移/基坑周围土体水平位移
1）测试形式及工作原理
工程结构或土体深层水平位移的监测宜采用在结构内或土体内预埋测斜管、通过测斜仪观测各深度处的水平位移的方法。
测斜装置包含三部分：
测斜仪（如下图）、测斜导管和测读仪。
图2.7测斜仪构造示意图
活动式测斜仪及其导轮是沿测斜导管的导槽沉降或提升，测斜探头内加速度计传感器可以敏感的测出导管在每一深度处的倾斜角度，其结果是输出一个电压信号，在读数仪的面板上显示出来，测斜仪测出的电压信号是以测斜导管导槽为方向基准，在某深度处，测斜仪上下导轮标准间距L上的倾斜角的正弦函数，该函数可换算成水平位移。
如下图所示，加速度计敏感轴在水平面内时，矢量g在敏感轴上的投影为零，加速度计输出为零，当加速度计敏感轴与水平面存在一个倾角时（等同于加速度计敏感轴与垂直基准线的夹角记为
），加速度计输出一个电压信号。
式中：
；
。
为消除
的影响，可以将探头调转180°
，在该点进行第二次测量，则有：
图2.8测斜仪计算示意图
为将偏值
消去，将
进行作差，得差数：
当把这些水平位移偏量累积起来，从测孔底部始绘成曲线，结果就是初次观测与后来的任一次观测之间的水平偏移变化曲线，代表此观测期间土体发生的变形，即水平位移，从这个偏移曲线上很容易看出在某个深度正在发生偏移。
计算时，必须设定好基准点，基准点可以设在测斜管顶部或底部。
若测斜管底部进入基岩较深的稳定层，则底部可以作为基准点。
对于悬挂式（底部未进入基岩的）可以将管顶作为基准点，每次量测前必须测定基准点的坐标。
2）测点布设原则及方法
桩体水平位移：
按照设计要求布设监测点，通过直接绑扎或设置抱箍将测斜管固定在围护结构桩（墙）体的钢筋笼上，钢筋笼入孔（或槽）后浇筑混凝土。
测斜管与支护结构的钢筋笼绑扎埋设，绑扎间距不宜大于1.5米，测斜管与钢筋笼的固定必须十分稳定，以防浇筑混凝土时，测斜管与钢筋笼相脱落。
同时必须注意测斜管的纵向扭转，很小的扭转角度可能导致测斜仪探头被导槽卡住。
图2.9测斜管绑扎埋设实景图
（1）
图2.10测斜管绑扎埋设实景图
（2）
操作要求及注意事项：
a.管底宜与钢筋笼底部持平或略低于钢筋笼底部，顶部达到地面（或导墙顶）；
b.测斜管与围护结构的钢筋笼绑扎埋设，绑扎间距不宜大于1.5m；
c.测斜管的上下管间应对接良好，无缝隙，接头处牢固固定、密封；
d.测斜管绑扎时应调正方向，确定好钢筋笼的下放、固定方向，始终使管内的一对测槽垂直于测量面（即平行于位移方向），固定好测斜管和钢筋笼一起下放；
e.封好底部和顶部，保持测斜管的干净、通畅和平直；
f.做好清晰的标示和可靠的保护措施。
图2.11测斜管埋设图
土体水平位移：
当桩体内测斜管遭到破坏时，在围护桩体对应的基坑外部土体钻孔，测试桩体相应断面位置的土体水平位移。
钻孔孔径略大于测斜管外径，一般测斜管是外径Φ76，钻孔内径Φ110比较合适，孔深一般要求穿出结构体3～8m比较合适，硬质基底取小值，软质基底取大值，然后将在地面连接好的测斜管放入孔内。
2）观测、计算方法及要求
观测方法：
a.用模拟探头检查测斜导管导槽质量，是否有卡探头的现象；
b.首先，必须设定好基准点，基准点可以设在测斜管顶部或底部。
对于悬挂式（底部未进入基岩的）可以将管顶作为基准点，每次量测前必须采用光学仪器或其他手段确定基准点的坐标；
c.开启测斜仪测读仪处于工作状态，将探头导轮插入测斜导管导槽内，缓慢地下放至管底稳定一段时间（建议超过5分钟），然后由管底自下而上沿导槽全长每隔0.5m读一次数据，记录测点深度和读数。
测读完毕后，将探头旋转180°
插入同一对导槽内，用上述方法再观测一次，深点深度同第一次相同；
d.每一深度的正反两读数的绝对值宜相同，当读数有异常时应及时补测。
计算方法：
当被测桩体产生变形时，测斜管轴线产生挠度，用测斜仪确定测斜管轴线各段的倾角，便可计算出桩体的水平位移。
设基准点为O点，坐标为（X0，Y0），于是测斜管轴线各测点的平面坐标由下列两式确定：
式中
—测点序号，
=1，2,3……
;
—测斜仪标距或测点间距（m）；
—测斜仪率定常数；
—X方向第
段正、反测应变读数差之半；
—Y方向第
为消除量测装置零漂移引起的误差，每一测段两个方向的倾角都应进行正、反两次量测，即
当
或Δ
＞0时，表示向X轴或Y轴正向倾斜，当Δεxi或Δεyi＜0时，表示向
轴或
轴负向倾斜，由上式可计算出测斜管轴线各测点水平位置，比较不同测次各测点水平坐标，便可知道桩体的水平位移量。
要求：
a.测斜导管应在测试前5天装设完毕，在3～5天内用测斜仪对同一测斜管作2～3次重复测量，判明处于稳定状态后，以3次测量的算术平均值作为侧向位移计算的基准值；
b.测斜探头放入测斜导管底应等候5分钟，以便探头适应管内温度，观测时应注意仪器探头和电缆线的密封性，以防探头数据传输部分进水。
测斜观测时每0.5m标记一定要卡在相同位置，每次读数一定要等候电压值稳定才能读数，确保读数准确性。
6、围护结构桩顶水平位移（基坑收敛）
激光收敛计（测距仪）：
安装在基坑冠梁同一水平断面上，一端为固定仪器测点，另一端为目标测点（标志板上红色圆点标记）进行量测。
激光对点装置操作简单、快捷，只需在平面和立面上进行角度粗调、锁定、再微调即达到准确对点，测试精度满足要求。
特别注意安装时反射靶安装角度应与激光方向基本垂直，水平和竖向不平度应控制在5度以内。
全站仪：
对于基坑周边水平位移观测，按一个层次布网，由控制点组成控制网，由观测点与所联测的控制点组成扩展网，扩展网和单一层次布网采用前、后方交会法或附合导线等形式。
对于观测精度要求较高的截段，控制点宜采用有强制对中装置的观测墩，其对中误差不应超过0.1mm。
控制点要便于长期保存、加密、扩展，视野开阔，相邻点之间应通视良好不受影响。
基准点的布设：
桩顶水平位移量测对象主要为车站基坑的围护结构顶部，首先需要建立位移监测网，设置基准点和工作基点。
一般情况下，基准点采用城市平面控制系统为基准建立，采用附合或闭合导线形式，起始并闭合于地铁工程精密导线上。
基准点数量不应少于3个，工作基点可根据需要选择较稳定的位置设置（根据施工现场实际情况确定），并定期与基准点联测。
常见的工作基点制作要求如下：
基准点（工作基点可参考）布置原则如下：
①基准点是监测成果稳定的基准，应设于基坑开挖深度2～4倍距离外的稳定区域；
②基准点位布设应满足相关要求，距基坑结构外沿50m以外的稳定通视条件较良好的位置；
③每个相对独立的测区基准点
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