地鐵工程監(jiān)控量測技術(shù)

地鐵工程量測監(jiān)控

劉維寧北方交通大學(xué)1本課題研討的三類環(huán)境影響問題管線樓房樁基橋面管線隧道目的、意義、必要性23456789圖2-2呼家樓站、橋墩樁基及地面建筑位置關(guān)系剖面圖高層建筑10圖3-1科南路—知春路區(qū)間隧道與城鐵立交橋墩樁根底關(guān)系剖面圖11圖5-5國貿(mào)站與國貿(mào)橋橋墩位置關(guān)系Ⅴ—Ⅴ剖面圖1213

監(jiān)控量測實施流程監(jiān)測與工程施工關(guān)系協(xié)調(diào)修正或繼續(xù)按設(shè)計要求施工判別數(shù)據(jù)采集、分析監(jiān)控量測測點安裝編制監(jiān)測方案現(xiàn)場調(diào)查，搜集根本資料141、監(jiān)控量測目的2、監(jiān)控量測方案3、監(jiān)控量測問題151監(jiān)控量測的目的〔1〕監(jiān)視地層、支護與構(gòu)造的應(yīng)力和變形情況，驗證支護系統(tǒng)的設(shè)計穩(wěn)定性?！?〕保證監(jiān)控變形在允許范圍之內(nèi)，保證地層穩(wěn)定和施工平安?！?〕經(jīng)過量測數(shù)據(jù)的分析處置，掌握各種數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，提供地層和支護系統(tǒng)襯砌最終穩(wěn)定的信息?！?〕積累量測數(shù)據(jù)，為今后的設(shè)計與施工提供工程類比的根據(jù)。16編制規(guī)范(1)北京地鐵***標(biāo)土建工程施工招標(biāo)文件及招標(biāo)書；(2)北京地鐵***標(biāo)土建工程施工設(shè)計圖；(3)<地下鐵道、輕軌交通工程丈量規(guī)范>GB50308-1999；(4)<地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范>GB50299-1999；(5)<建筑變形丈量規(guī)程>JGJ/T8-97；(6)<全球定位系統(tǒng)城市丈量技術(shù)規(guī)程>CJJ73-97；(7)<工程丈量規(guī)范>GB50026-93；(8)<城市丈量規(guī)范>CJJ13-87；(9)<城市地下水動態(tài)觀測規(guī)程>CJJ/T76-98；(10)<建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程>JGJ120-99；(11)<巖土工程平安監(jiān)測手冊>。172.1主要內(nèi)容工程特點分析，工程監(jiān)測工程確定，監(jiān)測目的現(xiàn)場調(diào)查，監(jiān)測控制目的與執(zhí)行規(guī)范，必要的施工力學(xué)分析以確定預(yù)警值和預(yù)警過程，測點布置方案，量測儀器選擇，監(jiān)控量測方案，數(shù)據(jù)處置與報表方案，量測管理機構(gòu)與預(yù)警措施，投資估算。2、監(jiān)控量測方案18工程特點分析周圍環(huán)境建〔構(gòu)〕筑物與管線，構(gòu)造特點，地質(zhì)特點地下水施工方法特點2、監(jiān)控量測方案19呼家樓站呼家樓站呼家樓站高架橋橋墩道路紅線呼家樓站2021222324252627工程監(jiān)測工程確定地表〔地層〕沉降管線建筑物〔含根底〕橋梁〔含根底〕地下構(gòu)筑物〔既有地鐵〕隧道洞內(nèi)沉降與收斂基坑變形量測支護及構(gòu)造內(nèi)力水位2、監(jiān)控量測方案2829303132L333435363738隧道收斂量測隧道收斂量測39隧道圍巖變形的傳統(tǒng)量測工具：鋼尺收斂計40東直門隧道現(xiàn)場測點布設(shè)維護盒部分翻開丈量時平常封鎖時東直門隧道丈量現(xiàn)場4142基坑變形量測基坑變形形狀4344隧道與地下工程的根本實際地下構(gòu)造的荷載地層壓力水壓力〔靜水壓力、浸透壓力、浮力〕地層抗力地層變形所產(chǎn)生的附加荷載構(gòu)造自重地面附加荷載〔靜載、動載〕45隧道與地下工程的根本實際混凝土收縮徐變影響力溫度應(yīng)力施工荷載設(shè)備荷載人群荷載車輛荷載地震力46地層壓力地層壓力的來源地應(yīng)力自重應(yīng)力流變壓力膨脹力沖擊力地溫壓力隧道與地下工程的根本實際47地層壓力的表現(xiàn)方式初始應(yīng)力場二次應(yīng)力場三次，，，多次應(yīng)力場圍巖及圍巖壓力隧道與地下工程的根本實際48均勻地層基坑第一講隧道與地下工程的根本實際49地層壓力荷載的性質(zhì)形變壓力松動壓力dPd隧道與地下工程的根本實際PP0PmPddmdd50形變壓力PP0ddPdP隧道與地下工程的根本實際51形變壓力松動壓力PP0PmPddmddPd第一講隧道與地下工程的根本實際52確定地層壓力的方法閱歷類比的方法實踐量測的方法計算分析的方法反演分析的方法隧道與地下工程的根本實際53閱歷類比的方法圍巖分類穩(wěn)定性地壓力支護設(shè)計襯砌設(shè)計物理力學(xué)指標(biāo)穩(wěn)定分析54閱歷類比的方法工程巖體分級規(guī)范鐵路隧道圍巖分級法公路隧道圍巖分類法國外通用圍巖分類法RQD,Qsystem第一講隧道與地下工程的根本實際55計算分析方法一〔松動壓力〕經(jīng)典的地壓實際深基坑自動與被動土壓力〔郎肯、庫侖〕隧道與地下工程的根本實際極限1極限2實踐56土壓天然重度抗力剛度合算57q1水壓土壓天然重度，浮重度抗力剛度分算58條形荷載qh2

5960隧道與地下工程的根本實際地下構(gòu)造61h第一講隧道與地下工程的根本實際超淺埋62H第一講隧道與地下工程的根本實際淺埋63H第一講隧道與地下工程的根本實際深埋64必要的施工力學(xué)分析以確定預(yù)警值和預(yù)警過程按施工步序確立分級預(yù)警目的2、監(jiān)控量測方案656667686970地層稱號密度(g/cm3)計算彈性模量(Mpa)泊松比抗剪強度(Mpa)摩擦角(度)雜填土1.7100.30.0230粉土2.090.350.02330粘土1.9840.350.02614粉砂2.05260.23028中砂2.01360.2040圓礫2.15450.2032初期支護25255000.2--二次襯砌25300000.2--

71Simulationoftopdriftandarchconstruction72ComparisonIn-situmeasurement(April1995toDecember1997)andFEMprediction

ThepilottunnelconstructionSectionNo.1〔B187+03〕TopdriftconstructionSectionNo.173測點布置方案2、監(jiān)控量測方案74地鐵五號線崇文門站的施工監(jiān)測75767778地鐵五號線張自忠路站的施工監(jiān)測798081地鐵四號線動物園站的施工監(jiān)測828384地鐵十號線呼家樓站的施工監(jiān)測85862.1主要內(nèi)容工程特點分析，工程監(jiān)測工程確定，監(jiān)測目的現(xiàn)場調(diào)查，監(jiān)測控制目的與執(zhí)行規(guī)范，必要的施工力學(xué)分析以確定預(yù)警值和預(yù)警過程，測點布置方案，量測儀器選擇，監(jiān)控量測方案，數(shù)據(jù)處置與報表方案，量測管理機構(gòu)與預(yù)警措施，投資估算。2、監(jiān)控量測方案871〕初次監(jiān)測的時間2〕關(guān)于監(jiān)測規(guī)范3〕暫時支護內(nèi)力的監(jiān)測4〕先進監(jiān)測技術(shù)的運用5〕量測任務(wù)的管理6〕影響沉降的幾個要素3、監(jiān)控量測問題討論88初次監(jiān)測時間地表洞內(nèi)洞內(nèi)最終地表最終開場量測1量測沉降1量測沉降2開場量測289關(guān)于監(jiān)測規(guī)范監(jiān)測控制規(guī)范===最小值｛管線允許值，建筑根底允許值，地層穩(wěn)定允許值，地面沉降允許值｝風(fēng)險分擔(dān)設(shè)計院提出的規(guī)范是設(shè)計院的設(shè)計保證施工單位提出的規(guī)范是施工單位對于業(yè)主的承諾業(yè)主提出的規(guī)范是業(yè)主的要求三方的風(fēng)險責(zé)任和投資平衡90推斷地表最大沉降根底允許最大沉降△L推斷拱頂最大沉降91各類建筑物允許傾斜下沉率建筑物構(gòu)造類型地基土類型中低緊縮性土高緊縮性土砌體承重構(gòu)造0.002L0.003L工業(yè)與民用建筑物相鄰樁基的沉降差：

磚石墻填充邊排樁0.007L0.001L框架構(gòu)造0.002L0.003L不均勻沉降時不產(chǎn)生附加力的多層、高層構(gòu)造0.005L0.005L高層或多層建筑物的根底傾斜：

H＜24m0.0040.00424≤H＜600.0030.00360≤H＜1000.0020.002H≥1000.00150.0015注：(a)L指相鄰柱基的中心間隔或根底長，mm，H指自室外地面算起的建筑物高度，m；(b)傾斜是指根底傾斜方向兩端點的沉降差與其間隔的比值。92推斷地表最大沉降管線允許最大沉降推斷拱頂最大沉降93煤氣管線的沉降或程度位移均不得超越10mm，每天開展不得超越2mm；采用焊接接頭的煤氣管兩個接頭之間的部分傾斜值不大于0.002自來水管線的沉降或程度位移均不得超越30mm，每天開展不得超越5mm。采用焊接接頭的水管兩個接頭之間的部分傾斜值不應(yīng)大于0.006，承插式接頭的鑄鐵水管、鋼筋砼水管兩個接頭之間的部分傾斜值不應(yīng)大于0.0025，94推斷地表最大沉降橋面允許最大沉降△推斷拱頂表大沉降95guan關(guān)于橋基的控制規(guī)范是什么？9697地面沉降允許值-30mm,+1mm由此推算拱頂沉降允許值98隧道內(nèi)失穩(wěn)99guan關(guān)于隧道失穩(wěn)的控制規(guī)范是什么？100初期支護變形允許值正確地了解和運用規(guī)范隧道規(guī)范中，沒有給出初期支護的變形允許值僅有圍巖變形的閱歷控制值基坑變形允許值為樁頂位移30樁體位移50地面沉降30101重點控制拱部沉降地表洞內(nèi)思索地面沉降和隧道內(nèi)變形的時間滯后特點應(yīng)重點監(jiān)空隧道內(nèi)變形，也就是初期支護變形102監(jiān)測控制目的與執(zhí)行規(guī)范控制規(guī)范=最小值｛管線允許值，建筑根底允許值，地層穩(wěn)定允許值，地面沉降允許值｝落實到任務(wù)面〔拱頂沉降值〕1032〕暫時支護內(nèi)力的監(jiān)測3、監(jiān)控量測問題討論1041053〕先進監(jiān)測技術(shù)的運用3、監(jiān)控量測問題討論106隧道圍巖變形的傳統(tǒng)量測工具：鋼尺收斂計107雖然鋼尺收斂計本身的讀數(shù)精度很高，但在監(jiān)測過程中，遭到設(shè)備安頓等各種要素的限制，實踐精度容易受人為要素制約和影響。從而失去了數(shù)據(jù)的可靠性和參考價值，難以保證施工平安。108非接觸量測方法的分析比較所謂非接觸量測是指運用光電測距、攝影丈量、傳感器等現(xiàn)代測試技術(shù)手段在不接觸被測目的點的情況下，獲取被測點的空間位移信息的方法。目前嘗試過的非接觸量測方法主要有：1、近景攝影丈量；2、多通道無線遙測隧道圍巖位移；3、光纖檢測技術(shù)；4、經(jīng)緯儀空間前方交會及全站儀三維丈量。109東直門隧道現(xiàn)場測點布設(shè)維護盒部分翻開丈量時平常封鎖時東直門隧道丈量現(xiàn)場110部分軟件界面1114〕量測任務(wù)的管理3、監(jiān)控量測問題討論112應(yīng)包括的內(nèi)容：測點描畫〔平面，縱面，橫面，