
一、工作大纲和监测实施方案
1、工程概况
2、监测方案的编制依据
3、监测方案的编制目的
4、监测内容
5、监测的方法和监测点布置
6、监测频率及报警值
二、 监测技术管理措施和质量控制措施
1、监测技术管理措施
1.1、项目组织机构
1.2、监测服务措施
1.3、监测成果提交
1.4、组织协调
2、监测质量保证措施
3、安全文明生产、环境保护目标和保证措施
3.1、安全文明施工目标
3.2、安全保证体系
3.3、文明施工保证措施
3.4、环境保护
三、信息化监测和成果反馈
四、对所监测项目的认识
五、合理化建议
一、工作大纲和监测实施方案
(一、)工程概况
本工程主线为双向四车道隧道,匝道为单向单车道隧道。主线设计车速50km/h,车道宽度为3.5m+3.5m,限界宽度4.5m,其中北线路线全长3001m,南线路线全长2702.084m,最大纵坡5.95%;匝道设计车速40km/h,车道宽度为3.5m,限界宽度4.5m,4个匝道总线总长2659.545m,最大纵坡6.98%。隧道暗挖段拟采取矿山法施工。
(二、)监测方案的编制依据
(1)《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007)
(2)《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-99);
(3)《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)
(4)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2003);
(5)国家一、二等水准测量规范(GB50026-93);
(6)工程测量规范(GB127-91);
(三、)监测方案的编制目的
拟建隧道穿越湘江大堤、城区主干道、湘江底部,开挖难度较大,地质条件差,周边环境复杂,为了切实保证基坑、竖井、隧道及周围建筑物、道路和地下管线的安全,及时跟踪掌握在开挖施工过程中可能出现的各种不利现象,为建设、设计和施工单位合理安排开挖和施工进度,确保基坑、竖井、隧道及周围建筑物、道路和地下管线的安全,及时采取应急措施提供技术依据。同时,爆破开挖施工因爆破振动引起的地震动对周边环境也会造成一定的影响,为此必须进行爆破地震动安全监测。
(1)对基坑施工期间基坑变形和其影响范围内的环境变形、被保护对象的变形以及其它与施工有关的项目或量值进行测量,及时和全面地反映它们的变化情况,实现信息化施工,并将监测数据作为判断基坑安全和环境安全的重要依据。
(2)为修正设计和施工参数、预估发展趋势、确保工程质量及周边管线的安全运营提供实测数据,是设计和施工的重要补充手段;
(3) 通过爆破震动引起的质点振动速度峰值与频率监测与控制,根据施工现场与环境实际情况,确定爆破震动安全控制指标,建立爆破震动预警系统,根据爆破震动监测结果的分析、处理与及时反馈,指导与优化隧道爆破开挖施工,以保证爆破施工的顺利安全进行和周边环境与人员安全
(4)为设计和修正支护结构形式和参数提供依据,正确选择开挖方法和支护施作时间,为隧道施工和长期使用提供安全信息
(5)为理论验证提供对比数据,为优化施工方案提供依据;
(6)积累区域性设计、施工、监测的经验
(四、)监测内容
1、基坑监测
1.1支护结构桩(墙)顶水平位移
1.2支护结构变形
1.3支撑轴力
1.4锚杆拉力
1.5支撑立柱沉降
1.6土体侧向变形
1.7地下水位
1.8地下管线监测
2、建筑物沉降、倾斜、裂缝监测
3、爆破震动安全监测
4、暗挖隧道施工监测
(1)地质及支护状态观察
( 2)周边位移
(3)拱顶下沉
(4)锚杆轴力及抗拔力
(5)洞口浅埋段地表下沉
(6)开挖轮廓测量
(7)围岩体内部位移(洞内设点)
(8)围岩体内部位移(地表设点)、土体侧向变形
(9)围岩压力及两层支护间压力
(10)钢支撑内力
(11)初衬、二衬砼应力、裂缝
(12)渗透水压力
(五、)监测的方法和测点布置
1、基坑监测
(1)支护结构桩(墙)顶水平位移
监测方法:利用前视固定点形成的测量基线,用经纬仪测量支护结构桩(墙)顶部各测点与基线间距离的变化;如果视线受,则建立平面控制网,采用全站仪测水平角、水平距进行计算,从而了解支护结构桩(墙)顶部因相应位置土体的挖除对其顶部水平位移的影响程度,分析支护结构桩(墙)的稳定情况。
测点布置:测点沿基坑周边布置,长、短边中点且间距为10~15m范围内沿基坑两侧对称布置,在支护结构桩(墙)顶部的测点处埋入顶部为光滑的凸球面的钢制测钉,测钉与混凝土体间不应有松动。
仪器:全站仪
(2)支护结构变形
监测方法:在支护结构内埋设测斜管(管长同支护结构深度相同),先将测斜管绑在钢筋笼子的主钢筋上,密封测斜管底部及各处接头。将钢筋笼吊入槽内,测斜管要背向开挖面放置。埋设时,测斜管接头要对好管内壁的导向槽,导向槽的位置必须与所在的围护墙垂直。为防止施工时破坏测斜管,在支护结构顶部测斜管外加钢套管保护。测斜管的上口必须高出支护结构顶部20cm。
测点布置:测点沿基坑周边布置,长、短边中点沿基坑两侧对称布置。
仪器:测斜仪、测斜管。
(3)支撑轴力
监测方法:钢支撑采用智能钢弦式数码应变计来监测其支撑应力的变化,通过应力变化换算成轴力,从而了解围护体及支撑体系因相应位置土体的挖除而承受的侧向土压力,分析围护体及支撑体系的稳定情况。
测点布置:应变计安装在钢支撑管端部,将安装座焊接在钢支撑表面,将应变计固定在安装座上,用静态电阻应变仪通过数据电缆可直接读出应力变化,应变计分别安装在直撑或斜撑上。
仪器:智能钢弦式数码应变计、静态电阻应变仪
(4)锚杆拉力
监测方法:锚杆应力计按设计深度与裁截的锚杆对接,同时装好排气管。需要对焊的锚杆应力计注意与锚杆保持同轴,组装检测合格后的观测锚杆送入钻孔内安装时,应保护应力计不产生弯曲,锚杆根部应与孔口平齐。引出电缆或排气管后,安装检测合格则可灌浆埋
设。
测点布置:每根监测的锚杆一般布置2-4 个测点,以了解应力沿锚杆的分布规律、锚杆的受力状态和加固效果。
仪器:智能钢弦式数码锚杆应力计、静态电阻应变仪
(5)支撑立柱沉降
监测方法:建立高程控制网,利用精密水准仪观测测点高程变化情况,从而了解支撑立柱因相应位置土体的挖除对其竖直方向上的影响程度,分析支撑及支撑立柱的稳定情况。
测点布置:在支撑顶部的测点处埋入顶部为光滑的凸球面的钢制测钉,测钉与混凝土体间不应有松动,尽可能与水平位移点共用,有利分析支撑的变化情况。
仪器:精密水准仪
(6)土体侧向变形
监测方法:利用测斜仪可精确地测量沿垂直方向土层内部水平位移的原理,在基坑开挖之前先将有四个相互垂直导槽的测斜管埋入支护的土体中。测量时,将活动式测头放人测斜管,使测头上的导向滚轮卡在测斜管内壁的导槽中,沿槽滚动,活动式测头可连续地测定沿测斜管整个深度的水平位移变化,当土体产生位移时,埋人土体中的测斜管随土体同步位移,测斜管的位移量即为土体的位移量。
测点布置:测点沿基坑周边布置,长、短边中点且间距为10~15m范围内沿基坑两侧对称布置,尽可能与支护结构桩(墙)顶水平位移
点平行布置,有利分析支撑的受力变化情况与土体变形的关系。
仪器:测斜仪、测斜管。
(7)地下水位
监测方法:预埋水位观测管于土体内,用水位计测量,了解止水及降水效果及管涌、流砂等岩土工程病害发生的可能性。
测点布置:观测井布设在基坑的长、短边中点及基坑四角点外的土体中,距围护结构为1~2m处。观测井深度与围护结构深度相同。 设井时,先在土体内钻孔至设计深度,孔径100mm,然后将管径为53mm的 PVC带有用土工布裹住的进水孔的水位管(长5m)放入孔中,再于管外回填中粗砂至进水段上方30cm,其上方回填粘土封孔。管口设必要的保护装置。
仪器:精密水位仪
(8)地下管线监测
监测方法:基坑施工影响范围内的地下管线均应布设沉降测点。测点间距一般为10m~15m,采用间接法或直接法布置监测点。
测点布置:测点布置前要全面调查管线的详细位置,地下管线监测点的埋设除能利用原有管线设备点外采用模拟点法或间接点法。模拟点法即在地下管线相应上方开挖约40cm深样洞,将顶面刻划“+”的钢筋埋入其中,并用混凝土将其固定;间接点法即在地下管线相应上方将顶面刻划“+”的道钉打入道路接缝处。具体测点根据管线部门的要求确定。
仪器:精密水准仪
2、建筑物沉降、倾斜、裂缝监测
(1)建筑物沉降监测
监测方法:水准仪观测设在建筑物上的测点的高程变化情况
测点布置:基坑施工影响范围内的建筑物均应布设沉降测点。测点主要布设于房屋四角,长边超过25米和结构较差、距基坑较近的房屋在中部适当加密布点,在测点部位将L型测钉打入或埋入待测结构内,测点头部磨成凸球型,测钉与待测结构结合要可靠,不允许松动,并用(红色)油漆标明点号和保护标记,随时检查,保证测点在施工期间绝对不遭到破坏。
仪器:精密水准仪
(2)建筑物倾斜监测
监测方法:倾斜观测采用经纬仪垂线投影法。每次观测时将仪器置于倾斜观测基本点上,照准建筑物顶部标志,在垂直方向上向建筑物底部对应的标志处打出垂直线,直接在底部的钢尺上读取倾斜值,读至1.0mm。为了避免仪器误差,每次观测时,分别用经纬仪的盘左和盘右两个位置做向下投点,分别读取倾斜值,取算术平均值。(如图1)
测点布置:在待测的建筑物顶部做“+”标记,底部合适位置处粘贴钢尺标志。
仪器:全站仪
(图1)
(3)建筑物裂缝监测
监测方法:当建筑物发生裂缝时,应进行裂缝变化的观测,并画出裂缝的分部图,根据观测裂缝的发展情况,在裂缝两侧设置观测标志;对于较大的裂缝,至少应在其最宽处及裂缝末端各布设一对观测标志。裂缝可直接量取或间接测定,分别测定其位置、走向、长度、宽度和深度的变化。
测点布置:观测标志可用两块白铁皮制成,一片为150㎜×150㎜,固定在裂缝的一侧,并使其一边和裂缝边边缘对齐;另一片为50㎜×200㎜,固定在裂缝的另一侧,并使其一部分紧贴在150㎜×150㎜的白铁皮上,两块白铁皮的边缘应彼此平行。标志固定好后,在两块白铁皮露在外面的表面涂上红色油漆,并写上编号和日期。(如图2)
仪器:钢尺
(图2)
3、爆破震动安全监测
监测方法:以质点振动速度和主振频率作为爆破振动的测试量,每次测定竖直V、径向L 和切向T 三个分量。
测点布置:因测振目的是监控爆破时邻建筑物的振动特性,故将测点布设在建筑物牢固处,先将测点位置表面锉平并清理干净,然后用黄油作为耦合介质和胶凝剂固定好速度传感器,按测振要求将传感器上的箭头指向爆点。(如图3)
(图3)
仪器:爆破振动监测系统(如框图)
图4 爆破振动监测系统框图
4、暗挖隧道施工监测
(1)地质及支护状态观察
量测方法:利用地质素描、照相或摄像技术将观测到的有关情况和现象进行详细记录,观测中,如发现异常现象,要详细记录发现的时间、距开挖工作面的距离以及附近测点的各项量测数据。
仪器:地质罗盘、地质锤、钢卷尺、放大镜、秒表、手电、照相机或摄像机
( 2)周边位移
量测方法:根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段,设置监控测断面,每个断面分别在侧墙和拱顶设置测点,利用收敛计测读隧道周边某两点相应位置的变化,测点应距开挖面2m的范围内尽快安设,并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。
测点布置:埋设测点时,先在测点处用人工挖孔或凿岩机开挖孔径为40~80mm,深为25mm的孔。在孔中填满水泥沙浆后插入收敛预埋件,尽量使两预埋件轴线在基线方向上,并使预埋件销孔轴线处于铅垂位置,上好保护帽,待沙浆凝固后即可量测。(如图5)
仪器:收敛计
图5 洞内收敛点布置图
(3)拱顶下沉
量测方法:在拱顶布设固定测点,将钢尺或收收敛计挂在拱顶测点上,读钢尺读数,后视点可设在稳定衬砌上,读标尺读数,用水平仪进行观测。
测点布置:同收敛点布置相同。
仪器:精密水准仪、铟钢尺、标尺等仪器。
(4)锚杆轴力及抗拔力
量测方法:锚杆轴力量测沿隧道周边钻孔,布置与锚杆材质相同的量测锚杆,沿锚杆不同长度上布置元件,量测沿锚杆长度各点的轴力,锚杆抗拔力量测利用拉拔仪对已达到设计强度的锚杆进行拉拔试验,测试其是否达到设计抗拔力。
测点布置:根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段,设置监控量测断面,每个断面在侧壁和拱顶设置5个测孔(根据实情,每个测孔内布置2个测点),测孔、测点布置如图6所示。
仪器:钢筋应力计连接而成的量测锚杆,静态电阻应变仪,拉拔仪。
图6锚杆轴力监测布置图
(5)洞口浅埋段地表下沉
量测方法:在隧道浅埋地段的地表测试范围内埋设沉降观测点,用精密水准仪监测观测点的绝对下沉量,并计算出当天的沉降量
测点布置:在施工过程中可能产生的地表塌之处设置观测点,并在预计下沉断面以外4倍洞径处设水准基点,作为各观测点高程测量的基准,从而计算出各观测点的下沉量。洞外地表沉降监测测点布置(如图7)
仪器:精密水准仪、铟钢尺、标尺等仪器。
图7 隧道洞口段地表沉降监测布置图
(6)开挖轮廓测量
量测方法:将断面仪放置在隧道中任何适合于测量的位置,并在相应的检查点两侧放设法向点,分别作为隧道激光断面仪的定向点和校正点,通过对隧道开挖断面轮廓的检测,可以了解隧道欠挖和超挖的部位和数量。
测点布置:隧道每间隔20米处在开挖后、初衬前后、二衬前后量测。
仪器;激光断面仪。
(7)围岩体内部位移(洞内设点)
量测方法:从隧道内围岩内钻孔,在孔内安设测试元件多点位移计,量测沿钻孔不同深度岩层的位移值。对于洞内设点,沿隧道周边布置钻孔,在孔内埋设多点位移计,使各测点与钻孔壁紧密结合,岩层移动时带动测点一起移动,量测各测点钢带在孔口的读数。假定最远测点布置在稳定围岩内,进而可以求出各测点相对于最远测点的位移值。当最远测点的埋设深度愈大,本身受开挖的影响愈小,所测得的位移值愈接近绝对值。
测点布置:根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业 及监理认为有必要监控的地段,设置监控测断面,每个断面在侧壁和拱顶设置5个测点,测点布置如(图8)
仪器:多点位移计。
图8 多点位移计布置图
(8)围岩体内部位移(地表设点)、土体侧向变形
量测方法:围岩体内部位移(地表设点)测量软土不同层位沉降量用以掌握各层土体的变形固结情况。土体侧向变形利用测斜仪可精确地测量沿垂直方向土层内部水平位移的原理,先将有四个相互垂直导槽的测斜管埋入土体中。测量时,将活动式测头放人测斜管,使测头上的导向滚轮卡在测斜管内壁的导槽中,沿槽滚动,活动式测头可连续地测定沿测斜管整个深度的水平位移变化,当土体产生位移时,埋人土体中的测斜管随土体同步位移,测斜管的位移量即为土体的位移量。
测点布置:围岩体内部位移(地表设点)在洞口和浅埋地段布置1~2个断面,每个断面在隧道中线处钻2个孔,在孔内安装分层沉降仪,在洞口有偏压地段埋设测斜管,监测土体水平位移量。
仪器:分层沉降仪、测斜管。
(9)围岩压力及两层支护间压力
量测方法:量测围岩与初期支护之间的压力,设置监控量测断面,每个监控断面沿隧道周边在围岩与初期支护之间埋设压力盒进行量测。
测点布置:如围岩压力量测布置图(如图9)
仪器:围岩压力盒,静态电阻应变仪
图9 围岩压力测点布置图
(10)钢支撑内力
量测方法:测试钢拱架中内、外钢筋的轴力和型钢钢架内、外侧的应变,从而计算其所受到的轴力和弯矩。
测点布置:根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段,设置监控量测断面,每个监控断面沿隧道周边在钢拱架内、外侧侧壁对称地设置5对钢筋应力计
仪器:钢筋应力计、静态电阻应变仪
(11)初衬、二衬砼应力、裂缝
量测方法:采用在二次衬砌内外边缘的环向主筋或构造钢筋上捆绑应变计的方法,用应变仪测出内外边缘应变后,可根据材料力学公式,求出二次衬砌中的应力、轴力和弯距,用裂缝观测仪观测二衬表面出观的裂缝。
测点布置:根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段,设置监控量测断面,每个设计断面上布置7对钢筋应变计,在有仰拱的地方布置8对。
(12)渗透水压力
量测方法:通过量测安装在围岩内部的孔隙水压力计读数,然后通过压力计出厂前予先率定的“压力——频率”关系曲线上得出压力值。
测点布置:根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段,设置监控量测断面,每个监控断面沿隧道周边在对称地设置5对渗水压力计。
仪器:渗压计
(六)、监测频率及报警值
针对本监测项目的难点及特殊性在监测过程中要严格控制监测要点,应依托基准点布置沉降观测控制点,日常监测工作时,以控制点为参照。控制点按二等控制点的要求制作; 沉降控制点布设成闭合水准线路; 沉降基准点布置在工程影响范围之外,有条件时用永久性测量基准点;在沉降观测期间,依据基准点按每月2次的频率,定期对高程控制网点的高程进行复合。 坐标控制点应间隔10~15天用GPS或其他方法复核,精度应达到±6mm。
在施工开始前应完成有关各项测点的埋设工作,并取前三次读数的平均值作为初始读数,以保证测试数据更接近真实。
施工开始后,根据有关技术规程的规定和开挖进度进行安排观测频率:
(1)基坑开挖期间,开挖段内的监测点约每天1次,未开挖段每周约1~2次;
(2)基坑底板完成的区段,约每周1~3次。但换撑期间应每天1次;
(3)基坑主体结构施工结束后2个月内,对建筑物和地下管线每周监测一次;
(4)根据监测数据变化情况,监测频率进行适当调整;
(5)当监测数据达到报警范围,或遇到特殊情况,如暴雨、台风或大潮汛等恶劣天气以及其它意外工程事件,应适当加密观测,直至24小时不间断的跟踪监测。
根据基坑保护等级的要求,即按《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-99)要求执行。根据设计要求,基坑安全等级为一级,据此变形控制标准按以下标准实行:
(1)支护结构顶部位移控制在≤0.25%H (H为基坑开挖深度) ,报警值24mm。
(2)支护体变形控制在≤0.25%H (H为基坑开挖深度),报警值24mm和0.2%H中取较小值。
(3)基坑周围地表沉降控制在≤0.15%H (H为基坑开挖深度),报警值17mm
(4)地下水位报警值日水位变化幅度不大于500mm。
(5)地下管线监测控制值和报警值按管线的权属部门要求确定。
(6)支撑轴力按规范规定的设计值控制,大于设计值的80%时报警。
(7)重要建筑物整体倾斜、沉降和裂缝控制值和报警值按建筑的权属部门要求确定。
其它未详部分由有关方面(设计、管理、监理、施工、监测)各方共同研究后决定。
具体实施中,将以上述有关警戒值的80%作为预警值,此举可为有关单位和部门分析情况和采取制止险情的措施争取到宝贵的时间。
暗挖隧道部分监测频率及报警值按照《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)要求执行。
必测项目的监测频率如下表(一)
| 序号 | 项目名称 | 量测间隔时间 | |||
| 1~15d | 16d~1个月 | 1~3个月 | 大于3个月 | ||
| 1 | 洞内、外观察 | —— | |||
| 2 | 周边位移 | 1~2次/d | 1次/2d | 1~2次/周 | 1~3次/月 |
| 3 | 拱顶下沉 | 1~2次/d | 1次/2d | 1~2次/周 | 1~3次/月 |
| 4 | 地表下沉 | 开挖面距量测断面前后<2b时,1~2次/d; 开挖面距量测断面前后<5b时,1次/2~3d; 开挖面距量测断面前后>5b时,1次/3~7d | |||
| 序号 | 项目名称 | 量测间隔时间 | |||
| 1~15d | 16d~1个月 | 1~3个月 | 大于3个月 | ||
| 1 | 钢架内力及外力 | 1~2次/d | 1次/2d | 1~2次/周 | 1~3次/月 |
| 2 | 围岩体内位移(洞内设点) | 1~2次/d | 1次/2d | 1~2次/周 | 1~3次/月 |
| 3 | 围岩体内位移(地表设点) | 同地表下沉要求相同 | |||
| 4 | 围岩压力 | 1~2次/d | 1次/2d | 1~2次/周 | 1~3次/月 |
| 5 | 两层支护间压力 | 1~2次/d | 1次/2d | 1~2次/周 | 1~3次/月 |
| 6 | 锚杆轴力及抗拔力 | 1~2次/d | 1次/2d | 1~2次/周 | 1~3次/月 |
| 7 | 支护、衬砌内应力 | 1~2次/d | 1次/2d | 1~2次/周 | 1~3次/月 |
| 9 | 爆破震动 | 随爆破进行 | |||
| 10 | 渗水压力 | ||||
| 11 | 地表下沉 | 开挖面距量测断面前后<2b时,1~2次/d; 开挖面距量测断面前后<5b时,1次/2~3d; 开挖面距量测断面前后>5b时,1次/3~7d; | |||
实测最大值或回归预测值最大值应不大于允许值或设计最大值。
根据位移速率判别:
当周边位移速率小于0.1~0.2mm/d时或拱顶下沉速率小于0.07~0.15mm/d时,则认为围岩位移达到基本稳定;
当周边位移或拱顶下沉速率小于1.0mm/d时,表明位移不稳定,应加强观测;
当周边位移或拱顶下沉速率大于5.0mm/d时,应报警,进行加固。
3)根据位移时态曲线的形态判别:
当位移速率不断下降时(d2u/dt2<0)表示趋于稳定状态;
当位移速率保持不变时(d2u/dt2=0)表示不稳定,应考虑加强措施;
当位移速率不断上升时(d2u/dt2>0)表示进入危险状态,应立即停止施工,须加固。
根据监测结果制定管理等级
监测管理等级
| 管理等级 | 管理量 | 施工状态 |
| III | UO<(Ut/3) | 可正常施工 |
| II | (Ut/3)<UO<(2Ut/3) | 应加强监测 |
| I | UO>(2Ut/3) | 预警、应采取特殊措施 |
二、监测技术管理措施和质量控制措施
1、监测技术管理措施
1.1项目组织机构
施工现场监控量测,要按照量测计划认真组织实施,并且与其他施工环节紧密配合,不能中断工作。特别是各预埋测点应当牢固可靠,并且要易于识别和妥善保护,不得任意拆除和人为破坏。监测过程中,按照技术专长,分成三个监控量测小组,分别负责不同内容的监测、分析和监测数据的反馈及对设计和施工提出合理的建议。
项目启动,项目进度将与合同段各隧道施工同步;根据项目进度和工程实际情况,控制监控量测进度。
拟设立项目负责人1名、项目技术负责人1名。下设五个职能管理部门:综合部、机料部、监测部、技术部、合约商务部;现场监测设三个监测小组,每个小组分别配备专业测量人员。监测组织机构图详见图12。
1)项目负责人:为项目实施期间的公司代表。主持本标段工程全面管理工作,全面履行项目合同,对工程质量、安全、工期和成本控制全面负责;负责项目经理部内部行政管理工作,包括人员调配、财务管理和对外协调等,主管合约商务部和综合部。
2)项目技术负责人:主抓生产、安全、文明施工、生产进度、资源配置、工程材料、机电设备等物资保障供应和队伍管理,负责组织指挥监测、监测部与技术部的接口协调和内部考核、与施工单位、监理单位、设计单位和业主的监测协调工作,主管监测部、技术部和机料部。
3)技术部:组织设计文件会审,全面掌握施工监测图纸、合同技术规范,根据合同要求编制实施性监测大纲。负责监测数据整理、监测成果提交、配合设计和监理的工作。组织重点技术问题攻关,负责技术交底,检查指导监测部的技术工作。归口管理变更洽商,建立技术及质量管理日志,做好项目技术档案管理工作。
4)监测部:下设三个监测小组,负责项目的监测测量工作。
5)机料部:负责材料和设备定货采购、租赁,为项目监测提供保障。编制材料、设备供应计划。整理保管材料质量证件,建立管理台帐,做好各项材料消耗和库存统计工作。
6)合约商务部:进行工程量清单核算。编制项目成本计划和资金使用计划,确定、分解成本控制目标。负责向业主提供按合同文件规定的、必须递交的证明文件,办理与业主之间工程款的收取、支付。办理验工计价、负责合同管理、现场工程量确认,与业主代表办理追加金额,提出索赔申请,处理索赔事宜。
7)综合部:是项目部的综合行政部门,主要负责对外联络、文秘、人事劳资、行政管理、后勤服务及现金财务管理等工作。
1.2 监测服务措施
1)在监测期间,我方将随时保持与各方的联系(向现场各方提供监测项目部成员的电话号码,项目负责人24小时不停机)。
2)除完成正常的监测项目外,每次监测还需进行现场目测和巡视,主要目标为观察是否出现各种险情等。
3)每次提供监测报表时,对出现的异常情况,分析原因。如出现险情,项目部除提出预警预报、加密监测频率外,还应根据不同的险情提出相应的抢险方案供业主、设计、施工单位参考;项目负责人必须出席每次的例会或抢险会议。
4)提供监测资料及时并提供电子文件。
1.3监测成果提交
在监测过程中,要求实时对监测结果进行整理,并将监测的结果反馈给施工单位、监理工程师和业主管理人员,对现场的施工起到动态了解作用。同时使得各有关单位及时了解正在施工场地和堤堰的稳定安全情况,为施工控制提供依据。除了监测数据的实时反馈之外,要求将实测资料经过必要的整理之后,以周报和月报的形式提供有关各方(业主、设计、监理和土建承包商)等。工程结束之后,提供完整的监测总报告。
1.4、组织协调
1.4.1 与业主的配合及协调措施
1)严格执行业主有关监测质量、工期、安全、文明施工、环境保护的管理制度;按时向业主报送相关报表。
2)积极参加业主组织的有关施工的会议,主动配合业主的各项检查工作,接受业主对监测提出的各项要求,按业主的要求进行改进和落实。
3)严格执行业主做出的关于与地方行政主管部门、监理单位、设计单位、施工单位的协作配合工作,积极主动为相关单位的检查、监督工作提供条件,为施工单位的施工提供帮助。
1.4.2 与监理工程师的配合及协调措施
1)严格执行监理单位制定的有关监测质量、工期、安全、文明施工、环境保护的管理制度。
2)按照监理工程师的要求,及时提供有关监测方案、作业指导书,按时向监理工程师报送有关报表。
3)严格按照监理工程师批准的监测方案进行监控测量,主动接受监理工程师的各项检查工作,按时参加监理工程师组织的现场例会,认真执行监理工程师提出的各项要求。
4)监测中,积极向监理工程师汇报监测进度、安全、质量等情况,监测中出现的问题及其应对措施,认真执行监理工程师提出的与设计单位、施工单位的配合要求。
1.4.3 与设计单位的配合及协调措施
1)接到监测设计图纸、现场控制网点后及时组织技术人员进行复核,发现有设计问题或测量精度超标时,及时报告监理工程师,同时通知设计单位。严格按照经复核签认的监测设计资料进行布点监测,未经设计单位同意,不变更设计。
2)积极配合设计单位对设计方案进行优化。
1.4.4 与施工单位的配合及协调措施
1)施工单位提供实际施工进度给监测单位。
2)施工单位在施工时,堆载的车辆人员应积极配合监测检测单位现场的工作,除不要碰撞已埋设的仪器外,还需根据监测检测单位的要求,在必要的监测断面预留监测检测的点位。
3)将监测数据及时反馈给施工单位,指导施工。
图12 监测组织机构图
2、监测质量保证措施
施工监控量测严格按照有关规范、标准以及施工图设计文件进行,以确保隧道工程施工的安全,并根据量测信息进行及时反馈,优化设计。现场监测要按照监测计划认真组织实施,并且与其他施工环节紧密配合,不能中断工作。特别是各预埋测点应当牢固可靠,并且要易于识别和妥善保护,不得任意拆除和人为破坏。
具体保证监测质量的措施有:
1)施工前应对现场进行调查,并做详细记录,必要时可拍照、摄影作为施工前档案资料;在施工前应进行初始观测,初始观测不少于二次;各种传感器应在埋设安装之前都应进行重新标定。
2)水准仪、全站仪初精度应满足要求,同时每年应由国家法定计量单位进行检验、校正,并出具合格证;在安装过程中应对仪器、传感器、材料、传输导线进行连续性检验,以保证仪器质量的稳定性;做好仪器安装过程的原始记录。
3)监测工作应采用“五固定”的作业原则:即沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点,点位要稳定;所用仪器、设备要稳定;观没人员要稳定;观测时的环境条件基本一致;观测路线、镜位、程序和方法要固定。
4)在测点周围设置明显的标志并进行编号,注意保护测点,严防施工时破坏;并在每次观测前检查测点是否松动;确认测点状态良好时方可进行测试。
5)观测时,应按仪器的操作规程和仪器生产厂家说明书的要求进行观测,根据观测设计对仪器进行基准读数和定期读数,确保与观测仪器相应的最高精度和观测资料的可靠性,每测点一般测读3次;每开始观测一组新读数前,应对观测仪表进行检验,以确保其良好的工作性能。
6)观测数据应记录在相应的表格中,并随时和上次观测的数据进行对比;当出现读数异常或可疑现象时,应进行重读,并检查仪器、仪表安装是否正确,测点是否松动,当确定无误后再进行测试,并和上次观测数据同时记录下来;在记录中应有环境温度、堆载高度及其施工情况等,保持原始记录的准确性。
7)在现场对观测数据进行初步计算,发现沉降变形较大时,应当及时通知现场施工负责人;当监测值达到报警指标时,及时签发报警通知;对所有的不正常影响因素都应作文字记录。
8)观测数据应认真计算整理、仔细校核,及时提交当日报表及阶段性报告;在报表和报告中,应结合施工情况、堆载高度、天气情况、周围环境温度等进行综合分析判断,及时提出工程建议。
(9)及时埋设测点,测点应距开挖面2m范围内尽快埋设,并应保证爆破后24h或下一次爆破前初次读数。
(10)在现场对观测数据进行初步计算,发现围岩与支护变形较大时,应当及时通知现场施工负责人;当监测值达到报警指标时,及时签发报警通知;对所有的不正常影响因素都应作文字记录。
(11)每次测试完成后,应检查仪器、仪表,作好保养和保管工作。
3、安全生产保证措施
3.1、安全文明施工目标
(1)不发生安全、环境、文明施工的重大投诉或处罚事件;
(2)重伤、死亡事故0起;
(3)次责及以上责任重大交通事故0起;
(4)固体废物及危险废弃物受控处置达100%。
3.2、安全保证体系
由项目经理全面负责在施工现场的安全,专人负责安全措施的实施和检查工作。整个施工期间,将负责现场作业的全部安全。对所有参加本工程的人员进行人身意外伤害保险,制定并实施一切必要的措施,保护工程现场的施工安全,维护现场生产和生活秩序。
(1)、安全保护责任
1)按有关规定履行其安全保护职责,其内容应包括安全机构的设置、专职人员的配备以及防火、防毒、防噪声、防洪、救护、警报、治安等的安全措施。
2)加强对职工进行施工安全教育,并按有关的规定编印安全防护手册发给全体职工。工人上岗前应进行安全知识的培训,合格者才准上岗。
3)遵守国家颁布的有关安全规程。若责任区内发生重大安全事故时,将立即通报发包人,并在事故发生后24小时内向发包人提交事故情况的书面报告。
4)加强对危险作业的安全检查,建立专门检查机构,配备专职的安检人员。
(2)、劳动保护
按照国家劳动保的规定,定期发给在现场施工的工作人员必需的劳动保护用品,如安全帽、水鞋、雨衣、手套、手灯、防护面具和安全带等。还将按照劳动保的有关规定发给特殊工种作业人员的劳动保护津贴和营养补助。
(3)、照明安全
在施工作业区、施工道路、临时设施、办公区和生活区设置足够的照明,其照明度应不低于有关规范的规定。
(4)、接地及避雷装置
凡可能漏电伤人或易受雷击的电器及建筑物均设置接地或避雷装置,负责避雷装置的采购、安装、管理和维修,并建立定期检查制度。
(5)、消防
负责做好其自己辖区内的消防工作,配备一定数量的常规消防器材,并对职工进行消防安全训练,还将对其辖区内发生的火灾及其造成的人员伤亡和财产损失负责。
(6)、洪水和气象灾害的防护
根据有关方面提供的水情和气象预报,做好洪水和气象灾害的防护工作。一旦发现有可能危及工程和人身财产安全的洪水和气象灾害的预兆时,立即采取有效的防洪和防灾措施,以确保工程和人员、财产的安全。
3.3、文明施工保证措施
由项目经理全面负责施工现场的文明施工工作,以实现文明工地的目标。主要采取以下措施:
(1)对每位项目部人员进行文明施工教育。
(2)做好与其他承包人之间的协调工作,尽量减少施工干扰,减少相互之间的矛盾。
(3)服从现场监理工程师的协调。
(4)搞好生活卫生和周围环境卫生。
(5)施工现场材料、设备堆放整齐。
(6)礼貌用语,处好与周围工作人员的关系,营造一个团结文明的工作环境。
3.4、环境保护
(1)、遵守环境保护的法律、法规和规章
遵守国家有关环境保护的法律、法规和规章,做好施工区的环境保护工作,防止由于工程施工造成施工区附近地区的环境污染和破坏。
(2)、环境污染的治理
1)按国家和地方有关环境保规和规章的规定控制施工的噪声、粉尘和有毒气体,保障工人的劳动卫生条件。
2)保护施工区和生活区的环境卫生,应定时清除垃圾,并将其运至批准的地点掩埋或焚烧处理。
(3)、场地清理
除合同另有规定外,在工程完工后的规定期限内,拆除施工临时设施,清除施工区和生活区及其附近的施工废弃物。
三、信息化监测和成果反馈
现场量测数据应及时进行处理,绘制成位移、应力、内力和时间的关系曲线(或散点图),曲线的时间横座标下应注明施工工序和开挖工作面距量测断面的距离,以便更准确的进行数据的回归分析,并对隧道的受力状态作出判断。
在进行数据处理过程中,对一些异常数据应根据测量误差的处理原则进行剔除,并及时进行复测校正。
在已有监测数据的基础上,必须对位移和应力的进一步发展进行分析,并作出较为准确的预测,才能及时对下一步的支护措施提出指导性意见。对监测信息的分析和预测预报主要通过回归分析实现。
(1)回归分析法
是最常用的位移数据分析方法,根据实际监测信息,对位移可选用下列函数之一进行回归分析。
1)对数函数,例如:
2)指数函数,例如:
3)双曲函数,例如:
式中 、——回归常数;
——测点初读数后的时间(d);
——位移值(mm)。
根据回归曲线(如图10),可以掌握位移的变化规律,推算出某时刻的位移值及最终的位移值,当位移—时间曲线趋于平缓时,隧道即趋于稳定。
对于应力和内力量测信息,同样可以采用回归分析的方法,建立回归曲线,从而对应力和内力的进一步发展作出预测,其具体的回归函数可根据实测数据拟合得到。
(2)灰色预测分析法
灰色预测分析法同样是根据已有的量测数据对进一步的位移和内力的发展作出预测,并据此对隧道和围岩的受力状态和稳定性作出判断。在预测分析中,该方法通过不断的数据更新,只根据最新测得的数据对下一步的变化作出预测,从而使预测更为准确。
图10 量测结果分析预测示意图
为确保监测质量,加快信息反馈速度,全部监测数据由计算机管理,并绘制测点位移变化曲线图。监测数据的反馈程序见监测结果反馈程序图(图11)。根据量测资料,及时以书面报告形式反馈与建设、施工、监理、设计单位及有关部门,以调整或加强支护措施,保证施工的安全。书面报告内容包括量测数据的处理分析结果、隧道与围岩稳定性的评价,各类围岩地段二次衬砌合理施作时间的建议,以及进一步的施工方案的优化完善等。
图11监测数据的反馈程序图
四、对所监测项目的认识
五、合理化建议
拟建工程即有暗挖隧道工程又有深基坑工程,施工监控成果可解决工程设计与施工中的疑难问题,用来验证、优化设计,为大规模施工提供指导,而施工监控成果又是建立在大量观测数据的基础上,同观测项目的设计是密不可分的,只有紧密联系工程内容、目的,充分利用现有观测项目,合理选择仪器,精心组织埋设,动态跟踪观测,及时整理与分析资料,才能达到预想目的。
(1) 科学有效的组织
监测单位进场后,请业主单位协调现场各方人员的配合工作,并帮助解决现场监测中不可预测的问题。同时监测单位与施工管理机构协商监测实施方案可实施性。
(2) 监测质量保证
建议业主定期召开例会讨论研究监测工作,形成对下一步的监测与施工工作的指导意见,确保监测与施工的质量和进度。同时协调解决监测过程中与各单位在工作中衔接问题。
(3) 进度保证
监测的进度取决于施工的进度,监测的数据反过来影响施工进度的加快和减慢,监测单位应与施工单位紧密配合,共同确保施工的正常进行。施工单位的每月进度计划应提前通知监测单位,好让监测单位依据施工单位月度计划制定下月的监测工作计划。
