地铁号竖井监测方案

地铁号竖井监测方案 Prepared on 22 November 2020

长春市地铁2号线一期工程BT06标段烟厂车站2号竖井监控量测方案

中铁二十二局集团有限公司

长春地铁2号线BT06标项目经理部

目录

（一）工程概况 (4)

（二）工程地质概况 (4)

（三）围岩分级 (5)

（四）水文地质条件 (6)

（五）风险源及施工保护措施 (7)

3

（三）出现突发情况处理措施 (14)

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（一）编制安全生产与文明施工计划 (34)

（二）做好岗位安全文明教育培训工作 (34)

（三）安全生产与文明施工的具体措施 (35)

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（一）为高效完成监测工作，确保监控量测的质量和精度，实现信

息化施工，采取的主要保证措施 (35)

（二）巡视检查 (37)

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一、工程概况

(一）工程概况

1、2号竖井及横通道工程概况

2号竖井设置在吉林大路与临河街交汇处东南侧，竖井截面形状为矩形断面，净空尺寸为×8m，深度为。竖井初支厚度350mm，由喷射混凝土、双层钢筋网及钢筋格栅和注浆导管组成，采用倒挂井壁法施工，井底采用钢格栅+喷射混凝土铺底封闭，井口设置宽×高：×现浇混凝土锁口圈梁。

横通道净空尺寸宽×高：×，长度为。初支厚度350mm，由喷射混凝土、双层钢筋网及钢筋格栅组成，采用台阶法施工，中隔板采用钢筋

格栅钢架支撑，端墙采用钢格栅+喷射混凝土封闭，风道口在竖井施工时同步预埋格栅钢架及加强环梁，以确保进洞安全。

2、周边建筑

2号竖井西侧为轻轨4号线吉林大路站，东侧为中国民航，南侧为住宅楼，主要以多层混凝土建筑为主，目前正在使用中，距离结构约为9m~25m。

3、地下管线

2号竖井及风道埋深上方通过的管线主要有：①燃气、铸铁，DN300，埋深（经调查无此管线）；②污水、砼，DN500，埋深；③雨水、砼，DN300，埋深；④污水、砼，DN300，埋深；⑤给水、铸铁，DN300，埋深。

（二）工程地质概况

场区地层由第四系全新统人工填土层、第四系全新统冲洪积粘性土和砂土、白垩纪泥岩组成。各层具体分布详见表1，工程地质及水文情况见图1。

表1 工程地质特征表

（三）围岩分级

本场地的围岩分级见下表2：

表2 围岩等级分类表

（四）水文地质条件

长春地区现场勘查过程中，发现三层地下水，第一层为表层孔隙潜水〔编号（1）〕,第二层为微浅层承压水〔编号（2）〕，均属于第四系松散岩类孔隙水。第三层为泥岩裂缝水〔编号（3）〕，现分述如下：（1）层地下水在勘测期间地下水稳定水位埋深～，高程～，主要赋存于第四系粘性土孔隙内，为孔隙潜水，含水层分布全场地，含水层主要为粉质粘土②1、②2，含水层水平、垂直向渗透性差异较小。地面主要含水介质颗粒较细，水力坡度小，地下水径流十分缓慢。其主要补给来源为大气降水和地表水入渗，排泄方式主要为蒸发和微弱的径流排泄。地下水流向地形总体坡度一致，主要流向东，其地下水具有明显的丰、

枯水期变化，丰水期水位上升，枯水期水位下降，多年变化平均值，近3～5年最高水位，历史最高水位可按地面下考虑。

（2）层浅层微承压水以粉质粘土②1、②2层为相对隔水顶板, 含水层为砂土②3、②4层，主要赋存于砂层孔隙内。根据砂层抽水试验水文井及钻孔中测量到的水位，本层地下水承压水头最大可按考虑，局部无承压性，水位埋深～，高程～，该层地下水水位受季节影响较小，其主要接受上层潜水的渗透及侧向径流补给，排泄方式主要为相对含水层中的径流形式及人工开采。

（2）层泥岩裂隙水含水层岩性为全、强、中风化泥岩，存在泥岩裂隙内，主要接受上部孔隙水及侧向的径流补给，排泄方式主要为相对含水层中的径流形式及人工开采。

（3）结构所处的环境作用等级为二类b；

图1 工程地质及水文情况图

（五）风险源

2号竖井风险源如表3所示：

表3 2号竖井及横通道风险源

二、施工监测目的、制定原则、编制依据

（一）监测目的

本工程施工实施动态控制及安全管理，通过现场监控量测，掌握基坑地层、地下水、围护结构与支撑体系等的工作状态信息。通过对量测数据的整理和分析，及时确定采取相应的施工措施，确保工程安全和施工工期。具体来说，分以下几个方面：

1、通过监测掌握基坑及暗挖横通道附近地面、初支结构与支撑体系在工作状态时的强度、稳定性及变形的变化动态，将监测数据与设计预估值进行分析对比，对设计方案进行修改、补充和完善，进而优化设计方案；并有利于有针对性地改进施工工艺和施工参数，确保基坑施工安全。

2、掌握和收集地下水位变化动态，观察判断施工降水对周围地层的影响程度，防止地下水资源的流失和施工污染，保护生态环境。

3、认识各种因素对地表和土体变形等的影响，为有针对性地改进施工工艺和修改施工参数提供依据。

4、预测地表变形的趋势，根据变形发展趋势和周围建筑物情况，决定是否需要采取保护措施，并为确定经济合理的保护措施提供依据。

5、建立预警机制，避免结构和环境安全事故造成施工成本的增加。

6、指导现场施工，保障构筑物及地下管线的安全。

7、积累资料和经验，为今后同类工程提供参考。

（二）制定原则

监测方案以安全监测为目的，根据工程特点确定监测对象和主要监测指标。根据监测对象的重要性确定监测规模和内容、监测项目和测点布置，较全面地反映实际工作状态。采用先进、可靠的监测仪器和设备，设计先进的监测系统。为确保提供可靠、连续的监测资料，各监测项目间相互校验，以利数值计算、故障分析和状态研究。在满足确保工程安全施工的前提下，尽量减少对工程施工的交叉干扰影响。按照国家现行的有关规定、规范编制监测方案。

（三）编制依据

【1】《工程测量规范》（GB50026－2007）；

【2】《建筑变形测量规范》（JGJ8－2007）；

【3】《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）；

【4】《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897-2006）；

【5】《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）

【6】《地铁工程监控量测技术规程》（DB11/490-2007）

【7】《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）；

【8】《城市测量规范》（CJJ8-99）；

【9】《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；

【10】国家和长春市有关管线保护、管理、监督、检查的文件通知等

【11】本工程相关勘察、设计文件和资料以及会议精神；

【12】本工程的施工设计图纸及合同中相应的规定、标准。

监测项目

（一）监控量测项目及控制、预警、报警值

2号竖井及横通道监控量测的范围由基坑支护结构及基坑周边环境监测两部分组成。基坑支护结构监测对象主要包含基坑支护结构水平位移、竖井井壁净空收敛；周围环境监测对象主要包含基坑周围土体、地下管线、地下水及周围建（构）筑物等构成。根据设计图纸及1号线从事基坑施工监测的经验，在本基坑施工过程中拟进行表4-1、表4-2中所述监测项目及控制、预警值。

表4-1 2号竖井监测项目及控制、预警值

表4-2 2号竖井横通道监测项目及控制、预警值

（二）监控量测频率

检测项目的监测频率应综合考虑基坑类别、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化和当地经验而定。当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。根据设计要求，烟厂车站监测频次如表5-1、表5-2所示，在施工过程中，严格按照设计及规范要求的频次，对各监测点位采集数据，当有危险事故征兆时，应实时跟踪监测。

表5-1 2号竖井明挖段监测频次表

表5-2 2竖井横通道暗挖段监测频次表

注：B为坑道跨度

当出现下列情况时，应提高监测频率：

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. 超深、超长开挖或未及时加撑等未按设计施工；

5. 基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏；

6. 基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值；

7. 支护结构出现开裂；

8．周边地面出现突然较大沉降或严重开裂；

9．基坑底部、坡体或支护结构出现管涌、渗漏或流砂等现象；

10．基坑工程发生事故后重新组织施工；

11．出现其他影响基坑及周边环境安全的异常情况。

（三）出现突发情况处理措施

1.当监测数据达到预警值；

采取措施：立即通知三方及监理，组织对比数据并联测复核数据，分析预警原因，加强监测频率。

2.基坑支护结构或周边土体的位移出现异常情况或基坑出现渗漏、流砂、管涌、隆起或陷落等；

采取措施：立即通知业主、监理、三方及设计，同时立即停止施工，疏散施工人员，并组织人员应急抢险；组织召开五方会议，分析原因，制定应急措施，增加监测点，加强监测频率。

3.基坑支护结构的支撑或锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象；

采取措施：立即通知业主、监理、三方及设计，同时立即停止施工，疏散施工人员，并组织人员应急抢险；组织召开五方会议，分析原因，制定应急措施，加强监测频率。

4.周边建（构）筑物的结构部分、周边地面出现可能发展的变形裂缝或较严重的突发裂缝；

采取措施：立即通知业主、监理、三方及设计，同时立即停止施工，疏散施工人员，并组织人员对该建筑物进行围挡或防护，禁止行人靠近，令行人绕行，加强监测频率；组织召开五方会议，分析原因，制定应急措施及处理方案。

5.周边管线变形突然明显增长或出现裂缝、泄漏等。

采取措施：立即通知业主、监理、三方、设计及该管线的产权单位，同时立即停止施工，疏散施工人员，并组织人员对该管线附件路面及建筑进行围挡或防护，疏散附近人员，禁止行人靠近，令行人绕行，加强监测频率；组织召开会议，分析原因，制定应急措施及处理方案。

监测方案

本方案测点布置以满足安全生产管理和监控为前提，按照监测设计原则，保证施工监测与第三方监测同点、同时段监测的基本要求下，综合施工图纸监测设计、现场情况优化而成。同时，在施工现场实际施工中，根据现场的实际情况，在保证现场安全生产和监控的情况下，可以对监测点进行适当的增加或减少，以方便现场施工及监

控。

监测点布设完成并施工单位自检后，上报监理及第三方监测，经监理、第三方检查、验收后，方可与第三方测取初始值并进行监测。同时，为保证监测数据的有效性，应按照设计及规范要求埋设布置监测点，不应付、糊弄。

1、沉降（垂直位移）监测控制网布设

（1）水准基准点、工作基准点的布设及检校

水准基准点采用管段内测绘院提供的国家标准水准点中离线路较远且稳定性较好的水准点作为基准点，而工作基准点则是由国家标准基准点引测出来的，布设示意图如图2-2。工作基准点是直接用于对变形观测点进行观测的控制点，其埋设位置既要考虑到便于观测，又要考虑它的稳定性，因此，本工程工作基点拟每150米设一个工作基点。为检测工作基点稳定性，根据施工进度情况，拟每季度检测一次，检测时按照城市一等水准测量要求进行施测，施工监测时按照城市二等水准要求执行。相关技术指标如下：

（2）仪器采用徕卡DNA03系列电子水准仪及配套铟瓦条码尺进行观测。

（3）水准测量外业观测方法及注意事项：

A、作业前，应对所使用的水准测量仪器和标尺进行常规检查与校正，仪器i角应小于等于20″；

B、观测方法采用交替观测程序（@BFFB),以消除视线倾斜误差；

C、同一测站两次测量高差较差应≤；

D、各项参数、限差应预先输入仪器，并采用自动观测方式，水准线路应避开强电磁场干扰。

（4）内业数据处理

水准测量的内业数据处理应符合下列规定：

A、计算取位，高差中数取至；最后成果，一等水准取至；

B、水准测量每千米的高差中数偶然中误差按下式计算：

M△=±√(1/4n)*[(△△)/L]

式中： M△———每千米高差中数偶然中误差(mm)；

L——水准测量的测段长度(km)；

Δ——水准路线测段往返高差不符值(mm)；

n——往返测水准路线的测段数。

C、水准网的数据处理采用进行严密平差，并计算每千米高差中数偶然中误差、高差全中误差、最弱点偶然中误差和相邻点的相对高差中误差。

2、水平位移监测控制网布设

水平位移监测控制网布设宜采用场地内加密施工控制网，且保证每个控制点临近应选取至少两个点定向基点，以保证必要的检核条件。为检测工作基点稳定性，根据施工进度情况，拟每月检测一次。检核按照城市精密导线测量要求进行。其技术要求见下表：

根据实地情况，在吉林大路、高格蓝湾与临河街共加密4个控制点，其中JLJK、YHYY作为工作基点使用，2KZ1、2KZ2作为监测控制点使用，控制网平面布设图见下图：

高程及坐标控制网平面图

3、控制点采用Φ25“L”型钢筋置入混凝土基石中，钢筋顶部刻划成十字；混凝土基石上部直径为100mm，底部直径为300mm。控制点顶部设有保护井，保护井井深240mm，采用直径200mm的钢管，井底设有垫圈。控制点埋设取值完成后进行标识并保护，防止被破坏。控制点埋设如图2-2，控制网布设图如图2-4。

（一）地表沉降监测

监测基坑周边及风道上方的地表沉降，了解周边土体稳定性，同时也可对支护结构的安全状况间接判断。我项目部采用莱卡Dna03精密水准仪，对坑外土体沉降及导洞上方地面进行监测。

1、测点布置

(1)2号竖井的地表沉降点在竖井各边中点向外延伸布设；横通道的地表沉降点则在导洞中线向两边布设，纵向步距5m。测点间距见附

图1、附图2，测点埋设如图2-1。

图2-1 地表沉降点埋设示意图

图2-2 平面控制点埋设示意图

图2-3 2号竖井监测点布置示意图

2、观测方法

本工程地表沉降监测等级为一级，沉降观测方法采用二等水准测量中的闭合或附合路线进行测量，平差方法根据所选的测量线路进行选定。

控制点埋设完成并取值后，使用徕卡电子水准仪进行地表沉降点的初始值采集。首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于±，取平均值作为初始值。沉降观测还应坚持四固原则，即施测人员固定、测站位置固定、测量延续时间固定、施测顺序固定。以确保观测数据的质量。

记录要保持正确性和原始性，不得抄袭或涂改。记录员听到读数后应边复诵边记录，以资校核。记错时，应以单线整齐地划去，在其上方更正，不得用橡皮擦拭。对每个观测点的观测，记录员应当场记录，校核无误，且各项指标都符合要求，方可通知观测员迁站。

将各沉降点沉降值存入计算机监测管理系统汇总成沉降变化曲线，统一管理。首先绘制时间--位移图，根据沉降规律判断基坑稳定状态和施工措施的有效性（如图3）

图3时间-位移散点图

（二）地下水位监测

根据对国内外基坑开挖过程中的安全事故调查分析，绝大部分的基坑失稳均由于水的影响而致。因此加大对周边地下水位观测以及减少地表水对基坑侧壁的冲刷尤为重要。

1.测点布置

在竖井基坑土方开挖前，基坑周边需进行降水处理，其主要目的是通过地下水位降低使土体固结从而提高基坑被动区土体强度，同时为土方开挖创造良好的施工环境。但由于坑内降水后引起基坑内﹑外水位差加大，坑外地下水土有可能向坑内流失，严重时会导致基坑围

护体、周围建筑物和地下管线的破坏。通过坑外水位观测可以检验降水方案的实际效果；通过坑外水位观测可以控制基坑工程施工降水对周围地下水位下降的影响范围和程度，防止基坑工程施工中的水土流失。为此地下水位监测是保证基坑施工安全的重要部分。

我方将在基坑围护体外侧土体内布设水位监测孔，使用水位仪进行监测，埋设位置：基坑的基坑的短边中点。

2.测点埋设方法

水位管采用直径50mm的无砂管，管底加盖密封，防止泥砂进入管中；水位管下部留出1m左右的沉淀段，管节相接处以竹条固定并以铁线绑实；上部管口砖混砌筑的井台，以便于监测和保护。在钻机成孔至设计标高后，放入连接好的水位管，管壁与孔壁之间用滤料回填过滤段，在采用粘土进行封填，防止地表水流入孔内。

图4水位观测井埋设示意图

3.观测方法及数据采集

地下水位监测由管口高程量测和水位相对高程量测组成。其中管口高程量测将使用莱卡Dna03精密水准仪进行量测，方法与地表沉降监测相同。

水位相对高程拟用SJ-92水位计进行量测。水位计由测头、测尺和蜂鸣器三部分组成，当测头接触水面时探头与蜂鸣器间电路形成闭合回路，蜂呜器响，此时从测尺上读出水面至孔口标志点（基点）间的距离，即相对高程。

水位相对高程测量时，将水位计探头沿水位管缓慢放下，当测头接水面时，蜂呜器响，缓缓向上拉起电缆钢尺，找到发出蜂鸣器响的临界位置，读取孔口标志点处测尺读数a，重复一次得读数b。

图5水位计

内业计算时，水位管内水面应以绝对高程表示，计算式如下：

式中：S D—水位管内水面绝对高程(m)；