地铁盾构法施工监测成果处理分析方案.docx

地铁盾构法施工监测成果处理分析方案1.1 监测数据的处理监测数据的整理分析反馈的方法和内容通常包括监测资 料的采集、整理、分析、反馈及评判决策等方面。1.2 数据采集数据采集包括通过现场监测取得的数据，搜集、记录与之 相关的其它资料等。本监测项目采用的仪器如分层沉降仪等需 人工读数、记录，然后将实测数据输入计算机；其他仪器可以 自动采集数据，将量测值自动传输到数据库管理系统。1.3 数据整理每次观测后应立即对原始观测数据进行校核和整理，包括 原始观测值的检验，理量的计算，制图，异常值的剔除，初步 分析和整编等，并将检验过的数据输入计算机的数据库管理系 统。1.7 初期调查 在施工前从各个途径勘测调查五一二区间施工影响的区域内的建（构）筑物，了解其现状，为监测工作顺利开展做好准备。1.8 编制监测实施大纲和监测方案 按照设计要求和相关规范、规定，编制监测指导性实施大纲和监测实施方案。实施大纲和监测方案须经业主或监理单位审查通过后方可实施。1.9 测点布设及初始数据采集考察（如果原有或可以直接利用的）或埋设（需重新 布设的）水准基点、工作基点。埋设须按照相关规定进行, 以保证测点可用。原则上，在在工程施工前，监测对象未 受施工影响并处于稳定期间埋设测点，并取得监测点的初 始观测值。监测点初始观测值的取得，必须保证监测点稳 定，取最少三次的观测数据平均值作为初始观测值。1.10 现场监测 现场监测工作由现场监测组实施。监测项目中需认真进行各项观测，其监测结果直接用于评价施工对周边环境的影响程度1.11 监测数据分析 取得监测数据后，及时通过相关软件进行计算分析,确保观测结果的真实有效。并经过归纳整理后，形成书面材料上报、归档。1.12 定期现场巡查根据工程施工实际情况，深入施工现场进行施工影响 区环境安全状况的巡查，主要包括建（构）筑物台阶及主体是 否开裂、地表是否发生影响交通安全的沉陷等，发现问题 及时通知业主及施工监测管理单位，确保施工影响区环境 安全。1.13 报送周报、月报与例会制度现场监测数据由数据分析组进行分析处理，形成周报、 月报，遇有特殊情况要形成专题报告，上报业主和监理。 在业主或监理主持的监测月例会上将本月的监测情况报告 业主。紧急情况下随时召开会议，使业主及监理各方单位随时掌握工程施工影响区的环境安全状态。1.14 协助处理环境破坏纠纷当发生施工影响区域环境破坏投诉事件时，监测依据 监测数据，结合地质条件、施工方法等综合分析施工对施 工影响区环境的影响程度，向业主及仲裁机构提交客观、 公正、独立的监测报告，作为处理环境破坏纠纷的一个重 要依据。1.15 申请停测根据设计要求可停止本标段的监测工作时，须向业主、 设计及监理单位提交停测申请，经批准后方可停止相应的 监测工作。(10)编写报告施工及监测结果出现异常情况须及时提交专题分析报告；并且监测工作结束后，监测单位应根据相关要求，在三个月内编写监测分项及总结报告，报告中应结合整个工程实践认真分析各项监测成果,并形成结论。1.16 监测成果成报表资料及其提交在工程监测过程中，实时对监测结果进行整理，按监理 工程师的要求将相关资料以周报或日报的形式送达有关各 方（业主、设计、监理、承包商）。工程结束时，提交完整的 监测总报告。这些内容主要包括日（月）报、巡查报告、专题 报告以及监测总报告。1.17 日报当变形速率过大，累积变形值达到预警值，或者遇到异 常情况时，为使相关各方能及时掌握各监测对象实时状态, 将以监测日报的形式报送。日报重点集中反应近日受关注 程度较高的部分监测对象，主要包括施工面附近、变形异 常及重要建（构）筑物测点的变化值及其变化速率，并根据工 况提出有效控制变形发展的建议。1.18 月报监测成果以月报的形式提交监测管理单位，月报中的表 格形式按照相应的规范表格制作，报告中具体包括以下几 方面的内容: 监测测点布设图。初始月报必须附有现场监测测点布设图，图上监测点号必须与监测成果表中的点号相对 应并一致，如有新增点或变更点，应在新增或变更当月（周）报中及时更新并附图。若是地面、道路监测点，图上要标 注测点的里程; 监测项目及测点布置。包括本月所开展监测项目及随施工进展进行测点布置的情况，提出下月计划； 施工进度。当月工程施工进展及周边临近工程施 工情况（施工内容、方法、进度等），以及监测工作进展情况 （监测点变更情况和理由，监测频率变动情况的说明，监测 工作存在的问题等）；监测值的时程变化曲线。通过监测数据，绘制监 测结果时程变化曲线，并根据曲线发展趋势进行理论分析;根据实际情况，作出相应监测项目的预报分析。 根据监测曲线及理论分析结果，再结合实际情况对变形较 大的点作出当月的综合分析，指出“变化趋势”，根据工况 和地质条件分析产生较大变形的原因，作出该点变形对周 围环境的影响是否安全的评价及预报; 指出达到或超过报警值的测点位置，并初步分析 其原因。对各项监测数据进行统计，指出累积值较大并达 到或超过报警值测点，并结合施工情况对其原因进行重点 分析，预测施工中是否存在危险，提出可行性建议；监测成果表汇总：要求按规定的格式分项归类、 汇总，各测点的监测数据要按监测日期顺序准确填报，表 格中观测、制表、校核、审核者必须签名，确保表中内容 正确真实； 现场巡查报告：现场巡查报告中应包括建（构）筑物 是否发生开裂、工程施工区附近是否有其他在建工程等， 并配有必要的照片进行说明。1.19 专题报告异常情况或重点项目（盾构开挖或到达开挖面的）的监 测专题分析报告等。1.20 监测总报告监测工作结束后，需进行整个项目的总结工作，并最终形成监测总报告。监测总报告应包括以下几部分内容:1.21 工程概况及监测目的;1.22监测项目及测点布置1.23 采用的仪器型号、规格及标定资料;1.24 数据采集和观测方法；1.25 监测资料的分析处理；1.26 监测值全时程变化曲线;1.27 超前预报效果评述；1.28 监测结果评述。1.29 上述报告等监测成果资料按照要求及时提交给业主 和监测管理单位。1.30 监测实施的保证措施1.31 监测制度措施要保证监测工程的质量，除了需要有先进的监测仪器设 备及富有经验的工程技术人员外，更重要的还应通过建立 明确的责任制和检查校核制度来予以保证。为确保量测数据的真实性、可靠性和连续性，制定以下工作制度和各项 质量保证措施:1.32 监测组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告情况和问题，并提供相关切实、可靠的数据和 记录;1.33 测点布置力求合理，应能反映出施工过程中结构的实际变形和应力情况及对周围环境的影响程度;1.34 测量元件及监测仪器必须是正规厂家的合格产品，测试元件要有合格证，监测仪器要定期校核、标定;1.35 测点埋设应达到设计要求的质量。并做到位置准确，安全稳固，设立醒目的保护标志;1.36 监测工作由多年从事监测工作及有类似工程监测经验的工程师负责，小组其它成员也是有监测工作经历的 工程师或测工，并保证监测人员的相对固定，保证数据资 料的连续性;1.37 监测数据应及时整理分析，一般情况下，应每周报一次，特殊情况下，每天报送一次。监测报告应包括阶 段变形值、变形速率、累计值，并绘制沉降槽曲线、历时 曲线等，作必要的回归分析，及对监测结果进行评价；1.38 监测数据均现场检查、室内复核后方可上报；如 发现监测数据异常，应立即复测，并检查监测仪器、方法 及计算过程，确认无误后，立即上报给甲方、监理及单位 主管，以便采取措施；1.39 各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的测 试实施细则；1.40 雨季是隧道施工的不利情况，地下渗水比较严重。 因此雨季在保证正常的监测频率的情况下，应加强一些薄 弱环节和主要管线及建筑物等项目的量测频率，如测斜、 应力、拱顶下沉、既有管线变形等，同时，应根据监测结 果，加强一些不利区域的监测，以保证整个工程始终处于 监控状态。1.41 施工前方案审批在盾构机推进前60天提交其关于监测施工的详细方案，以便得到监理工程师批准。监测方案包括但不限于：在1： 500的线路平面图上清晰标出监测点位置并说 明监测项目；测量方法、精度要求、仪器型号及性能、监测频率;给出各种管线、建筑物的监测预警值。应在离始发井约50m范围为盾构机设立监测试验段。 监测结果应及时分析并反馈，据以调整施工参数。1.42 盾构进出洞时地表沉降监测盾构进出洞是盾构施工中技术难度最大、工序较复杂 的施工阶段。一旦处理不当，洞门外土体易塌方或流失， 甚至使盾构失去控制。因此必须加强对洞外地表沉降观测 和深层土体变形监测，确保盾构顺利进出洞。1.43 施工过程中监测保证盾构注浆完成之后，对各种监测数据进行及时整理分 析，判断其发展变化规律，并及时反馈到施工中，以此来 指导施工。根据以往经验，采用隧道盾构法施工技术规则1.4数据分析采用作图比较法和数学、物理模型，分析各监测量值的大4-1时间-位移曲线和距离一位移曲线小，变化规律，发展趋势，以便对工程的安全状态和应采取的 措施进行评估决策。绘制时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图，如图所7J o如果位移的变化随时间图4-1 (a)(或距盾构推进面距离图 (b)而渐趋稳定，说明土体处于稳定状态，此处的施工和衬砌结构是有效、可靠的，如图中的正常曲线。在图中的反常曲线 中，出现了反弯点，这说明位移出现反常的急骤增长现象，表 明土体或衬砌已呈不稳定状态，应立即采取相应的工程措施。 的III级管理制度并配合位移速率作为监测管理基准，即将 允许值的三分之二作为警告值，允许值的三分之一作为基 准值，将警告值和允许值之间称为警告范围，实测值落在 此范围，应提出警告，说明需商讨和采取施工对策，预防 最终位移值超限，警告值和基准值之间称为注意范围，实 测值落在基准值以下，说明隧道和围岩是稳定的。管理等管理位移施工状态级IIIUo<Un/3正常施工IIUn/3<Uo<2/3Un加强监测IUo>2/3 Un加强监测并采取相应工程措施1.44 其中，Uo为观测变化值，U为监测控制J标准。1.45 施工反馈、预警1.46 监测数据处理后，将每日监测结果与监测管理标准进 行对比，按如下的程序框图对观测以及施工进行干涉处理。图57监测反馈程序框图1.47 而且当施工中出现下列情况之一时，应立即停止施 工，采取措施处理：1.48 衬砌结构有较大开裂；1.49 监测数据有不断增大的趋势；1.50 隧道衬砌变形过大，超过控制基准或出现明显的 受力裂缝并不断发展；1.51 时态曲线长时间没有变缓的趋势等。1.52 监测信息反馈流程见图5-2所示。图5-2监测信息反馈管理程序图1.53 施工监测人员组织针对本工程监测项目的特点，建立专业组织机构，组 织35人组成监控量测及信息反馈小组，成员由多年从事 地下工程施工及监测经验的技术人员组成，组长由具有丰 富施工经验，较高结构分析和计算能力的工程师担任。监 测小组根据监测项目分为地面和地下两个监测小组，各设 一名专项负责人，在组长的领导下负责地面和地下的日常 监测及资料整理工作。监测组织机构图详见图所示。图5-3施工监测组织机构1 . 54施工应急预案1.55 在遇到沉降或其它观测值变化速率加快（到达5% 控制值/天），且没有收敛趋势时，或者遇到自然灾害如暴雨、 地震等情况时，先分析原因，电话通知施工单位、监理、 设计和业主，采取相应的措施；同时增加监测频率，必要 时加密测点，并迅速上报监测日报。1.56 在施工靠近的主要建筑物的地方建立备忘录，对 每天的现状如实记录，一旦有危险预兆，马上分析原因， 并电话通知相关单位，采取相应的措施。1.57 施工过程中，如果监测测点被人为破坏，能迅速 恢复的，必须在2小时以内恢复；对于不能恢复的测点在 上报监理、业主之后，考虑重新埋设补救的办法。1.58 保证精密水准仪和电子全站仪至少2套仪器以备 用。1.59 监测过程中若遇恶劣气候条件和异常情况下，如 水准仪和全站仪无法进行工作时，应及时加强施工影响范 围内衬砌及周边环境的巡视，同时依靠现场监测经验、结 合现场工况分析不利于施工安全的因素，通过其它受气候 条件影响较小的监测方式如土层水平位移等项目监测结果 判断施工的安全性，并有针对性地对最不利环节进行重点 监测。因水准仪和全站仪是对沉降及建筑物位移进行监测 的仪器，通过以上方式，在对地层稳定性进行了重点监测, 衬砌和结构安全得以控制后，一般情况下，对地表及周边 环境也就不会有较大的影响，故暂时对其它各项进行及时 监测后，能够保证盾构施工及环境安全。1.60 若监测成果显示测量值超过报警值后，应在第一 时间口头通过驻地监理及土建施工单位，及时采取应对措 施控制变形发展，同时尽快形成书面资料上报业主、设计、 监理及施工各方，必要时建议停工并召集相关部门邀请有 关专家召开专题会议商讨对策。书面资料包括超限对象的 监测数据及其变化曲线，并预测其发展趋势，同时提出合 理化控制措施及施工建议。在取得足够的数据后，还应根据散点图的数据分布状况， 选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可 能出现的最大位移值，预测结构和建筑物的安全状况。1.5 监测数据处理和分析示例本部分分别以某时段的地面沉降监测模拟记录（节选）和地面特定点在盾构推进前后的沉降监测模拟数据为例，简要地 说明在盾构施工监测中，成果处理和分析的方法。1.6 单日沉降观测处理和分析示例1.7 施工第36天，衬砌环注浆完成后，立即组织进行对 推进面前后30m的地面沉降观测点的观测。这包括从C33点 到C39点。其中C36面从南到北一共有9个点，均需要观测。 表4-1节选的是从C33到C36-6点的观测数据。1.8 每个点由前一日观测值，减去当次观测值，取得该点 的当次沉降量。该点的初始高程值减去当日观测值，即为该点 的累积沉降量1.9 观察各个点的当次沉降量和累计沉降量，是否超出预 警值。如表所示，各点的沉降量均小于报警值。如果有点位的 沉降量超出报警值，立即分析原因，向施工单位报告。1.10 如表所示，C34和C35点点位变化较大，这是因为这 两个点位于当日推进部分的顶部，土体不稳定。1.11 沉降观测点的时间位移曲线图本部分以C36观测断面上的15号点为例，分析该断面上 观测点的沉降-时间变化曲线。盾构施工过程中，推进面上方地表一般先微隆，然后下沉,最后逐渐稳定在一定位置。这与盾构的推进过程密切相关：在 盾构机推进过程中，会对前方土体产生挤压作用口叫在断面距 盾切口。4m,机头穿过C36断面地下；这期间五个点均有微量负沉降，即测点隆起。测点隆起量受推进速度、出土量等因 素影响，本次隆起量较小，从这情况来看，施工控制较为理想。盾构机脱离管片后，由于超挖造成的地层损失会引起地表下沉。机头离开8m后，C36的测点迅速下沉，最后稳定在一定的沉降值。最终距盾构中轴线正上方的C36-5下沉最多，约 稳定在26mmo而C36-1距离盾构中轴线最远，下沉量也最小。 下沉量决定于同步注浆参数、超挖量等，盾构掘进阶段下沉量 最多，但稳定后的沉降值在允许范围（30mm）内。由此初步 说明该断面附近施工情况尚可接收，但需要加强观察。表4-1某市地铁某区间盾构施工变形监测报表仪器型号:监测日期：年月日时累计观测时间天天气:监 测 点 号初始 值 (m)初始 值(mm)上次观 测值(mm)本次观 测值 (mm)本次 沉降 量 (mm)前次 累计 沉降 (mm)本次 累计 沉降 (mm)累计 预警 值 (mm)累计 控制 值 (mm)变形速 率控制 值 (mm/d)监测点 类型备注C335.428875428.875432.95430.42.49-4.01-1.5220.030.05.0地表沉 降点C344.414894414.894417.34418.7-1.40-2.45-3.8520.030.05.0地表沉 降点C354.399544399.544401.64403.0-1.40-2.09-3.4920.030.05.0地表沉 降点C364.4804480.4480.34480.4-0.100.440.3420.030.05.0地表沉-17777降点C36-24.529844529.844530.34530.5-0.20-0.50-0.7020.030.05.0地表沉 降点C36-35.981735981.735981.85982.2-0.40-0.12-0.5220.030.05.0地表沉 降点C36-44.963724963.724963.84965.0-1.20-0.04-1.2420.030.05.0地表沉 降点C36-54.964214964.214963.64965.9-2.300.63-1.6720.030.05.0地表沉 降点C36-64.885534885.534885.34886.7-1.400.27-1.1320.030.05.0地表沉 降点第1章 监测工作的管理和控制1.1 现场监测系统组成信息化施工要求对整个项目的监测，建立一个完整高效 的运作体系，该体系包括以下几个子系统：1.2 现场量测子系统该子系统是整个监测体系的首要部分，其主要任务是 完成现场测点的埋设与数据的准确采集。测点的埋设须在 施工前监测对象尚处于稳定状态时进行，并及时取得初始 数据。施工开始后，结合工程进展、信息反馈及相关要求, 选择适当的监测频率进行日常监测。在项目实施过程中， 除了要求有一流的设备外，更重要的是要有由有经验的土 木工程师和专业监测人员组成的联合队伍，能科学、经济、 高效地完成现场监测任务。1.3 信息处理子系统从现场得到的数据内容繁多，通过一个专门的数据库 程序对数据按照一定的形式进行合理的存储和处理，并以 友好而直接的界面显示出来，其结果也易于业主和监理掌 握分析并进行相应决策。1.4 信息反馈及报警子系统该子系统主要根据连续的监测结果结合施工工况进行 分析，并及时预测、及时报警，避免安全事故的发生，并 对存在的安全隐患提出建议性控制措施，使得事故所造成 的损失最小。同时，根据监测信息分析反馈设计、施工， 提出优化方案建议，使设计、施工处于动态、良性发展过 程之中，确保工程投入经济合理。1.5 项目组织协调子系统监测项目的实施过程涉及到方方面面，包括业主、设 计单位、施工单位、监理单位和政府机关等。因此需组成 一个专门的协调小组，负责协调各方的关系，为项目按计 划实施创造良好的外部环境。1.6 监测工作程序