基准值的管理标准分三级,即预警值、报警值和极限值,分阶段进行控制。预警值为管理基准值的0.7倍,报警值为管理基准值的0.85倍,极限值为管理基准值的1.0倍。根据管理级别启动应急预案,当监测数据达到预警值时,须采取加强措施,同时加强监测频率;当监测数据达到报警值时,立即停止开挖施工,采取超前加固或采取加强措施后方能继续施工。当接近极限值时,停止施工,分析原因,研究对策,并对周边建筑物安全状况进行评估,通过设计院及专家共同研究采取专项加固措施。监测控制标准管理值见表2 ,位移速率控制标准见表3
表2 监控量测基准管理值表
监测项目 极限沉降 施工阶段 小导洞开挖(含降水) 扣拱 主体开挖 合计 30mm 20mm 20mm 70mm 50mm 40mm 20mm 20mm 10mm 5mm 35mm 20mm 10mm 5mm 35mm 20mm 15mm 10mm 45mm 地表下沉 拱顶下沉 管线沉降 建筑物沉降 桥桩沉降 水平收敛 0.005D 0.005D 0.005D 注:D为隧道支护净空尺寸
表3 位移速率控制标准表
序号 监测项目 位移速率(mm/d) 1 1 地表下沉 2 3 2 2 拱顶下沉 3 5 可正常施工 施工中应注意 加强支护或采取特殊措施 可正常施工 施工中应注意 加强支护或采取特殊措施 施工状态 5、监测数据的分析和预测
取得监测数据后,要及时进行整理,绘制位移随时间或空间的变化曲线图。 在取得足够的数据后,还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终位移值,预测结构和建筑物的安全性。据此确定施工方法的正确与否,是否调整支护参数。以劲松站小导洞开挖时地面沉降为例,其时间位移关系图如表4。
当曲线向下凹说明沉降速率变小,围岩趋于稳定;当曲线呈直线上升,不管沉降位移多大,应该发出警告并采取控制措施;当曲线向上凹说明沉降速率变大,围岩支护处
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于危险状态,必须停工采取措施。
表4 位移-时间关系例图
车站主体(DK24+185)地表沉降变化曲线图沉降值(mm)2.000.00-2.00-4.00-6.009-24dm185-4′dm185-2′dm185-2dm185-49-27时间9-3010-36、监测数据的反馈
信息化施工要求以监测结果评价施工方法,确定工程技术措施。因此,对每一测点的监测结果要根据管理基准和位移变化速度mm/d等综合判断结构和建筑物的安全状况。
为确保监测结果的质量,加快信息反馈速度,全部监测数据均由计算机管理,并将以日报表、周报表、月报表的形式进行施工期间的反馈工作。期间有特殊情况时,将以阶段小结形式进行及时反馈。
以小导洞开挖为例,监测数据的反馈程序见框图。如下图10:
监测结果 位移速率是否大于3(5) mm/d(是否超III级管理) 继续施工 位移速率是否大于5(8) mm/d(是否超II级管理) 综合判断 否沉降速率是否大于8(10) mm/d(是否超I级管理) 采取特殊措施 注:上图括号内数字为拱顶下沉情况,括号外数字
为地表下沉情况。
III级管理为≤0.8倍安全警戒值 II级管理为0.8倍~1倍安全警戒值之间
否暂停施工 I级管理为超过安全警戒值
图10监测数据反馈程序图
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六、劳力组织
浅埋暗挖地铁车站监测人员,一般情况下为3~4人成立一个监测小组,组长为监测技术负责人,组员2~3人为技术人员,同时兼职测量员,为了保证某一监测项目数据采集的相对准确性,测量员最好固定。在仪器安装时,人员可能增加。如焊接钢筋计需要配备电焊工,安装土压力计需要成孔人员。 七、机具设备配置(见表4)
表4 机具设备表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 仪器名称 经纬仪 精密水准仪 测斜仪 测斜管 钢筋计 土压力计 轴力计 应变计 沉降计 频率读数仪 收敛计 钻机 电焊机 电脑 照相机 规格、型号(参考) GTS602 AT-G2 CX-03E CXG-70 GJJ-10(Φ22~Φ28) TYL-20(0~1MPa) FLJ-2 YBJ-AB ZXY-Ⅱ JSS30型数显式收敛计 数量 1 1 1 具体而定 具体而定 具体而定 具体而定 具体而定 具体而定 1 1 1 1 1 1 单位 台 台 台 米 个 个 个 个 个 台 台 台 台 台 台 备注
八、质量标准和要求
(1)坚持按计划、有步骤的进行,监测前编制工程监测实施性计划,包括监测程序、各种仪器的使用方法,监测精度,监测点的布置,监测的频率和周期。
(2)使用的仪器及传感器在施工监测过程中要保证其精度和可靠性,组织有经验的监测工程技术人员参与监测小组,确保施工监测质量。
(3)所监测的数据必须保证真实、可靠,监测人员必须对监测数据认真负责。 (4)根据施工具体情况确定监测项目,设定变形值,内力值及其变化速率预警值,当发现超过预警值时,及时报告相关负责人员,并采取应急补救措施。
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(5)安排经验丰富的技术人员或测量员按要求进行现场观测,并作好记录,检查不利于支护结构稳定的因素,如支护结构稳定的施工质量、施工条件的改变,管道本身渗漏和不适当的排水以及气候条件变化等,在日常的现场观察中都能及时发现。此外,工程事故隐患,通过现场观察中能及时发现,及时处理,消除可能出现的安全质量事故。
(6)每个工程项目的监测资料保持有完整清晰的监测记录、图表、曲线、监测文字报告,并报送纵工程师审查。
(7)认真执行各监测仪器说明书注明的技术要求。 九、安全技术措施
该工法遵循《地下工程安全施工规程》,针对本工程还应注意以下事项。
(1)在繁忙交通的路面上进行地面沉降监测时需要配齐一定数量的安全防护人员、防撞背心及锥形标记。
(2)进行导洞拱顶沉降或竖井壁收敛测量时属于高空作业,必须有可靠的安全防护措施,系好安全带等安全设备。 十、效益分析
浅埋暗挖法地铁施工中监测需要投入一定量的资金购置和安装监测仪器。但其社会效益和经济效益是非常明显的,在暗挖地铁施工中,采用一定的监测手段,减少了施工的盲目性,及时发现施工过程中的异常并预警,保证了地铁的安全施工。通过监测数据的采集为暗挖地铁施工中的临时支护的动态设计提供了充分的依据,减少了不必要的投资。如北京地铁十号线劲松站采用了规范的监测手段,进行信息化施工,确保了暗挖地铁施工安全并对支护参数进行了动态设计,节约了投入资金约134万,同时路面沉降控制在30mm以内,确保了路面交通的正常进行,各种管线路无破裂、泄露、拉断等现象,为中铁五局完全能在繁华大都市进行复杂的地下工程施工赢得了声誉。 十一、工程实例
中铁五局承建的北京地铁十号线劲松站为浅埋暗挖车站,车站全长191.6米,开挖总宽度20.7米,两柱三跨双层结构,平均覆土厚度为10米,采用PBA工法逆做施工。该站位于交通繁忙的东三环路面下,周围高楼林立,地面管线繁多,对沉降控制非常严格。在开挖过程中采用监测数据信息化施工,安全成功的完成了导洞开挖、上弧初支扣大拱,三连拱结构支护体系等施工,保证了结构安全、人生安全,确保了路面交通的正常进行,各种管线路无破裂、泄露、拉断等现象。结构安全可靠,通过该监测工法的应用证明劲松站各支护参数是成功的。
( 执笔人: 肖昌军 )
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