中铁四局西安市地铁三号线一期工程TJSG-10标 延兴门站~咸宁路站区间区间监控量测施工方案
1)地裂缝
据长安大学工程设计研究院提供的《西安市地铁三号线一期工程工可阶段沿线地裂缝勘察报告》f6地裂缝在本工点北部咸宁路立交南侧通过,走向NEE向,倾向南,倾角约80度。
施工前进行降水处理,施工过程加强监控量测,加强洞身防渗漏水处理,加强洞身支护及防护措施,及时封闭成环。
2)人为坑洞
据工程地质测绘调查结果,本站区未发现有防空洞、墓穴等人为坑洞存在。但西安为历史古都,历史悠久,工程场地范围内有古墓穴、坑洞存在的可能。
加强超前探测。 3)地面沉降
在地铁的设计与施工中,应采取措施预防地面沉降带来的不利影响。建议严禁开采深层地下水,加强对沉降中心、沉降速率及发展的系统检测,并对地铁的设计、施工及运营的影响进行专题研究。
加强监控监测分析,通过监测数据分析指导施工。 2.3.2水文地质
(1)地下水的储存与补给
场地地下水位埋深介于3.00-7.50m,地下水位高程介于416.00-417.58m之间。属赋存于第四系松散层中的孔隙潜水类型,主要含水层为3-1-2新黄土(水下)、3-2古土壤、4-1-2-1老黄土(水下)、4-1-2-2老黄土(水下)及4-2古土壤中。以上含水层组中无明显隔水层,也无明显具承压性的含水层。据收集场地附近资料,本地区第四系孔隙潜水含水层厚度约20~80m,地下水位年变化幅度约1.00~2.00m。
地下水补给主要有兴庆湖水、大气降水、侧向径流及局部水管渗漏等,排泄方式主要为径流排泄、人工开采、潜水越流排泄及蒸发消耗等。
(2)地下水渗透系数
本工点降水设计所需各层土的综合渗透系数设计提供的“建工路~咸宁路区间岩土工程勘察报告”建议值取7m/d。
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3.监测工作概述
3.1监测目的与意义 3.1.1监测目的
地下工程按信息化设计,现场监控量测是监视围岩稳定、判断隧道支护衬砌设计是否合理安全、施工方法是否正确的重要手段,通过监控量测,达到以下目的:
(1)将监测数据与预测值相比较,判断前一步施工工艺和支护参数是否符合预期要求,以确定和调整下一步施工,确保施工安全和地表建筑物、地下管线的安全。
(2)将现场测量的数据、信息及时反馈,以修改和完善设计,使设计达到优质安全、经济合理。
(3)将现场测量的数据与理论预测值比较,用反分析法进行分析计算,使设计更符合实际,以便指导今后的工程建设。 3.1.2监测的意义
(1)及时发现不稳定因素
区间隧道穿越区地质条件差,周边环境较复杂,施工周期长,加上自然环境因素的不可预测性,必须借助监测手段进行必要的补充,以便及时获取相关信息,确保工程稳定安全。
(2)验证设计,指导施工
通过监测可以了解支护结构、隧道结构内部及周边土体的实际变形和应力分布,用于验证设计方案与实际情况的吻合程度,并根据变形和应力分布情况来调整设计和施工,为施工提供有价值的指导性意见。
①通过监测掌握标段整体结构周围土体在施工过程中的动态,明确工程施工对原始地层的影响程度。
②通过监测掌握暗挖隧道施工对围岩与结构受力变形的情况,并确定其稳定性。 ③通过监测掌握工程施工对地下管线、建筑物的影响程度,并确保处于安全状态。 ④及时整理资料,反馈信息,指导施工。 (3)保障业主及相关社会利益
地下工程施工将会对周边建筑物、道路和地下管线等产生一定的影响,稍一疏忽或出现问题,将带来巨大的经济损失、人身安全。跟踪掌握在土方开挖和地下结构施工过程中可能出现的各种不利现象,及时调整施工参数、工序以及是否要采取应急措施等提供技术依据,对保障业主声誉及相关社会利益不受损害具有重大意义。
(4)分析区域性施工特征
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通过对支护结构、周边建(构)筑物、道路、地下管线等监测数据的收集、整理和综合分析,了解各监测对象的实际变形情况及施工对周边环境的影响程度,分析区域性岩土变形特征及支护方式,为以后的设计与施工积累宝贵经验。
3.2监测原则 3.2.1系统性原则
(1)所设计的各种监测项目有机结合,相辅相成,测试数据能相互进行校验;
(2)发挥系统功效,对支护结构进行全方位、立体、实时监测,并确保监测的准确性、及时性;
(3)在施工过程中进行连续监测,保证监测数据的连续性、完整性、系统性; (4)利用系统功效尽可能减少监测点的布设,降低成本。 3.2.2可靠性原则
(1)所采用的监测手段应是比较完善的或已基本成熟的方法;
(2)监测中所使用的监测仪器、元件均应事先进行鉴定,并在有效期内使用; (3)监测点应采取有效的保护措施。
3.2.3与设计相结合原则
(1)对设计使用的关键参数进行监测,以便达到进一步优化设计的目的;
(2)对评审中有争议的工艺、原理所涉及的部位进行监测,通过监测数据的反演分析和计算对其进行校核;
(3)依据设计计算确定支护结构、支撑结构、周边环境等的警界值。 3.2.4关键部位优先、兼顾全局的原则
(1)对支护结构体敏感区域增加测点数量和项目,进行重点监测;
(2)对岩土工程勘察报告中描述的岩土层变化起伏较大的位置和施工中发现异常的部位进行重点监测;
(3)对关键部位以外的区域在系统性的基础上均匀布设监测点。 3.2.5与施工相结合原则
(1)结合施工工况调整监测点的布设方法和位置;
(2)结合施工工况调整测试方法或手段、监测元器件种类或型号及测点保护方式或措施;
(3)结合施工工况调整测试时间、测试频率。
3.2.6经济合理性原则
(1)在安全、可靠的前提下结合工程经验尽可能地采用直观、简单、有效的测试方法;
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(2)在确保质量的基础上尽可能的选择成本较低的国产监测元件;
(3)在系统、安全的前提下,合理利用监测点之间的关系,减少测点布设数量,降低监测成本。 3.3监测对象与项目
(1)监测对象
监测对象区间、竖井等的支护与周边环境。工程周边地表土体、地下水、建(构)筑物、地下管线、城市道路及其他市政基础设施等。
(2)监测项目
①掌子面地质观测、支护结构及周边建筑物巡视; ②地表沉降;
③建筑物及管线沉降变形; ④拱顶沉降; ⑤周边收敛;
⑥围岩与初期支护接触压力量测; ⑦水平支撑内力; ⑧模筑衬砌钢筋应力; ⑨地下水位监测。
3.4监测原理分析
根据设计文件以及本标段工程的具体情况,需对车站明挖法、暗挖法施工围护结构、主体结构、区间暗挖隧道结构和周围受影响的地面环境等进行安全监测。
首先对工程施工可能引起地表下沉的原因、机理、规律及下沉值等作出必要的分析,进行预测控制,真正做到心中有数。
(1)采用暗挖法施工隧道(包括区间隧道和车站通风道及出入口)引起地表下沉的主要原因为:
①开挖过程中的地层损失;
②支护结构的整体沉降及支护结构的受力变形; ③因应力变化而使土体产生的新的弹塑性变形。
(2)采用暗挖法施工车站主体结构引起的地表下沉主要包括:
①基坑开挖过程中存在的柱列式周边围护结构中柱与柱之间的地层损失; ②周边围护结构产生的水平位移;
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③周边围护结构的下沉带动两侧土体的垂直沉降; ④基坑坑底隆起引起的墙外土体沉陷。
对车站及区间隧道结构本身的实际应力变化情况与设计应力值的对比也应随时在掌握中,以确保结构本身安全和施工安全。
(3)引起结构本身应力变化的主要因素有: ①施工方法、步骤的确定与改变; ②地质及围岩情况的改变;
③地表沉陷及地下水活动的异常情况出现; ④外部荷载的异常变化。
按照可能产生变形及应力变化的因素分析、结合本工程情况,实施监测项目内容。 监测项目以位移监测为主,同时辅以应力、应变监测,监测数据应相互印证,确保监测结果的可靠性。
4.测点布置、监测频率
4.1测点布置 (1)引桥地面沉降点位具体布置措施引桥前方沿隧道走向间距每15米布置沉降观测一道;引桥加固段每10米一道地表沉降观测点见图4.1-1,地表沉降点横向点位布置见图5.4.1-1。
图4.1-1 引桥地表沉降测点布置图
(2)建筑物沉降测点布置沿建筑物四周布置对称布置,具体建筑物布置图见图4.1-2,4.1-3。
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