1 前 言
深圳地鐵一期工程包括1號線和4號線,全長
地鐵一期施工方法主要有明挖法、礦山法、盾構施工法、蓋挖法、樁基托換、凍結法等。
(1)第三方監測的必要性
由于深圳地鐵大部分通過城市地面建筑多、地下管網稠密地段,地鐵施工引起的隧道周邊土力平衡的破壞,必然對地鐵沿線的地表、道路、管網及建構筑物等周邊的環境產生影響,導致部分建(構)筑物及地表等出現裂縫、錯位、沉降、傾斜等變形。地鐵施工單位在施工時為了掌握工程施工引起的沉降變形及場地穩定情況,對地鐵車站、隧道等進行了定期的監控測量,但是這種監測只是局部的和小范圍的,不能全面反應地鐵沿線周邊整體環境的變形和穩定情況。因此對地鐵施工實施第三方監測是十分重要和必要的。
(2)第三方監測的目的
第三方監測是在地鐵施工期間由獨立于施工單位和地鐵業主的專業測繪單位對地鐵施工沿線及其一定范圍內的地表、道路、管網、重要建(構)筑物等進行沉降和水平位移監測,為業主提供及時、可靠的用以評定地鐵施工對周邊環境影響的監測數據和信息,并對可能發生的安全隱患或事故進行及時、準確的預報,讓有關方面有時間做出決策,避免事故的發生。
2 第三方監測方案
(1)監測內容及范圍
地鐵第三方監測的范圍為站線結構物外緣兩側
地鐵第三方監測內容包括:
①建(構)筑物的沉降、傾斜、裂縫觀測及成因分析;
②土層水平位移(測斜)監測及水位監測;
③沿線重要交通設施,如橋梁、立交橋、人行天橋、鐵路等沉降和傾斜監測;
④道路及地表沉降觀測;
⑤地下管線沉降監測;
⑥車站基坑圍護結構變形監測;
⑦復雜地段隧道三維收斂監測。
(2)監測點位的布置
地鐵第三方監測主要是檢查地鐵施工對其沿線周邊環境的影響。監測點布設應充分考慮各車站、區間的施工特點及地形、地質特點和測量方法的可行性,點的疏密程度要既能較好地反映地鐵沿線的變形情況,又能滿足監測的精度要求。根據監測對象的不同采用不同的布點方式:
①重要的建(構)筑物一般每棟樓房埋設4~6個監測點,點位埋設在樓房立柱上,立交橋則埋設在橋墩上。
②道路及地表監測點一般沿地鐵中心線布設,平均間距
③地下管線主要針對給水和煤氣管線,每隔30~
(3)觀測頻率和周期
第三方監測的觀測頻率視監測斷面距開挖面的距離和沉降速度而定,正常情況下按表1的頻率進行監觀測。當出現較大的絕對沉降或不均勻沉降時加應大監測頻率。
此外,當地表、道路監測點的沉降速率大于
每個監測對象的監測周期分為3個階段:施工前期,施工期和穩定期,施工前期是指監測點附近的車站或區間尚未施工的時間,該階段只需對監測點施測一次,取得各監測點的初始測量值;施工期指監測點臨近車站或區間施工開始到施工結束為止,監測頻率執行表1的規定;穩定期是指土建施工結束后的繼續跟蹤監測階段,一般一個月或兩個月觀測一次,直至最后3個觀測周期的變形量小于觀測精度為止。
3 第三方監測的技術方法和精度
(1)垂直位移監測
沉降觀測利用沿線附近已有的水準控制點,將基準點、工作基點按二等水準要求進行聯測,組成沉降監測控制網。關鍵建筑物用S05級水準儀按一級沉降監測精度進行觀測,重要建筑物及地表、道路、立交橋、地下管線等監測點采用S05級或S1級水準儀按二級沉降監測精度進行觀測。沉降觀測精度指標執行表2之規定:
(2)水平位移監測
①建筑物的傾斜觀測一般采用高精度的天頂儀進行測量,少量的采用經緯儀投點法或DJ1級全站儀測定監測點的三維坐標計算其傾斜值。
②車站基坑維護結構的位移監測采用全站儀(標稱精度:測角不低于1″,測距
③土體位移監測采用測斜儀進行觀測。
(3)隧道三維收斂監測
隧道三維收斂監測一般用收斂計等接觸方式進行觀測,也可采用DJ1級全站儀測定儀器中心到監測點的距離、水平角、天頂距等參數,根據觀測數據計算監測點的位移量,確定隧道圍巖的變形情況。
4 第三方監測控制標準
第三方監測控制標準是為了確保監測對象的安全而設置的最大允許變形值,當監測點的變形值達到控制標準的80%時應提出預警,當監測點的變形值達到或超過控制標準時應及時向有關部門報警。
(1)沉降變形控制標準
樁基建筑物沉降允許值為
地下管線、地表及道路沉降允許值為
(2)位移變形控制標準
建筑物位移變形控制標準見表3:
基坑維護結構的位移變形控制標準為:墻體變形量與開挖深度之比F應小于0.7%;
地下水位監測的控制標準:報警值為累計變化
5 數據處理
(1)數據處理的內容
數據處理工作包括對觀測成果進行粗差檢驗和平差計算,變形值的計算與分析,圖表和報表的編制以及監測報告編寫等。
(2)數據處理方法
第三方監測數據種類多,數據量大,時間緊,快速、即時、準確地進行數據分析和處理并將監測信息反饋給業主是一項繁雜的工作。采用人工進行數據管理、檢索具有工作量大、速度慢、不直觀、變形分析易出錯、難于綜合全線或同一區段的各類不同來源、不同類型的監測數據信息等缺點。因此,建立第三方監測信息管理系統,實現對第三方監測數據處理的快速、及時、自動化以及實時動態管理,成為第三方監測數據處理的有效方法和途徑。
第三方監測信息管理系統應具有自動統計、計算、存儲、管理監測數據及相關信息,自動進行圖形制作與顯示、變形分析與預報、成果輸出與查詢、與全站儀和水準儀的實時通訊等功能。
6 結 語
通過對深圳地鐵施工實施第三方監測,及時反饋地鐵施工引起的周邊環境變形情況,對變形明顯且達到或超過控制標準的地段及時發布預警或報警,使有關部門采取有效控制措施,消除安全隱患,確保了地鐵施工的順利進行。因此,研究和總結地鐵施工第三方監測的技術方法,對今后的地鐵施工有一定的借鑒和指導作用。
參考文獻
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