地铁工程监测测量与监理要点

地铁工程监测测量与监理要点

8.1 概述。

8.1.1.监测和测量的目的。

主要有：一是掌握围岩、支护结构及周边环境的动态情况，并利用监测结果为设计和施工提供参考。 其次，对监测数据进行分析和处理，进行必要的计算和判断并反馈，为工程和环境安全提供可靠的信息。 最后，将数据和经验积累起来，为今后的类似项目提供类比依据。

8.1.2、地下工程施工监测特点。

外力不明确：地下工程是在一个复杂多变的岩土体中作为一个结构，不同类型的岩土体和地下水状态对结构施加的力是不同的

受力状态是多变的：在地下工程施工过程中，自始至终都存在应力状态变化的特征，在地下工程开挖之前，岩土体处于平衡状态，开挖后平衡被打于动态变化中， 支撑结构和周围的土壤一直在变化。

8.1.3、监测工作在地铁工程建设中的意义。

支护结构受力土压力计算的实际情况与理论计算有较大差异土水压力计算指标随机性大;施工周期长，冬季需要经历周围荷载、振动、雨水、施工不当等诸多弊端，安全程度随机性大，事故发生突然。 因此，针对这些因素，开展信息化建设，实施监控具有重要意义。

8.2 监测和测量项目和方法。

8.2.1、地铁工程的主要监测测量项目。

主要适应的是北京地区的地铁建设项目）。

主要监测周边环境和土建围护（支护）系统。 周边环境监测，主要是道路和地面。

地表沉降、地面建筑（构筑物）沉降、倾角和裂缝、地下管线沉降、桥梁沉降、地下水位、地下土竖向位移、地底土水平位移等;土建围护（支护）系统的监测主要包括隧道拱顶的沉降和水平收敛、桩顶位移、衬砌结构的内力、临时支护的内力、墙后的土压力等。 监测测量项目分为变形监测和应力监测，变形监测仪器主要采用全站仪、水平仪和倾角仪等，应力监测仪器主要采用应变片和钢筋计。 各种观测点应尽量布置在同一监测面上，使监测数据准确传输，保证监测结果的可靠性。

8.2.2.控制对监控范围的要求。

建筑（构筑物）沉降倾角监测工程的监测范围一般选择在基坑或隧道两侧的1 5 2 oh（h为基坑开挖深度或隧道埋深）。

地下管线仅监测污水、雨水、供水、燃气等管道的沉降和差异沉降，监测范围一般选自1 0h范围两侧的基坑或隧道。

路面沉降监测范围一般为基坑或隧道两侧各1oh。

地铁断面结构的监测范围一般在地铁结构外缘两侧30m以内，但在地铁车站施工断面中，应根据车站周边环境和建筑物（构筑物）情况适当增加监测范围。

监测频率应与施工进度密切配合，针对不同的施工方法、不同的施工步骤，制定相应的监测频率。

测量点的初始值应在测量点稳定后读取，应取三个观测值的平均值作为初始观测值。

用于监测的监测仪器和元件应满足各种监测工作的要求。

8.2.3、基坑监测、测量、明挖法监督要点。

明挖基坑监测测量的目的是在基坑开挖过程中，借助仪器设备，对围护结构的动态变化、周围环境的应力和位移进行综合监测。 施工监测内容与一般城市深基坑工程相似，包括围护结构监测和周边既有建筑变形控制监测。

控制好基坑周围土体的稳定性，不会发生土体滑动破坏。

支承结构的强度满足构件强度的设计要求。

基坑开挖引起的地层位移和地下水变化引起的地层变形，不得超过基坑周围建筑物和地下设施的允许变形值。

明挖和覆盖站监测项目、仪器和用途。

8.2.4、覆盖方开挖法基坑监测测量。

台站周边环境监测分布的原则为开（盖）开挖法。

采用开（盖）开挖法对围护结构系统进行监测和分布的原理。

8.2.5、暗坑开挖法的监测与测量。

在地下开挖施工过程中，围岩（地层）的变形和松动可能会传递到地表，影响地表建筑物（构筑物）、管线、桥梁等的安全，因此，除了对围岩（地层）和支护结构进行监测外，还需要观察地表和地面建筑物（构筑物）和管道的变形情况。

轴类检查项目清单

8.2.5.一、隐蔽开挖段监测、测量、控制要点：

地质及支护条件观察：记录和观察开挖情况、支护进尺和工况，记录和绘制隧道掌子面剖面地质、水文地质状态和支护厚度、开裂或挤压损伤等情况，每周绘制洞室纵向工程地质水文情况。

地质剖面：观察和记录埋地物体在地下的不良变形、开裂和破坏以及漏水情况。

净空水平收敛位移：在监测段内每隔5m设置一个净空收敛监测段;每个收敛监测段设有两条水平测量线，分别位于上半段两侧的拱线处，采用球杆式预埋件，端部焊接在网架或网架的纵向连接钢筋头上，杆螺纹或球应缠绕并保护， 收敛仪用于监测。观察洞穴变形稳定之前的时间。

测量拱顶下沉和地板隆起。 观察段与净空收敛监测段布置在同一段内，即在洞室纵向上每隔5m设置一个监测段。 每个监测断面在拱顶处设置1个拱顶沉降观测点，该观测点位于隧道中心线与拱顶的交汇处，采用精确水平仪和铟钢尺的水平法测量。

底板隆起主要是指洞室土体开挖引起的地应力释放，基坑含水层及其上的土体的地压力不足以抵消压水头，导致压水突然涌动，洞底土层隆起。 沿隧道纵向每隔5m纵向设置监测段，每段在倒拱底部设置测量点，位于隧道中心线与倒拱的交点处，采用精密水平仪和铟钢尺测量水平法。

地表沉降：每5m设置一个地表沉降监测断面，根据地面沉降的一般规律，监测段中间的测量点布置密集，外侧较薄。 对于硬化的路面，用气钻钻孔，用水泥浆埋设钢筋计量桩，对于未硬化的路面或其他部位，采用挖坑法埋设钢筋计量桩，用水泥浆固定，露出地面端进行磨圆。 使用精密水平仪和钢尺进行水平测量。

管道监测：地下管道测点主要敷设在燃气管道、给水管道、排污管道、大型雨水管道和电力沟上，在设置测量点时应考虑地下管道与隧道的相对位置关系。

有检查井的管道应开口，将监测点直接敷设在管道或管道载体上无检查井但有开挖条件的管道应开挖、裸露，并应直接在管道上布设观察点没有检查井和开挖条件的管道，可在相应地表上设置间接观察点。 管道沉降观测点的设置可根据现场情况，采用箍式或套筒式。 每条受监控的管道上至少应有 3 个 5 个测量点。

土层竖向位移测量：可了解地下开挖施工对周围土体的扰动，找出变化规律，为沉降技术施工的决策和控制提供可靠依据。

基坑挡土桩和土体水平位移监测。 可掌握土体的运动规律和土体对地面的影响，研究减少施工扰动的施工措施，保护地面建筑物和地下管线。

8.2.6.屏蔽法的监测和测量。

8.2.6.一、屏蔽法监测、测量、控制要点：

盾构推进引起的地层变形可以通过地表的横向和纵向沉降来分析。 关于横向沉降槽的研究大多基于PECK的经验公式或基于随机介质理论的沉降分布。

盾构施工引起的地表纵向沉降一般分为四个阶段：早期变形、盾构通过时沉降、盾构尾衬分离后的变形、后续沉降。

在盾构到达观测点之前，前方的地表会因顶升速度或挖掘量而下沉或隆起。

从盾构开挖面到达观察点正下方到盾构尾部即将脱离该点时，该阶段产生的沉降为盾构通过时的沉降。

这部分沉降的主要原因是盾构壳与土体的摩擦破坏了土体的结构强度，降低了土体的模量，使土体产生挤压和剪切变形，从而引起地层沉降。

盾尾与管片衬砌分离后，采用注浆弥补盾尾空隙，当注浆不足或注浆充填率不足时，会因地层损失而产生地层沉降反之，当灌浆过多时，会导致地层隆起。

随后沉降阶段是指注浆结束后发生沉降的地层部分，主要是由于土体的固结、变形和蠕变。 地层的过余孔隙水压力逐渐消散，土体产生固结变形，使地表固结沉降。

蠕变变形包括土体的蠕变变形和管片的蠕变变形。

8.2.6.2.隧道监测工程、仪器及盾构法的目的

8.2.6.3、盾构法中隧道测点布置及监测频率

8.3、监管单位的监控信息。

以北京地铁项目为例，监理单位的监控信息是指各种巡查信息，包括：周边环境巡查信息、支护系统巡查信息、开挖工作面巡查信息、施工工艺设备巡检信息、施工组织管理及运行状态巡查信息。

除监管单位监测预警信息上报内容外，还包括综合预警信息、风险交易处理信息（包括处置方案、项目、结果和变化趋势等）、风险处置建议信息等。

监察单位监测预警信息上报内容要求：

*：包括周边环境巡检信息、支护系统巡检信息、开挖工作面巡查信息及其预警建议信息（在施工单位报送信息核实的基础上），以及提交的施工工艺设备巡检信息、施工组织管理和运行状况巡检信息（自行检查后填写）。

预警报告：报告内容主要包括风险时间、地点、风险概况、原因初步分析、变化趋势、风险处理建议等。 其中，在向施工单位发送快递报告时，还应按照预警级别出具安全隐患报告、整改通知、停工令等早期处理方式。

周报、月报：内容应主要包括过去一周、近一个月安全检查的异常情况、监督周、月例会的情况、风险预警、落实反馈和风险事项的处理情况、效果、变化趋势、存在的问题、 以及下一个风险处理建议。

8.4、监控单位的信息管理与反馈。

8.4.1、监测单位的监测信息。

包括监测数据和巡检信息，巡检信息包括周边环境巡检信息、支护结构巡检信息、掘进面巡查信息等。 作为主管，您需要掌握其信息流程和反馈机制。

8.4.2.监控测量数据的处理和管理。

监测测量数据由计算机处理和管理，在获得各种监测数据后，需要及时进行处理，绘制各种类型的曲线和图表，对监测结果进行回归分析，最终位移值，结构的安全性，以及工程技术措施的确定。 各测点的监测结果应根据管理基准和位移变化率（mm）d等对结构和建筑物安全状况的综合判断，编制日、周、月总结报告，及时反馈和指导施工，调整施工参数，达到安全的目的。 快速高效的施工。

8.4.3.信息反馈的形式和内容。

监测单位的监测信息反馈结果报告分为**、周报、总结报。 结果报告应包括工程概况、施工进度、监测方法、监测时间、监测频次、仪器使用情况、规范等，列出监测值、累计变形值、变形率、变形曲线等，并根据监测结果提出结论性意见。

每次观察计算完成后，应立即将计算结果书面报告建设单位、监理单位等有关部门。

以北京地铁项目为例，第三方监测单位的监测预报信息如下：

提交形式。 3.预警、快递报告、周报、月报。

内容： **当日所有监测数据、巡更信息及预警建议信息;

预警报告：当判断项目风险可能达到红色综合预警状态或发生重大突发事件时，应进行明示报告，报告内容主要包括风险时间、地点、风险概况、原因初步分析、变化趋势、风险处理建议、 等。;预警快车应是以建设单位和监理单位报送的监测预警建议信息为基础的综合预警快报。

周报、月报：内容包括第三方监测建设单位、监理单位近一周、近一个月的数据、检查信息及其异常情况的汇总分析、风险预警和安全评估、反馈、监测跟踪的落实情况、下一步风险处置建议等。

报警系统：根据设计阶段确定的监控测量控制指标值，将施工过程中监控点的预警状态按严重程度从小到大分为不同级别，如北京地铁分为**，分别为黄色监测预警、橙色监测预警和红色监测预警。

黄色监测预警：当“双控”指标（变化量和变化率）超过监测测量控制值的70时，或当双控指标之一超过监测测量控制值的85时。 建设单位加强组织分析，由项目技术负责人主持组织风险处置，设计单位专业负责人、项目负责人、工程工程师、第三方监测单位项目负责人、监测分中心参与风险处置方案的制定和风险处置过程的监督管理建设单位、监理单位、第三方监测单位加强了监测检查，监测分中心进行了监测跟踪。

橙色监测警告：当“双控”指标超过监测测量控制值的85时，或当双控指标之一超过监测测量控制值时。

建设单位组织召开四方会议，由建设项目经理主持组织风险处置，设计单位、勘察单位项目负责人、监理单位总工程师、第三方监测单位技术负责人及建设单位相关领导参与风险处置方案的制定和风险的监督管理处理过程监控分中心加强监控跟踪，建设单位加强监督协调处置。

红色监测预警：当“双控”指标超过监测测量控制值，或实测变化率急剧增加时。 建设单位应当组织专家论证，启动应急预案，由施工单位监理带头主持组织风险处置，总工程师、设计勘察单位技术负责人、第三方监测单位技术负责人、监测中心、施工单位领导参与风险管理方案的制定和风险的监督管理处理过程中，由建设单位主管领导及有关部门监督协调处理，监测中心加强监测跟踪。

8.5、监测测量要点。

8.5.1.监控内容。

要按照强制性规定和标准加强对现场和内部工作的监控，全面掌握施工（和第三方监控）单位的情况和质量，全过程检查检查，及时纠正问题

观测仪器人员和设备：审查检查进场的测量人员和仪器设备的资质是否与招标相符，对不能满足要求的人员和计量器具进行限期更换，并按行业规定按时检查使用的仪器， 精度不符合要求的仪器，应当停止使用。

监测控制网络：要进行巡检，要求计量单位定期进行复查复验。

聚落观测点布置与埋设：重要部位需侧置。

沉降观察：主要采用巡检的方式。

如果出现以下情况之一，应要求观察单位增加观察频率，主管需要重点关注这部分：

观测到项目的变化率或累计变化达到或超过警告值。

观测值突然显著增加，沉降速率突然增加。

监测人员必须熟悉监测工程及其预警、报警和控制指标，并能根据最新监测报告数据中的累计变形量和日变形率值，对下一步施工提出建议和意见。

8.5.2.监控程序的审查和控制点。

监测计划是指导现场施工的重要文件，监理单位需要认真审查计划并提出审查意见，并积极参加业主组织的监测方案专家论证会议。

确保方案可行，确保方案和措施的可靠性。

监测计划应包括设计说明和图纸两部分

设计说明包括工程概况、监测设计的依据、监测目的、监测范围、监测对象、监测项目、监测方法及精度要求、监测方法、监测点的布置原则等每个监测项目的监测期限和频率;监测控制指标;监测注意事项和其他要求;反馈请求;工作清单等

图纸主要包括：总平面图;各监测项目测点布置图;各监测项目测点布局剖面图;基点和测量点的示例图。

本综述的重点如下：

方案编制依据是否全面、正确、充分。

配电的位置、范围和频率是否符合规范和设计施工要求。

监控方法是否正确。

组织结构和人员的验证。 监控方案中的组织结构是否完善，人员资质是否符合相关要求。

监测方案需经监测单位技术负责人批准。

8.5.3.监控过程的监控和管理。

过程控制主要采取检验的方式进行，监理人员应定期和不定期到现场进行巡检检查，加强关键部位和关键工序的巡检率。

检查监测单位是否按照监测计划组织实施，人员和设备是否与计划相符，重点检查人员和仪器的资质是否经过校准。

检查监控报告是否及时上报。

在具体实施中，还需要注意以下几个问题：

表面变形测量点的位置既要反映监测对象的变形特性，又应便于仪器的应用进行观测，有利于测量点的保护。 埋设的测点不能影响和阻碍结构的法向受力，不能削弱结构的刚度和强度。 在实施多项内容测试时，应将各个测量点的布置在时间和空间上有机结合，使一个监测部分能够同时反映不同的物理变化，找出内部联系和变化规律。

根据监测计划，预先安排好各监测点，使监测工作开始时，监测元件进入稳定的工作状态。 如果测量点在施工过程中损坏，应将测量点重新安装在原位置或尽可能靠近原位置，以保证测量点观测数据的连续性。 盾构隧道主要分布在隧道、地表、管线和房屋的监测上该站主要分布管道、房屋、基坑的地表变形监测。

8.5.4、判断监测数据的要点。

监测数据分析和反馈可用于修正设计支护参数、指导施工、调整施工措施等，是监测测量的重要组成部分。 作为监理，要了解监控单位监控数据的处理分析过程，并能根据监控数据的处理分析结论反馈施工情况。

监控数据处理。

监测单元获取各种监测数据后，需要及时处理，消除仪器和读数运行过程中的误差，消除和识别各种粗略、偶然和系统性误差，避免漏测和误测，保证监测数据的可靠性和完整性，利用计算机对监测测量数据进行整理和初步定性分析。

根据现场监测数据绘制位移时间曲线（或散点图）。 在测量数据的整理中，一般可以选择位移-时间曲线和散点图两种方法中的一种。 位移（）时间（t）关系曲线下的时间横坐标应标明施工过程和开挖面与监测断面之间的距离。

根据从现场监测数据中得出的-t时间曲线（或散点图）和空间关系曲线，可以做出以下判断：

当位移-时间关系趋于平坦时，应进行数据处理和回归分析，估计最终位移，掌握位移变化规律。

当位移-时间关系曲线出现反转时，说明围岩和支护已处于不稳定状态，此时应密切监测围岩动力学，加固支护，必要时应立即暂停开挖，并采取停工加固和进行支护处理。

监控数据分析。

监测单位取得监测数据后，应及时整理校对。 各类监测数据应以时程曲线绘制，并标明相应的工况信息。

在监测测量数据的计算分析中，除了对每个项目进行单一分析外，还应进行多项目的对比和综合分析。

当监测时程曲线呈现收敛趋势时，应根据曲线形态选择合适的函数，并对监测结果进行回归分析，根据测量点可能出现的最终位移值和结构的安全性，确定施工方案的科学性、合理性。

当实测数据中出现任何一种预警状态时，监测组应立即向建设单位、监理单位、施工单位、设计单位等报告，或者口头报告，并尽快提交书面预警报告。

监控数据分析和反馈应用程序。

地质预报：隧道施工中的地质预报是根据前方几米至几十米甚至几百米的围岩的工程地质和水文地质条件进行探测或开挖工作，结合隧道掘进中地质条件的变化，根据地质描述， 岩石结构面调查和突水观测中的监测和测量。

地下管线：根据施工进度，将各测点的变形值绘制成管线变形曲线。 即绘制位移时间曲线的散点图，以确定施工措施的有效性;当位移曲线趋于平坦时，可以选择合适的函数进行回归分析，**管道的最大沉降;沿管道沉降沟槽曲线，判断施工影响范围、最大沉降坡度、最小曲率半径等。

地面土体分层竖向位移监测：每次监测后，应绘制不同深度的位移时间曲线和孔深位移关系曲线。 当位移率突然增加时，应立即对各种监测信息进行综合分析，确定施工中出现的问题，并及时采取对策，确保施工安全。

基坑围护桩和地下土体的水平位移监测：每次监测后，应绘制位移-时间曲线和孔深位移曲线。 当水平位移率突然过大时是报警信号，接到报警信号后，应立即对各种监测信息进行综合分析，判断施工中出现了哪些问题，并及时采取对策，确保施工安全。

地下水位观测：根据水位变化值，绘制水位1随时间的变化曲线和施工水位随施工的变化曲线。

隧道拱顶沉降与水平收敛监测：根据变形值绘制变形时间曲线图和变形开挖距离曲线变化图，根据隧道断面图上不同施工阶段，将变形值按一定比例绘制在分布位置上，各点以线的形式连接，成为隧道支护变形分布图图。并与设计计算值进行比较，验证设计结构的合理性。

分段结构裂纹观察：裂纹发展的监测通常采用直接观察的方法，裂纹按读数位置编号和标出，必要时用裂纹观察仪测量裂纹宽度。 监测的数量和位置根据现场情况确定。

水平支座轴向力：将监测到的水平支座轴向力值绘制成应力变化曲线，并及时报告给主管工程师。 注：轴向测力计量程应符合设计轴向力要求。 在需要用轴力计埋设的钢支架架设之前，将轴向测力计焊接在支架的非加力端中心，并在轴向测力计与钢围堰和钢支架之间垫上钢板，以避免因轴向力过大而造成围堰变形， 导致失去支持。支撑力口后，受力后，可进行监控。

围岩稳定性的判定：在隧道施工过程中，围岩和支护的位移值或位移率常被用作确定围岩稳定性的标志。 如果超过一定临界值，则说明围岩不稳定，需要加固以支撑衬砌。 允许位移值或速率值与隧道断面尺寸、埋深、地质条件和地表建筑类型等因素有关。

8.5.5.监测中应注意的问题。

测量点保护问题保证了 100% 的存活率。

强调视觉观察。

及时信息反馈：监测报告有**、周报、月报、专题报、总结报五种形式，**每天上报，一般情况下，周报每周上报一次，月报月报上报一次此外，根据有关各方的要求，应对涉及监测间隔的测点历史数据进行专项分析报告，并在监测任务完成后提交总结报告。

报告中的信息量应丰富：**测量点布局示意图;根据控制标准;施工建议;趋势折线图。 周报：项目进展;数据统计分析;异常值分析。