监控量测及变形观测点布设技术培训

新建铜玉铁路TYTJ-1标第三项目部监控量测及变形观测点布设技术培训中铁港航局二公司铜玉铁路项目部2015年5月主要内容一、监控量测的目的和作用二、隧道监控量测点布置三、桥梁沉降观测标埋设四、路基沉降观测点埋设五、隧道沉降变形观测点埋设一、监控量测的目的和作用1、隧道监控量测目的：①确保施工安全及结构的长期稳定性;②验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据;③确定二次衬砌施做时间;④监控工程对周围环境影响;⑤积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。作用：①监控量测是保证施工安全的主要方法②监控量测是设计施工优化的主要依据。③监控量测是应对隧道工程不确定性的重要方法。④监控量测是积累工程资料的重要手段。一、监控量测的目的和作用2、桥梁沉降观测①通过对桥涵沉降、变形作系统的评估，确认桥涵基础沉降、梁体变形等符合技术标准要求。②通过各施工阶段对墩台沉降的观测，验证和校核设计理论、设计计算方法，并根据沉降资料的分析预测总沉降和工后沉降量，进而确定桥梁工后沉降是否满足铺设轨道要求。③根据沉降资料分析，对沉降量可能超标的墩台研究对策，提出改进措施，以保证桥梁工程的安全；同时积累实体桥梁工程的沉降观测资料，为完善桩基础沉降分析方法作技术储备。一、监控量测的目的和作用3、路基沉降观测①观测的目的是通过沉降观测，利用沉降观测资料分析、预测工后沉降，指导进行信息化施工，必要时提出加速路基沉降的措施，确定轨道的铺设时间，评估路基工后沉降控制效果，确保轨道结构的安全。②观测的目的是通过沉降观测，确认路基的工后沉降和沉降变形满足轨道铺设要求。二、隧道监控量测点布设Ⅰ监控量测项目监控量测的项目主要根据《铁路隧道监控量测技术规程》及隧道工程的地质条件、围岩类别、跨度、埋深、开挖方法和支护类型等综合确定。结合隧道的实际情况，将地表下沉、水平收敛量测、拱顶下沉量测，作为施工监控量测项目。在隧道工程中进行上述项目的量测，不能单纯地为了获取信息，而是把它作为施工管理的一个积极有效的手段，通过量测信息确切地预报破坏和变形等未来的动态，以便及时掌握围岩动态而采取适当的措施（如预估最终位移值、根据监控基准调整、修改开挖和支护的顺序和时机等）。具体监控量测项目见下表：二、隧道监控量测点布设监控量测必测项目序号监控量测项目常用量测仪器备注1洞内、洞外观察现场观察、数码相机、罗盘仪2拱顶下沉高精度水准仪、钢挂尺或免棱镜全站仪3净空变化收敛计、免棱镜全站仪4地表沉降高精度水准仪、铟钢尺或免棱镜全站仪隧道浅埋地段二、隧道监控量测点布设⑴.地质和支护状态观察地质和支护状态观察包括工作面观察和支护结构的支护效果观察。观察内容：a.工作面工程地质和水文地质情况观察和描述：包括围岩类别名称，风化变质情况，断层、层理、节理等结构面的分布、走向、产状及频率，有无偏压或膨胀地压，工作面及毛洞自稳情况，地下水情况及影响等内容，并以表格和素描形式记录。b.工作面附近初期支护状态观察和已成洞的支护效果观察：包括锚杆锚固效果，喷层开裂部位、宽度、长度及深度，模筑混凝土衬砌的整体性，防水效果等。⑵.水平收敛量测目的：根据收敛位移量、收敛速度、断面的变形形态，判断围岩的稳定性、支护的设计施工是否妥当和衬砌的浇注时间。⑶.拱顶下沉量测目的：监视隧道拱顶的绝对下沉量，掌握断面的变行动态，判断支护结构的稳定性。二、隧道监控量测点布设⒈浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。一般条件下，地表沉降测点纵向间距按下表要求布置。Ⅱ监控量测断面及测点布置原则隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m）2B＜H0＜2.5B20～50B＜H0≤2B10～20H0≤B5～10地表沉降测点纵向间距二、隧道监控量测点布设⒈浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。一般条件下，地表沉降测点纵向间距按下表要求布置。Ⅱ监控量测断面及测点布置原则隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m）2B＜H0＜2.5B20～50B＜H0≤2B10～20H0≤B5～10地表沉降测点纵向间距注：H0为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。地表沉降测点横向间距为2～5m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于H0+B，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。其测点布置如图1所示。二、隧道监控量测点布设Ⅱ监控量测断面及测点布置原则基准点地表沉降横向测点布置示意图二、隧道监控量测点布设Ⅱ监控量测断面及测点布置原则地表沉降观点埋设二、隧道监控量测点布设2.拱顶下沉点和净空变化测点位置应布置在同一断面上。监控量测断面按表2的要求布置。拱顶下沉测点原则上布置在拱顶轴线附近。当隧道跨度较大时，应结合施工方法在拱部增设测点。Ⅱ监控量测断面及测点布置原则⒊净空变化量测测线数，可参照表3、表4、图2布置。围岩级别断面间距（m）Ⅴ～Ⅵ5～10Ⅳ10～30Ⅲ30～50表2拱顶下沉点和净空变化测点断面间距注：Ⅱ级围岩视具体情况确定间距。二、隧道监控量测点布设Ⅱ监控量测断面及测点布置原则表4净空变化量测测线数开挖断面地段一般地段特殊地段全断面法一条水平测线—台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线，两条斜测线分部开挖法每分部一条水平测线CD或CRD法上部、双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分部一条水平测线。二、隧道监控量测点布设Ⅱ监控量测断面及测点布置原则图2拱顶下沉量测和净空变化量测的测线布置二、隧道监控量测点布设Ⅱ监控量测断面及测点布置原则注：1、观测点皆用Φ8钢筋制成，结构布置详见观测点大样图；2、本图比例为示意图。观测点设置要坚固耐久不变形，要保存到接近浇注二衬砼时间。观测点大样图喷射砼φ8钢筋制成不小于10cm初支面围岩面埋入岩体初支厚度h反光膜10cm二、隧道监控量测点布设Ⅲ测点标示牌每个测点必须挂设监控量测标示牌，监控量测标识牌所包括：量测断面里程、围岩级别、初始值、责任人和埋设时间，标牌尺寸大小为20cm*30cm各格子尺寸为整个牌子四等分。隧道监控量测点标识牌里程初始值围岩级别责任人埋设时间监控量测标识牌二、隧道监控量测点布设Ⅳ监控制量测点要求1、测点的构造埋设要求：（1）安装钢筋，要求使用Φ8钢筋，钢筋深入岩体不少于10cm。（2）喷射初支混凝土，喷射混凝土后确保钢筋露出混凝土面不小于10cm.（3）安装反光膜。（4）测量采集原始数据.要求采集原始数据必须在喷射混凝土完成后2h内完成。2、测点的标示及保护（1）初期支护测点：埋设要牢固可靠、易于识别。采用小塑料袋进行防尘保护，量测时间进行拆除。（2）施工中注意保护，防止爆破和其他情况的破坏，量测点上不得悬挂其他任何物品(如铁丝﹑电缆线等)。二、隧道监控量测点布设Ⅳ监控制量测点要求（4）每断面布设各点要在同一断面上，要求各点位沿里程方向偏差±10cm。（5）不同断面上的同一位置的埋点，要求在同一高度上。（6）钢筋埋设须在洞身开挖后尽快完成，埋设完成后才可进行初支混凝土喷射。隧道洞内监控量测点三、桥涵沉降观测标埋设Ⅰ桥涵变形控制标准对于高速铁路桥梁基础的沉降控制，墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：墩台均匀沉降量对于有砟桥面桥梁≤30mm静定结构相邻墩台沉降量之差对于有砟桥面桥梁≤15mm对于高速铁路，控制桥涵沉降，主要是工后沉降，计算工后沉降的值，由于受到各种因素的影响往往偏差很大。因此有必要进行实测验证，积累观测数据。1、桥梁墩台Ⅰ三、桥涵沉降观测标埋设Ⅰ桥涵变形控制标准涵洞的地基为压缩性土地层时，应计算其沉降，铺设有砟轨道时其工后沉降量不应大于50mm。2、涵洞Ⅱ桥涵观测点布置承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。观测标具体埋设原则如下：（1）每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标。（2）承台观测标分为观测标-1、观测标-2，承台标-1设置于底层承台左侧小里程角上；观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。三、桥涵沉降观测标埋设Ⅱ桥涵观测点布置（3）桥墩观测标的埋设①观测点原则上应设在墩身上，数量每墩不少于2处。②桥墩标一般设置在墩底高出地面或水位1.0m左右；当墩身较矮梁底距离地面净空较低不足4.0m时，桥墩观测标可设置在对应墩身埋标位置的顶帽上埋设。特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位置。桥墩上观测标的具体设置位置见下图：三、桥涵沉降观测标埋设Ⅱ桥涵观测点布置三、桥涵沉降观测标埋设Ⅱ桥涵观测点布置三、桥涵沉降观测标埋设Ⅱ桥涵观测点布置（4）桥台观测标的埋设观测点原则上应设置在台顶（台帽及背墙顶），数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。（5）每座涵洞均要进行沉降观测，观测标原则上应设在涵洞两侧的边墙上，在涵洞进出口及涵洞中心分别设置，每座涵洞测点数量为6个。三、桥涵沉降观测标埋设Ⅱ桥涵观测点布置桥台观测点布置二、桥涵沉降观测标埋设Ⅱ桥涵观测点布置涵洞观测点布置三、桥涵沉降观测标埋设Ⅲ观测标构造墩身及涵洞沉降变形观测标采用φ14mm不锈钢螺栓。见下图所示：三、桥涵沉降观测标埋设Ⅲ观测标构造三、桥涵沉降观测标埋设Ⅳ观测标埋设注意事项1、观测仪标保护观测期间应对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞、人为因素的破坏等，观测标位置应做醒目标志等措施以保证观测仪标的长期功能及安全要求。2、沉降观测应按照规定时间和频次要求严格执行，并定期复测避免沉降异常。3、应加强对观测标的定期检查并严格落实，如出现观测标被敲击、挖橇、丢失等情况时应及时恢复并进行复测。三、桥涵沉降观测标埋设Ⅳ观测标埋设注意事项1、观测仪标保护观测期间应对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞、人为因素的破坏等，观测标位置应做醒目标志等措施以保证观测仪标的长期功能及安全要求。2、沉降观测应按照规定时间和频次要求严格执行，并定期复测避免沉降异常。3、应加强对观测标的定期检查并严格落实，如出现观测标被敲击、挖橇、丢失等情况时应及时恢复并进行复测。四、路基沉降观测元件埋设Ⅰ路基地段沉降观测内容1、路基面的沉降变形观测2、路基基底沉降观测3、过渡段沉降观测4、路基稳定性观测5、地基土深层沉降监测Ⅱ沉降观测断面和观测点的设置沉降观测装置应埋设稳定，观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。根据经验，埋设的观测设施的有效性以及对其保护是否得力是决定整个观测工作成败的关键。各部位观测点应设在同一横断面上，这样有利于测点看护，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。四、路基沉降观测元件埋设Ⅱ沉降观测断面和观测点的设置1、观测断面布置原则每个桥台台尾过渡段设置一个观测断面，距桥台2m处设置；每个横向构筑物顶及两侧路基过渡外3m各设一个观测断面；其余地段在500m以内时，每隔50m设置一个观测断面；工点长度大于500m时，间距100m设一个断面。且每个工点不少于2个。2、观测点的布置原则①每个观测断面应对路基沉降和位移进行监测，沉降观测桩每断面设置2个，布置于两侧距相应侧线路中心3.2m处；路基地段沉降板每断面设置1个，布置于双线路基中心。②软土、松软土路堤地段观测断面包括剖面沉降观测桩、沉降板和位移观测桩，沉降板位于路堤中心，底板埋设于原始地面处，随填土增高而逐渐接高测杆及保护套管。位移观测边桩分别位于两侧坡角外1~2m、10~12m处，并与沉降观测桩及沉降板位于同一断面上。四、路基沉降观测元件埋设Ⅱ沉降观测断面和观测点的设置四、路基沉降观测元件埋设Ⅱ沉降观测断面和观测点的设置四、路基沉降观测元件埋设Ⅱ沉降观测断面和观测点的设置③路堑地段观测断面分别于路基中心，左右中心线以外3.2m的路基面处各设1根沉降观测桩，观测路基面的沉降。Ⅲ观测元件埋设1）沉降观测桩：选择Φ20mm钢筋，顶部磨圆并刻画十字线，底部焊接弯钩，待基床表层级配碎石施工完成后，在观测断面通过测量埋置在设计位置，埋置深度不小于0.3m，桩周0.15m用C15混凝土浇筑固定，完成埋