地铁车站监控量测技术

2.3.4. 地下水位监测

1、监测目的

主要监测地下水水位变化，了解施工对周边地下水位影响情况和检验基坑施工中降水效果。 2、监测仪器

电测水位计、PVC塑料管、电缆线。 3、监测实施 （1）测点埋设

测点用地质钻机钻孔，孔深应根据要求而定（以保证施工期产生的水位降低能够测出）。测管用Φ100mm的PVC塑料管作测管，水位线以下至隔水层间安装相同直径的滤管，滤管外裹滤布，用胶带纸固定在滤管上，孔底布设0.5～1.0m深的沉淀管，测管的连接用锚枪施作锚钉固定。

测孔的安装应确保测出施工期间水位的降低。 （2）量测及计算

通过水准测量测出孔口标高H，将探头沿孔套管缓慢放下，当测头接触水面时，蜂鸣器响，读取测尺读数ai，则地下水位标高HWi=H-ai。则两次观测地下水位标高之差△HW=HWi–HWi-1，即水位的下降数值。

（3）数据分析与处理

根据水位变化值绘制水位-随时间的变化曲线，以及水位随施工工况情况的变化曲线图，以评价施工对周边环境影响的范围及程度。 2.3.5. 土压力和孔隙水压力监测

1、监测目的

了解基坑围护结构所受土压力和孔隙水压力的大小。 2、监测仪器

钢弦式渗水计、钢弦式土压力计及频率接收仪。 3、监测实施 （1）测点埋设

先在选定位置，用地质钻机沿连续墙外侧钻直径为φ130mm的钻孔，钻孔到所需要的深度，再用砂网、中砂裹好的土压力计和孔隙水压力计放到测点位置，然后在孔里注入中砂，以高出孔隙水压力计位置0.2m～0.5m为宜，最后在孔里埋入粘土，按此顺序，依次将各个不同深度的土压力计和孔隙水压力计埋设完毕，最后将孔封堵好。

（2）量测计算

根据每次所测得的各测点电信号频率，依据渗水计（土压力计）压力---频率标定曲线来直接换算出相应的孔隙水压力值（土压力）。

（3）数据处理与分析

绘制基坑各个施工阶段，土压力（孔隙水压力）随时间的变化曲线。

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2.3.6. 坑底隆起

1、监测目的

了解基坑开挖过程中，基坑内土体不同深度土层的位移情况。 2、监测仪器

由两大部分组成：一是地下材料埋入部分，由沉降导管、底盖、沉降磁环组成，二是地面接收仪器——分层沉降仪，由测头、测量电缆、接收系统和绕线盘等组成，如图9所示。 保护盖盖板钢套混凝土导管磁环底盖 图9 垂直位移观测孔示意图 3、监测实施 （1）测点埋设

布置在有选择性、有代表性的断面上。锚固体为磁式锚环，间距1～2米，钻孔采用地质钻成孔，遇到土质松软的地层，应下套管或水泥护壁；成孔后将导管缓慢地放入孔中，直到最低观测点位置，然后稍拔起套管，在保护管与孔壁之间用膨胀粘土填充；再用专用工具依次将磁式锚环沿导管外壁埋入设计的位置。锚点间用膨胀粘土回填。测管口上盖，再用Ф150mm的钢套管保护，套管外用砼堆砌并标明孔号及孔口标高。

（2）量测及计算

量测时将探头沿管内壁由下而上缓慢提升测尺，当通过测点磁环位置时，蜂鸣器发出声响，此时读取孔口标志（基点）处测尺的读数。即为：各测点相对于孔口标志点（基点）处的位移。

本次位移值=本次量测平均值-上次量测平均值。 累计位移值=Σ各次量测位移值

各测点绝对位移=相对位移值+孔口标志点（基点）位移 孔口标志点位移采用精密水准测量的方法确定。 （3）数据处理与分析

每次量测后绘制不同深度位移—历时曲线，孔深--位移对应关系曲线。当位移速率突然增大时应立即对各种量测信息进行综合分析，判断施工中问题所在，并及时采取保证施工安全的对策。

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2.3.7. 建筑物安全监测 1、监测目的 在建筑物周围设置测点，观测基坑施工过程中地表建筑物下沉及倾斜，据以判定建筑物的安全性，以及采用的工程保护措施的可靠性。 2、监测仪器 DS1型精密水准仪、铟钢尺 3、监测实施 （1）测点埋设 沉降观测点埋设，用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔，然后放入长直径200～300mm，Ф20～30mm的半圆头弯曲钢筋，四周用水泥砂浆填实。 测点的埋设高度应方便观测，对测点应采取保护措施，避免在施工过程中受到破坏。 （2）观测方法：同地表隆陷观测。 （3）建筑物下沉及倾斜计算方法：施工前，由基点通过水准测量测出建筑物沉降观测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差△Ｈ＝Hn－H0即为建筑物沉降值。

在求得建筑物各沉降观测点的沉降值后，根据建筑物宽度进行倾斜计算，如图10所示： tan（θ）=△s/b=SH2/Hg ∴SH2=Hg×△s/b

SH2——为所求建筑物顶部水平位移

θ——为所求建筑物水位移产生的倾斜角（微小值） （4）数据分析与处理

绘制时间—位移曲线散点图。当时间—位移曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析。预测最大沉降量。根据所测建筑物倾斜与下沉值，判断建筑物倾斜是否超过安全控制标准，及采用的工程措施的可靠性。 2.3.8. 地下管线变形监测

图10 建筑物倾斜计算示意图 图6 建筑物倾斜计算图1、监测目的

观测基坑开挖时地下管线沉降情况，据以判定地下管线的安全性，以及采用的工程保护措施的可靠性。

2、监测仪器

DS1型精密水准仪、铟钢尺 3、监测实施 （1）测点埋设

在地表下沉的纵向和横向影响范围内的地下管线安全监测，基点埋设同地表建筑物下沉与倾斜

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量测。

沉降测点埋设，用冲击钻在地下管线轴线上方的地表钻孔，然后放入直径20～30mm的半圆头钢筋，其深度应与管线底一致，四周用水泥砂浆填实。

新迁移的管线在施工时埋入直接测点，将直径20～30mm的半圆头钢筋固定在管顶并伸出地面，外加PVC套管保护。

（2）观测方法：同地表沉降观测。 （3）管线下沉计算

施工前，由基点通过水准测量测出管线沉降观测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差△Ｈ＝Hn－H0即为管线沉降值。

通过地表的变位来反应管线的变位。在管线的检查井位置布设沉降观测点，测量过程中，对于每次的监测结果根据水平位移与沉降换算出管线的曲率。

2.4. 监测资料的分析、处理和信息反馈

施工中，根据工程进展情况，按照监测设计图，及时埋设监测测点和元器件，并按规定测试频率进行测试，取得各种监测资料后，及时进行处理，排除仪器、读数等操作过程中的失误，剔除和识别各种粗差，避免漏测和错测，保证监测数据的可靠性和完整性，采用计算机进行监控量测资料的整理和分析工作。 2.4.1. 监测数据的管理基准

根据城市地铁施工监测的经验，采用《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》(TBJ108-92)的Ⅲ级监测管理并配合位移速率作为监测管理基准（见表2），即将允许值的三分之二作为警告值，允许值的三分之一作为基准值，将警告值和允许值之间称为警告范围，实测值落在此范围，应提出警告，说明需商讨和采取施工对策，预防最终位移值超限，警告值和基准值之间称为注意范围，实测值落在基准值以下，说明基坑围护结构及周边土体是稳定的。

表2 监测管理等级

管理等级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ 管理位移 U0＜Uｎ／３ Uｎ／３≤Ｕ０≤２Uｎ／３ Ｕ０＞２Uｎ／３ 施工状态 正常施工 加强监测 加强监测并采取相应工程措施 注：U0—实测位移值；Un—允许位移值

在现场监测期间，可根据监测结果所处的管理阶段来选择监测频率：一般Ⅲ级管理阶段监测频率可放宽；Ⅱ级管理阶段则应注意加密监测次数；Ⅰ级管理阶段则应加强监测，通常监测频率为1～2次/天或更多。

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