地鐵工程監(jiān)控量測技術PPT課件

1、1第1頁/共124頁2第2頁/共124頁3第3頁/共124頁4第4頁/共124頁5第5頁/共124頁6第6頁/共124頁7第7頁/共124頁8圖2-2呼家樓站、橋墩樁基及地面建筑位置關系剖面圖高層建筑第8頁/共124頁9 圖3-1 科南路知春路區(qū)間隧道與城鐵立交橋墩樁基礎關系剖面圖第9頁/共124頁101950022192093 123721930196096567852888384742002185219966圖5-5 國貿站與國貿橋橋墩位置關系剖面圖 第10頁/共124頁 監(jiān)測與工程施工關系協(xié)調修改或繼續(xù)按設計要求施工判斷數(shù)據(jù)采集、分析監(jiān)控量測測點安裝編制監(jiān)測方案現(xiàn)場調查，收集基本資料第1

2、1頁/共124頁第12頁/共124頁1 1 監(jiān)控量測的目的（1） 監(jiān)視地層、支護與結構的應力和變形情況，驗證支護系統(tǒng)的設計穩(wěn)定性。（2）保障監(jiān)控變形在允許范圍之內，保障地層穩(wěn)定和施工安全。（3） 通過量測數(shù)據(jù)的分析處理，掌握各種數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，提供地層和支護系統(tǒng)襯砌最終穩(wěn)定的信息。（4） 積累量測數(shù)據(jù)，為今后的設計與施工提供工程類比的依據(jù)。 第13頁/共124頁編制標準(1)北京地鐵*標土建工程施工招標文件及投標書；(2)北京地鐵*標土建工程施工設計圖；(3)地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范GB50308-1999；(4)地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范GB50299-1999；(5)建筑變形測量規(guī)程

3、JGJ/T8-97；(6)全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程CJJ73-97；(7)工程測量規(guī)范GB50026-93；(8)城市測量規(guī)范CJJ13-87；(9)城市地下水動態(tài)觀測規(guī)程CJJ/T76-98；(10)建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ120-99；(11)巖土工程安全監(jiān)測手冊。第14頁/共124頁2.1 主要內容工程特點分析，工程監(jiān)測項目確定，監(jiān)測目標現(xiàn)場調查，監(jiān)測控制指標與執(zhí)行標準，必要的施工力學分析以確定預警值和預警過程，測點布置方案，量測儀器選擇，監(jiān)控量測計劃，數(shù)據(jù)處理與報表方案，量測管理機構與預警措施，投資估算。 2 2、監(jiān)控量測方案第15頁/共124頁周圍環(huán)境建（構）筑物與管線，結構特

4、點，地質特點地下水施工方法特點第16頁/共124頁呼家樓站呼家樓站呼家樓站高架橋橋墩道路紅線呼家樓站第17頁/共124頁第18頁/共124頁第19頁/共124頁第20頁/共124頁第21頁/共124頁第22頁/共124頁第23頁/共124頁第24頁/共124頁工程監(jiān)測項目確定地表（地層）沉降管線建筑物（含基礎）橋梁 （含基礎）地下構筑物（既有地鐵）隧道洞內沉降與收斂基坑變形量測支護及結構內力水位第25頁/共124頁第26頁/共124頁DH4-13DH4-12DH4-11DH4-10DH4-9DH4-8DH4-7DH4-6DH4-5DH4-4DH4-3DH4-2DH4-1沉降槽沉降示意圖第27頁

5、/共124頁第28頁/共124頁第29頁/共124頁第30頁/共124頁第31頁/共124頁第32頁/共124頁既有環(huán)線區(qū)間監(jiān)測橫向布置圖監(jiān)測縱向布置圖地表變形測點拱頂測點收斂測線地表變形測點地表變形測點圖例：地表變形測點收斂測線拱頂測點說明：1.圖中尺寸均以米計。環(huán)線地鐵地面測點布置圖軌面變形測點,縱向間距為2米5號線崇文門站軌面變形測點，縱向間距為2米第33頁/共124頁第34頁/共124頁第35頁/共124頁隧道收斂量測隧道收斂量測第36頁/共124頁隧道圍巖變形的傳統(tǒng)量測工具：鋼尺收斂計第37頁/共124頁東直門隧道現(xiàn)場測點布設 保護盒部分 打開測量時 平常關閉時 東直門隧道測量現(xiàn)場第

6、38頁/共124頁第39頁/共124頁第40頁/共124頁第41頁/共124頁 隧道與地下工程的基本理論 地下結構的荷載 地層壓力 水壓力（靜水壓力、滲透壓力、浮力） 地層抗力 地層變形所產生的附加荷載 結構自重 地面附加荷載（靜載、動載）第42頁/共124頁隧道與地下工程的基本理論 混凝土收縮徐變影響力 溫度應力 施工荷載 設備荷載 人群荷載 車輛荷載 地震力第43頁/共124頁地層壓力 地層壓力的來源 地應力 自重應力 流變壓力 膨脹力 沖擊力 地溫壓力 隧道與地下工程的基本理論第44頁/共124頁 地層壓力的表現(xiàn)形式 初始應力場 二次應力場 三次，多次應力場 圍巖及圍巖壓力 隧道與地下工

7、程的基本理論第45頁/共124頁 均勻地層基坑第一講 隧道與地下工程的基本理論第46頁/共124頁地層壓力荷載的性質 形變壓力 松動壓力dPd 隧道與地下工程的基本理論第47頁/共124頁l形變壓力PP0ddPdP隧道與地下工程的基本理論第48頁/共124頁l形變壓力l松動壓力PP0PmPddmdd第49頁/共124頁確定地層壓力的方法 經驗類比的方法 實際量測的方法 計算分析的方法 反演分析的方法隧道與地下工程的基本理論第50頁/共124頁經驗類比的方法圍巖分類穩(wěn)定性地壓力支護設計襯砌設計物理力學指標穩(wěn)定分析第51頁/共124頁經驗類比的方法 工程巖體分級標準 鐵路隧道圍巖分級法 公路隧道圍

8、巖分類法 國外通用圍巖分類法 RQD, Q system第一講 隧道與地下工程的基本理論第52頁/共124頁計算分析方法一（松動壓力） 經典的地壓理論 深基坑 主動與被動土壓力（郎肯、庫侖）隧道與地下工程的基本理論極限1極限2實際第53頁/共124頁土壓天然重度抗力剛度合算第54頁/共124頁q1外wh內wh水壓土壓天然重度，浮重度抗力剛度分算第55頁/共124頁 條形荷載qh)2cos2sin2(2qh第56頁/共124頁第57頁/共124頁豎向圍巖主動壓力脫離區(qū)襯砌變形曲線圍巖彈性抗力側向圍巖主動壓力隧道與地下工程的基本理論 地下結構第58頁/共124頁h第一講 隧道與地下工程的基本理論超

9、淺埋Hq第59頁/共124頁H淺埋)1 (tgBHHq淺第60頁/共124頁H深埋sq6245. 0sq79.114.0)245(22ottgHBtgq)( 1 . 00 . 231arroofMPQJP第61頁/共124頁必要的施工力學分析以確定預警值和預警過程按施工步序確立分級預警指標第62頁/共124頁第63頁/共124頁第64頁/共124頁 80.000 0.150 -0.1500.01000010.000000 80.000 0.150 -0.1500.01000010.000000第65頁/共124頁 80.000 0.150 -0.1500.01000010.000000 80.

10、000 0.150 -0.1500.01000010.000000第66頁/共124頁 80.000 0.150 -0.1500.01000010.000000 80.000 0.150 -0.1500.01000010.000000第67頁/共124頁地層名稱密度(g/cm3)計算彈性模量(Mpa)泊松比抗剪強度(Mpa)摩擦角(度)雜填土1.7100.30.0230粉土2.090.350.02330粘土1.9840.350.02614粉砂2.05260.23028中砂2.01360.2040圓礫2.15450.2032初期支護25255000.2-二次襯砌25300000.2- 第68頁/

11、共124頁Simulation of top drift and arch construction-30-20-100102030-40-30-20-100Settlement（m m）Settlement（m m）(m)Pilot tunelPilot tunelTop ArchTop Arch step1 step2step4step5 step3第69頁/共124頁 The pilot tunnel construction Section No.1（B187+03）-30-20-100102030-30-25-20-15-10-5Settlement（m m）Settlement（m

12、 m）(m)MeasuredMeasuredPredictedPredicted-30-20-100102030-45-40-35-30-25-20-15Settlement (mm)Settlement (mm)（m ）PredictedPredictedMeasuredMeasuredlTop drift constructionlSection No.1第70頁/共124頁測點布置方案第71頁/共124頁地鐵五號線崇文門站的施工監(jiān)測地鐵五號線崇文門站的施工監(jiān)測第72頁/共124頁圖例:地表測點說明： 1.本圖尺寸均以米計。 崇文門站測點布置平面圖主斷面7.86.37.86.3第73頁/共

13、124頁縱向鋼筋計洞內A項及地表橫斷面測點布置圖洞內B項量測測點布置圖圖例：說明：1.本圖尺寸均以米計?？v向鋼筋計地表測點拱頂測點收斂測線壓力盒鋼筋計地表測點拱頂測點收斂測線壓力盒鋼筋計雨水管熱力管雨水管電力管拱頂測點收斂測線出入口、風道、換乘通道洞內測點布置示意圖混凝土應變計混凝土應變計第74頁/共124頁地表沉降拱頂下沉底板隆起隧道收斂圍巖壓力鋼筋應力圖例：地表橫斷面沉降測點布置圖洞內B項斷面測點布置圖洞內A項斷面測點布置圖104104444444說明：0.3建筑物沉降測點示意圖1.本圖尺寸均以米計；第75頁/共124頁地鐵五號線張自忠路站的施工監(jiān)測地鐵五號線張自忠路站的施工監(jiān)測第76頁/

14、共124頁第77頁/共124頁第78頁/共124頁地鐵四號線動物園站的施工監(jiān)測地鐵四號線動物園站的施工監(jiān)測第79頁/共124頁街大外門直西第80頁/共124頁第81頁/共124頁地鐵十號線呼家樓站的施工監(jiān)測地鐵十號線呼家樓站的施工監(jiān)測第82頁/共124頁第83頁/共124頁2.1 主要內容工程特點分析，工程監(jiān)測項目確定，監(jiān)測目標現(xiàn)場調查，監(jiān)測控制指標與執(zhí)行標準，必要的施工力學分析以確定預警值和預警過程，測點布置方案，量測儀器選擇，監(jiān)控量測計劃，數(shù)據(jù)處理與報表方案，量測管理機構與預警措施，投資估算。 2 2、監(jiān)控量測方案第84頁/共124頁1）首次監(jiān)測的時間2）關于監(jiān)測標準3）臨時支護內力的監(jiān)測

15、4）先進監(jiān)測技術的應用5）量測工作的管理6）影響沉降的幾個因素第85頁/共124頁首次監(jiān)測時間第86頁/共124頁關于監(jiān)測標準 監(jiān)測控制標準 = = 最小值管線允許值，建筑基礎允許值， 地層穩(wěn)定允許值，地面沉降允許值 風險分擔 設計院提出的標準是設計院的設計保證 施工單位提出的標準是施工單位對于業(yè)主的承諾 業(yè)主提出的標準是業(yè)主的要求 三方的風險責任和投資平衡第87頁/共124頁第88頁/共124頁各類建筑物允許傾斜下沉率 建筑物結構類型 地基土類型中低壓縮性土高壓縮性土砌體承重結構0.002L0.003L工業(yè)與民用建筑物相鄰樁基的沉降差： 磚石墻填充邊排樁0.007L0.001L框架結構0.0

16、02L0.003L不均勻沉降時不產生附加力的多層、高層結構0.005L0.005L高層或多層建筑物的基礎傾斜： H24m0.0040.00424H600.0030.00360H1000.0020.002H1000.00150.0015注：(a)L指相鄰柱基的中心距離或基礎長，mm，H指自室外地面算起的建筑物 高度，m； (b)傾斜是指基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值。第89頁/共124頁第90頁/共124頁煤氣管線的沉降或水平位移均不得超過10mm，每天發(fā)展不得超過2mm；采用焊接接頭的煤氣管兩個接頭之間的局部傾斜值不大于0.002自來水管線的沉降或水平位移均不得超過30mm，每天發(fā)展

17、不得超過5mm。采用焊接接頭的水管兩個接頭之間的局部傾斜值不應大于0.006，承插式接頭的鑄鐵水管、鋼筋砼水管兩個接頭之間的局部傾斜值不應大于0.0025，第91頁/共124頁第92頁/共124頁guan關于橋基的控制標準是什么？第93頁/共124頁第94頁/共124頁 地面沉降允許值 -30mm, +1mm 由此推算拱頂沉降允許值第95頁/共124頁96隧道內失穩(wěn)第96頁/共124頁guan關于隧道失穩(wěn)的控制標準是什么？第97頁/共124頁 初期支護變形允許值 正確地理解和使用規(guī)范 基坑變形允許值為樁頂位移30樁體位移50地面沉降30第98頁/共124頁重點控制拱部沉降第99頁/共124頁l

18、 監(jiān)測控制指標與執(zhí)行標準l控制標準 =l最小值管線允許值，建筑基礎允許值，l 地層穩(wěn)定允許值，地面沉降允許值l落實到工作面（拱頂沉降值）第100頁/共124頁2）臨時支護內力的監(jiān)測第101頁/共124頁第102頁/共124頁3）先進監(jiān)測技術的應用第103頁/共124頁隧道圍巖變形的傳統(tǒng)量測工具：鋼尺收斂計第104頁/共124頁 盡管鋼尺收斂計本身的讀數(shù)精度很高，但在監(jiān)測過程中，受到設備安置等各種因素的限制，實際精度容易受人為因素制約和影響。從而失去了數(shù)據(jù)的可靠性和參考價值，難以保證施工安全。第105頁/共124頁非接觸量測方法的分析比較 所謂非接觸量測是指應用光電測距、攝影測量、傳感器等現(xiàn)代測試技術