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地铁第三方监测交流(中铁隧道院刘永中)


地铁工程第三方监测
中铁隧道勘测设计院有限公司

刘永中

目录
1、第三方概述 2、地铁第三方监测的必要性 3、第三方监测与施工监测区别 4、第三方监测的范围 5、第三方监测对象 6、监测等级划分 7、监测项目 8、第三方监测项目监测方法及要求 9、监测频率 10、报警值 11、信息反馈处理 12、新技术

一、概述

? 1、第三方监测的由来:
? 别称:公正检验。指两个相互联系的主体 之外的某个客体,即第三方。

? 2、特点:
? 第三方可以是和两个主体有联系,也可以 是独立于两个主体之外,但必须处于买卖 利益之外从事检测活动。

一、概述

? 3、我国第三方检测(监测)生存发 展现状 ? (1)、我国起步的很晚,基本是20 00年以后才开始。 ? (2)、主要是产品由国家检测机构 负责,如质监局等,没有社会上的 检测机构。

一、概述
(3)、地铁第三方监测2000年起从深圳、 南京、广州、上海地铁。模式一:只对周 边环境的影响监测(初期,个别);模式 二:结构自身安全的监测(中期,大部分 ),模式三:管理+监测(现在,所有)。 (4)、项目业主和项目承包商之间的控制安 全质量的第三方独立监测机构,一般是由 项目业主方聘请的对项目施行进行安全质 量控制的机构。

二、地铁第三方监测的必要性

? 1、城市环境复杂性
? 2、点多线长、承包商多,业主需要一 个独立的第三方来承担现场监测和监

测管理。

二、地铁第三方监测的必要性

3、经验教训
? 杭州湘湖站 ? 北京地铁M15线顺义站

杭州地铁一号线湘湖站事故前图片

杭州地铁一号线湘湖站事故后图片

北京地铁M15号线顺义站明挖车站施工过程中钢支撑脱落

顺义站钢支撑脱落

西安地铁二号线钟楼站火灾

西安地铁二号线方新村站涌水

地铁二号线第三方监测花絮

? 地铁F3处的竖井进行第二次监测就发现沉降速率 超限,一天达到59mm,这个数据连第三方自己 都不相信,第三方连夜到现场,把积雪覆盖和结 冰的监测点凿出重新复核,最后确认无误后马上 报警,及时把信息反馈给业主。其实业主、施工 单位、监理对这么大的变形报警都是不相信的, 第三方就把现场能用肉眼看见的已经下沉成坑的 轮廓线指给他们看,竖井开始渗水情况指给他们 看,要求承包商立即就对竖井进行回填,要不后 果不堪设想。第三方一来就能很快发现问题并及 时上报,为我们赢得时间,避免了事故的发生, 第三方的设置很有必要。

二、地铁第三方监测的必要性

? 4、国家法律法规

? 安全质量管理条例、建设部暂行办法、地 铁监测规范正在制定。

二、地铁第三方监测的必要性

暂行办法的主要内容
1、明确建设、勘察、设计、施工监理、监测、检测单位责任

2、非常明确地提出监测单位责任 3、第三方监测应当具有相应工程勘察资质,并 向工程所在地建设主管部门办理备案手续。 监测单位不得转包监测业务,不得与所监测 工程的施工单位有隶属关系或者其他利害关系。

三、第三方监测与施工监测的区别 ? 1、第三方监测侧重于环境安全,施工监测 则需按照设计要求对结构物本身及周边环 境进行全面的监测。 ? 2、第三方监测高于施工监测,具有监督校 验承包人监测数据是否真实可靠的职能, 并对施工监测的方案、仪器、人员和数据 处理及分析进行审查并进行技术指导的管 理职能。

三、与施工监测的区别 ? 3、为监督校核施工监测,第三方监测与施 工监测部分测点同点同时量测,为配合安 全风险管理工作并确保周边环境的安全还 需进行延伸量测,即在校核监测的基础上 布设观测点,以满足风险管理的要求。 ? 4、当发生环境破坏的投诉事件时,第三方 监测单位因其为独立于施工的第三方,可 以提供独立、客观、公正的监测数据,作 为有关机构评定和界定相关单位责任的依 据,而施工监测则无此功能。

三、与施工监测的区别 ? 5、从对数据处理和分析的要求上,第三方 监测要高于施工监测,第三方监测在数据 采集的基础上,要对监测数据进行综合分 析和预测,进行预警、报警,并将监测报 告和分析报告及时提交业主、监理和安全 风险管理单位,为安全风险管理决策提供 技术支持。(配备测量、监测、结构、岩 土、地质专业的人员)

四、第三方监测的范围

1、工程范围内的结构外缘两侧变形

区内。(视结构埋深而定且不小
于30m范围)。

基坑工程影响分区
(2.0~3.0)H 0~ 0.7H或tan(45° -φ/2)H







H—基坑开挖深度;φ —内摩擦角

H

隧道工程影响分区
2.5i i
1—沉降 曲线; 2—反弯 点 3—隧道 i—沉降 槽宽度系 数 Hi—隧道 中心埋深 Smax—隧 道中线的 地面沉降 量

2.5i i x

Hi




Smax
Ⅰ Ⅰ

1
Ⅱ Ⅲ

2

R

S

3

四、第三方监测的范围
? 2、地下、地面建(构)筑物、重要管线、 地面及道路的监测、安全巡视、安全风险 管理咨询。 ? 3、对全线施工单位监测初始值进行复核, 对监测方案、资料、成果、人员、设备等 进行管理。 ? 4、工程结构重点部位的安全监测围护结构 的位移、支撑轴力等进行监测,第三方监 测进行抽检观测。

五、第三方监测对象
? 1、明挖基坑(明挖车站、附属结构、明挖

区间、盾构井等)和浅埋暗挖隧道工程;
? 2、与车站、区间近接的需重点保护的建( 构)筑物、地下管线、市政道路; ? 3、明挖基坑四周地表和区间隧道地表; ? 4、设计和发包人有特殊要求的项目。

六、监测等级的划分
? 1、基坑、隧道工程安全分三级
工程 安全等级 等级划分标准 围(支)护结构过大变形或破坏、土体失稳等对周边环

一级

境及工程结构施工影响很严重;基坑开挖深度H≥25m;超
浅埋隧道;超大断面隧道等 围(支)护结构过大变形或破坏、土体失稳等对周边环

二级

境及工程结构施工影响一般;基坑开挖深度15≤H<25m;

浅埋隧道;近距离并行或交叠的盾构法区间;盾构始发与
接收区段;大断面隧道等 围(支)护结构过大变形或破坏、土体失稳等对周边环

三级

境及工程结构施工影响不严重;基坑开挖深度H<15m;深
埋隧道;一般断面隧道等

六、监测等级的划分

? 2、周边环境风险等级
分四级 ? 3、地质条件复杂程度

根据地质条件复杂程度分复杂、中
等、简单

六、监测等级的划分
工程监测等级表
周边环境风险等 级 工程监测 等级 工程安全等级

一级

二级

三级

四级

一级 二级
三级

一级 一级
一级

一级 二级
二级

一级 二级
三级

一级 三级
三级

七、第三方监测的项目
1、明(盖)挖法基坑围护结构和周围岩土体监测项目
注:√——应测项目,○——选测项目。

监测项目
围护桩(墙)、边坡顶部水平位移 围护桩(墙)、边坡顶部竖向位移 围护桩(墙)水平位移 围护桩(墙)结构应力 立柱结构竖向位移 立柱结构应力 支撑轴力 顶板应力 锚杆、锚索拉力 土钉拉力 地表竖向位移 竖井初期支护井壁净空收敛 土体深层水平位移 土体分层竖向位移 坑底隆起(回弹) 围护墙侧向土压力 地下水位

一级
√ √ √ ○ √ ○ √ ○ √ ○ √ √ ○ ○

工程监测等级 二级
√ √ √ ○ ○ ○ √ ○ ○ ○ √ √ ○ ○

三级
√ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ √ ○ ○


○ √ ○


○ √ ○


○ √ ○

明(盖)挖法基坑围护结构和周围岩土体监测图

基坑支撑(测轴力、钢筋内力)

轴力计图片

测斜仪图片

水压力、钢筋计、土压力计

2、盾构法隧道管片结构和周围岩土体仪器监测项目
监测项目 管片结构竖向位移 管片结构水平位移 管片结构净空收敛 管片结构应力 工程监测等级 一级 ○ ○ √ ○ 二级 ○ ○ √ ○ 三级 ○ ○ √ ○

地表竖向位移
土体深层水平位移 土体分层竖向位移 地层与管片的接触压力


○ ○ ○


○ ○ ○


○ ○ ○

盾构机图片1

盾构机图片2
激光全站仪
管 片

ELS 靶

黄盒子
显示屏
工业计算机

后视棱镜

控制盒

盾构机

盾构机主控室

盾构掘进地面沉降纵向分布规律
盾构机到达K6+112.86里程左线中线地面沉降分布规律 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

-5

-10
沉降(mm)
盾构机切口里程 K6+112.86

-15

-20

-25 测点分布

盾构掘进时隧道中线纵向地面沉降曲线与盾构各个部位存在密切关系, 盾构刀盘前方约5m距离处地面明显隆起;盾构过后地面明显沉降,且在 刀盘过后越25m处沉降量最大,其后沉降量逐渐减小。在盾构过后盾尾 注浆的相应位置处地面沉降曲线有明显的抬高。

收敛计图片

3、矿山法隧道支护结构和周围岩土体监测项目
监测项目
初支结构拱顶沉降 初支结构底板隆起 初支结构净空收敛 中柱结构竖向位移 中柱结构应力 初支结构应力 地表竖向位移 土体深层水平位移 土体分层竖向位移 围岩压力 地下水位 工程监测等级 一级 √ √ √ √ ○ ○ √ ○ ○ ○ √ 二级 √ ○ √ √ ○ ○ √ 三级 √ ○ √ √ ○ ○ √

○ ○ ○


○ ○ ○


4、周边环境监测项目
监测对象 监测项目 竖向位移 建(构)筑物 水平位移 倾斜 裂缝 竖向位移 地下管线 水平位移 差异沉降 路面竖向位移 高速公路与城市道路 路基竖向位移 挡墙竖向位移 挡墙倾斜 桥梁墩台竖向位移 桥梁墩台差异沉降

工程影响分区
强烈影响区 √ ○ √ √ √ ○ √ √ √ √ √ √ √ √ ○ √ √ √ √ √ √ √ 一般影响区 √ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ √ ○ ○ ○ ○ √ √ √ √ √ √

桥 梁

墩柱倾斜 梁板应力 裂缝 隧道结构竖向位移 隧道结构水平位移 隧道结构变形缝差异沉降 隧道结构变形缝开合度

既有城市轨道交通 轨道结构(道床)竖向位移 轨道静态几何形位(轨距、轨向、 高低、水平)

隧道、轨道结构裂缝
路基竖向位移 既有铁路 轨道静态几何形位(轨距、轨向、 高低、水平) 爆破振速


√ √ √


√ √ √

重要的建(构)筑物、桥梁等

八、监测方法及要求

? 监测方法的选择应根据监测对象和监

测项目特点、工程监测等级、设计要
求、精度要求、场地条件、当地经验 等因素综合确定,监测方法应合理易 行。

监测精度(以水平位移为例)
工程监测等级 一级 二级 三级

监测点坐标中误差(mm)

≤0.4

≤0.8

≤1.2

累计值Dc(mm) 水平位移控制值

D<20

20≤D≤40

>40

变化速率
vD(mm/d)

vD<2

2≤vD≤4

vD >4

九、监测频率
1、施工监测频率(以明(盖)挖法基坑监测为例)
基坑设计深度(m) 施工进程 ≤5 5~10 开挖 深度 (m) 10~15

≤5
1次/1d — —

5~10
1次/2d 1次/1d —

10~15
1次/3d 1次/2d 1次/1d

15~25
1次/3d 1次/2d 1次/1d (1次~2 次)/1d —

>25
1次/3d 1次/2d 1次/2d

15~25
>25










1次/1d (1次~2次) /1d

九、监测频率

? 2、第三方监测频率
? (1)低于施工监测 ? (2)一般为施工监测的1/3

十、报警值
? 明(盖)挖法基坑围护结构部分监测项目
工程监测等级 一级 监测 项目 二级 三级

累计值(mm) 累计值(mm) 支护结 累计值(mm) 变化 变化 构类型 相对 速率 相对 变化速 相对 速率 率 基坑 (m 绝对 基坑 绝对 基坑 (m 绝对值 深度 m/d) 值 深度 (mm/d) 值 深度 m/d) (H )值 (H )值 (H )值
— — —

土钉墙、 围护桩 型钢水 (墙) 泥土墙







10~30

0.5%

5

顶水平 灌注桩、 位移 地下连
续墙

10~30

0.15%

3

20~4 0.2% 0 80% f

4

30~50

0.3%

5

围护墙 结构应 力

70% f

80%f

十一、信息反馈

? 1、监测成果包括:现场监测资料、计
算分析资料、图表、曲线、文字报告

等; ? 2、日报、周报、月报、阶段报告、总
结报告。

十二、第三方监测信息化管理
目的和意义

1、工程风险越来越高 2、安全监控的信息化程度不高

目的

意义

提升信息化监控水平

对监测数据有了统一 的管理,可以及时掌控 工程安全状况

十二、第三方监测信息化管理

为监测人员提供快捷的监测信息发布平台

监测数据的处理、分析和保存 辅助业主方及时快速决策 为工程相关方提供信息反馈平台

十二、第三方监测信息化管理

第三方监测系统运行成果展示

第三方系统运行成果展示

系统运行成果展示

第三方监测系统运行成果展示

第三方监测系统运行成果展示 现场视频管理

第三方监测系统运行成果展示 第三方监测集中管理

第三方监测系统运行成果展示 西安地铁三号线第三方监测

第三方监测系统运行成果展示 东莞地铁R2线第三方监测

报告完毕 谢谢


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