引湑济黑工程沉降位移监测方案-设计院.doc
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1、 引湑济黑工程湑水河上引湑济黑工程湑水河上 桥梁、引水隧洞、隧洞进水口边坡、桥梁、引水隧洞、隧洞进水口边坡、 隧洞出口退水陡坡等沉降位移监测工程技术设计隧洞出口退水陡坡等沉降位移监测工程技术设计 方案方案 西安市水利规划勘测设计院 2013 年 03 月 引湑济黑工程湑水河上引湑济黑工程湑水河上 桥梁、引水隧洞、隧洞进水口边坡、桥梁、引水隧洞、隧洞进水口边坡、 隧洞出口退水陡坡等沉降位移监测工程技术设计隧洞出口退水陡坡等沉降位移监测工程技术设计 方方 案案 编写人(签字或盖章):编写人(签字或盖章): 审核人(签字或盖章):审核人(签字或盖章): 批准人(签字或盖章):批准人(签字或盖章):
2、- - 0 - - 目目 录录 一、项目概况一、项目概况 1 二、对工程进行变形观测的重要性和必要性二、对工程进行变形观测的重要性和必要性 1 三、编制依据三、编制依据 1 四、四、观测内容观测内容 2 五、监测原则五、监测原则 2 六、安全监测频率及周期等六、安全监测频率及周期等. 18 七、提交成果资料七、提交成果资料.19 八、监测单位责任八、监测单位责任19 九、管理中心责任九、管理中心责任19 附录一、建筑物沉降观测成果样例附录一、建筑物沉降观测成果样例21 附录二、桥梁监测点布设示意图附录二、桥梁监测点布设示意图24 - 1 - 引湑济黑工程湑水河上桥梁、引水隧洞、隧洞进水口边坡、
3、引湑济黑工程湑水河上桥梁、引水隧洞、隧洞进水口边坡、 隧洞出口退水陡坡等沉降位移监测工程技术设计方案隧洞出口退水陡坡等沉降位移监测工程技术设计方案 一、项目概况一、项目概况 本工程是市级南水北调项目,通过引水隧洞将长江流域湑水河 水量引至周至县黑河上游,解决西安市的饮用水缺水问题,工程引 水枢纽位于周至县境内老县城的湑水河上,所引水量穿过秦岭山隧 道注入黑河上游,辅助设施建立了水电站等,为西安市重点饮水工 程。 二、对工程进行变形监测的重要性和必要性二、对工程进行变形监测的重要性和必要性 1、本工程属西安市重点水源工程,主要建筑物有引水枢纽、输 水隧洞、桥梁、发电站等,但随着工程建设完成投入使
4、用,进一步 为社会做出更大地经济效益和社会效益,及时了解工程的运行状态, 保证工程各建筑物的安全,尽早排查、发现、消除工程隐患。对工 程运行状态进行长期有效的安全监测是十分必要的。 2、从工程施工上看,本工程当时施工条件较差,重要部位和关 键点处于冬季施工;尤其是隧洞施工变化较大,围岩类别较差,塌 方现象时有发生,隧洞两次穿越主河道,洞内断层漏水、冒顶和岔 洞交汇点及错车道等这些都是工程的重要部位和关键点,同时也是 施工中的薄弱环节。工程虽然经过两年多的运行情况正常,但从长 远考虑为了充分发挥其效益,对工程关键部位和薄弱环节必须进行 监测,具有重要的意义。 三、编制依据三、编制依据 1) 公路
5、桥涵施工技术规范JTJ0412000; 2) 国家一、二等水准测量规范 ; 3) 建筑变形测量规范JGJ 8-2007; - 2 - 4) 工程测量规范GB50026-2007; 5)其它相关的国家、地方规范、法规。 四、观测内容四、观测内容 序号项目部位观测内容备注 老县城桥 慈善桥 2 号桥 3 号桥 1 枢纽人行拱 桥 桥墩、桥面、桥 台 水平、垂直 位移 位置重要 处于主河道 坝面 水平、垂直 位移 主要建筑 2枢纽 进口边坡 水平、垂直 位移 围岩较破碎 斜井与主洞交汇 处 围岩走向不同 进口错车道 施工期地质情况 差 结构复杂 K1+965 施工期地质情况 差 断层 K2+685.
6、5K2+694 施工期地质情况 差 塌方冒顶 3隧洞 K3+545K3+555 变形、轴线、 沉降 施工期地质情况 差 塌方冒顶 4 电站退水陡 坡 退水陡坡、溢流 堰 水平、垂直 位移 重要部位 五、监测原则五、监测原则 1、建(构)筑物沉降监测建(构)筑物沉降监测 基点及测点布置原则基点及测点布置原则 1)控制网布设形式 - 3 - 本项目建(构)筑物沉降变形监测控制网(点) ,以引湑济黑施工高程系统 为基准建立。控制点由基准点和工作基点组成,根据本区间待监测建(构)筑 物的具体位置分布及桥梁、道路地表等监测对象分布情况,控制网分段布设成 局部的独立网,同观测点一起布设成闭合环网、附合网或
7、附合线路等形式。 2)控制点布置原则 控制点布置的原则为:基准点是检验工作基点稳定性的基准,选设在远 离河道或隧道影响区的稳固位置;工作基点是直接测点变形观测点的依据, 选设在相对稳定的地段, 控制点的分布应满足准确、方便,引测全部观测点 的需要,每个相对独立的测区基准点及工作基点的个数均不应少于 3 个,以保 证必要的检核条件。地表基点或工作基点一般埋设在场区附近的基岩层上; 基点及工作基点要避开交通干道、河岸、松软填土、滑坡斜面及标志易遭破 坏的地点。 3)测点布置原则 测点按设计院监测设计图纸布点位置在影响的建(构)筑物上设置,布置 的原则为:建(构)筑物的四角、拐角处;高低悬殊或新旧建
8、(构)筑物 连接处、伸缩缝、沉降缝和不同埋深基础的两侧; 2 测点埋设及技术要求 1)基点及测点埋设方法 地表基准点及工作基点采用给基岩上打钉或埋标石的方式进行埋设。 建筑物上布设的基准点采用钻具成孔方式进行埋设,埋设步骤如下:使 用电动钻具在选定建筑物部位钻直径 65cm,深度约 122cm 孔洞;清除孔洞 内渣质,注入适量清水养护;向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂;放入 观测点标志;使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙;养护 15 天以上。埋 设形式如图 1 - 4 - 锚固剂回填钻孔缝隙 建筑物墙体 基准点标志 水准点 *等 图 1 建筑物基准标志埋设形式图(单位:mm) 建(构)筑物测点
9、标志根据不同监测对象采用不同的埋点形式,框架、砖 混结构对象采用钻孔埋入标志测点,钢结构对象采用焊接式测点,特殊装修较 好的对象采用隐蔽式测点形式。图 2 沉降观测点埋设方式。 标志点 锚固剂回填钻孔缝隙 墙体 图 2 测点标志埋设形式图(单位:mm) 2)埋设技术要求 沉降监测各类测点埋设时应注意避开如雨水管、窗台线、电器开关等有碍 设标与观测的障碍物,并视立尺需要离开墙(柱)面和地面一定距离,一般应 高于室内地坪 0.20.5m。测点埋设完毕后,在其端头的立尺部位涂上防腐剂。 3 观测方法及数据采集 1)观测方法及仪器 水准网观测采用几何水准测量方法,使用光学或电子水准仪进行观测,记 录外
10、业观测数据文件。 - 5 - 2)数据观测技术要求 基准网观测按工程测量规范GB50026-2007 二等沉降位移监测网技术要 求观测,其主要技术要求见表 1 表 1 垂直位移基准网观测主要技术指标及要求 序号序号项目项目限差限差 1相邻基准点高差中误差0.5 毫米 2每站高差中误差0.15 毫米 3往返较差及环线闭合差0.3毫米(n 为测站数)n 4检测已测高差较差0.4毫米(n 为测站数)n 5视线长度30 米 6前后视的距离较差0.5 米 7任一测站前后视距差累计1.5 米 8视线离地面最低高度0.5 米 - 6 - 表-2 垂直位移基准网观测主要技术指标及要求 序号项目限差 1相邻基准
11、点高差中误差0.5 毫米 2每站高差中误差0.15 毫米 3往返较差及环线闭合差0.3毫米(n 为测站数)n 4检测已测高差较差0.4毫米(n 为测站数)n 5视线长度30 米 6前后视的距离较差0.5 米 7任一测站前后视距差累计1.5 米 8视线离地面最低高度0.5 米 监测点按工程测量规范GB50026-2007 二等沉降位移监测网技术要求观 测,主要技术指标及要求见表 3 表 3 监测点观测主要技术指标及要求 序号序号项目项目限差限差 1监测点与相邻基准点高差中误差1.0 毫米 2每站高差中误差0.30 毫米 3往返较差及环线闭合差 0.6毫米(n 为测站数)n 4检测已测高差较差 0
12、.8毫米(n 为测站数)n 5视线长度50 米 6前后视的距离较差2.0 米 7任一测站前后视距差累计3 米 8视线离地面最低高度0.3 米 观测采用附合水准路线形式必须进行往返观测,取两次观测高差中数进行 平差。观测顺序:往测:后、前、前、后,返测:前、后、后、前。 根据二等水准沉降位移监测精度进行观测,其视线长度50m,一般附合 路线线路长约 1km 左右,则在该路线上的测站数为: 站10 502 1000 线 线 S S n 各测站高程中误差为: mm04 . 0 10 3 . 0 n m m 偶 站 在本线路中最弱点将是第 5 站,即 n=5,其单向观测最高程中误差为: - 7 - m
13、m 09 . 0 23 . 2 04 . 0 5 )( 站 单向 最弱点 mm 当采用往返观测时,最弱点高程中误差为: mm06. 0 2 04 . 0 2 )( 最弱点(单向) 往返 最弱点 m m 可以看出,采用该仪器按本观测方案可以达到沉降变形监测要求。 观测注意事项如下:对使用的水准仪、条码水准尺、钢尺应在项目开始 前和结束后进行检验,项目进行中也应定期进行检验。当观测成果异常,经分 析与仪器有关时,应及时对仪器进行检验与校正;观测应做到三固定,即固 定人员、固定仪器、固定测站;观测前应正确设定记录文件的存贮位置、方 式,对水准仪的各项控制限差参数进行检查设定,确保附合观测要求;应在
14、标尺分划线成像稳定的条件下进行观测;仪器温度与外界温度一致时才能开 始观测;水准仪应避免望远镜直对太阳,避免视线被遮挡,仪器应在生产厂 家规定的范围内工作,震动源造成的震动消失后,才能启动测量,当地面震动 较大时,应随时增加重复测量次数;每测段往测和返测的测站数均应为偶数, 否则应加入标尺零点差改正;由往测转向返测时,两标尺应互换位置,并应 重新整置仪器;完成闭合或附合路线时,应注意记录的闭合或附合差情况, 确认合格后方可完成测量工作,否则应查找原因直至返工重测合格。 4 数据处理及分析 1)数据传输及平差计算 观测记录采用手工输入传输至计算机,检查合格后使用专用水准网平差软 件进行严密平差,
15、得出各点高程值。 平差计算要求如下:应使用稳定的基准点为起算,并检核独立闭合差及 与 2 个以上的基准点相互附合差满足精度要求条件,确保起算数据的准确; 使用清华三维测量控制网平差软件,平差前应检核观测数据,观测数据准确可 靠,检核合格后按严密平差的方法进行计算; 平差后数据取位应精确到 0.1mm。 通过变形观测点各期高程值计算各期阶段沉降量、阶段变形速率、累计沉 降量等数据。 2)变形数据分析 观测点稳定性分析原则如下:观测点的稳定性分析基于稳定的基准点作 - 8 - 为基准点而进行的平差计算成果;相邻两期观测点的变动分析通过比较相邻 两期的最大变形量与最大测量误差(取两倍中误差)来进行,
16、当变形量小于最 大误差时,可认为该观测点在这两个周期内没有变动或变动不显著;对多期 变形观测成果,当相邻周期变形量小,但多期呈现出明显的变化趋势时,应视 为有变动。 监测点预警判断分析原则如下:将阶段变形速率及累计变形量与控制标 准进行比较,如阶段变形速率或累计变形值小于警戒值,则为正常状态,如阶 段变形速率或累计变形值大于警戒值而小于控制值则为警戒状态,如阶段变形 速率或累计变形值大于控制值则为控制状态。如数据显示达到警戒标准时, 应结合巡视信息,综合分析施工进度、施工措施情况、支护围护结构稳定性、 周边环境稳定性状态,进行综合判断;分析确认有异常情况时,应及时通知 有关各方采取措施。 2、
17、建(构)筑物倾斜监测建(构)筑物倾斜监测 1 基点及测点布置原则基点及测点布置原则 本工程建(构)筑物倾斜监测主要是指对发电站的宿办楼主体的倾斜监测 (宿办楼主体四个角点各布设一个监测点) 。 1)控制网布设形式 建(构)筑物主体倾斜监测有投点法、测水平角度法、前方交会法、激光 扫描仪观测法、数字摄影测量观测法及专用倾斜传感器测试法等,从工程周边 环境条件、监测精度要求、工程造价等方面综合考虑,本工程建(构)筑物主 体倾斜监测拟采用前方交会法,布设监测控制基线作为基准控制依据。 控制点布置的原则为:按前方交会法布设的测站点,基线端点应布置在 远离隧道的稳固的地面位置;控制点选取宜使交会角在 6
18、0120 之间;每 个控制点临近应选取至少 2 个的定向基点,以保证必要的检核条件。控制点 一般埋设容易保存的场区密实的地表低压缩性土层上,或稳定的建筑物顶上; 控制点间及与监测点通视情况良好。 3)测点布置原则 测点按监测设计图纸布点位置在受施工影响需进行倾斜监测的建(构)筑 - 9 - 物顶部及底部设置,测点布置的原则为:观测点布置在能够准确反映倾斜变 形部位,并在平行于建(构)筑物主体竖轴线的顶部及底部上下对应位置布置; 顶部及底部测点均应与控制点通视良好,无遮挡物及不受旁折光影响部位。 2 基点、测点埋设及技术要求 1)基点及测点埋设方法 地表控制点采用人工开挖或打钉的方式进行埋设,埋
19、设方法如下:中心 置入顶部磨成球面型,中镶嵌直径 1mm 铜芯的长度不小于 80cm 的钢筋标志、 或刻有十字,露出混凝土面约 12cm;埋设形式如图 4 大于200 混凝土标石 直径18mm长80cm 螺纹钢标志点 土层 钢管保护井 铜芯 80 大于1000 铜芯 最大冻土线 钢保护盖 图 4 倾斜观测地表控制点埋设形式 倾斜测点标志埋设圆棱镜或粘贴 10cm10cm 反射片标志。埋设形式如图 5。 - 10 - 溢流堰或其他 高层建筑 建筑物倾斜监测点 反射片标志 圆棱镜标志 隧道 图 5 倾斜观测测点标志埋设形式图 2)埋设技术要求 测点标志埋设时应注意避开有碍设标与观测的障碍物;棱镜或
20、反射片标志 应面向基准点;棱镜或反射片标志应埋设或粘贴牢固;测点埋设完毕后,应在 附近作明显标记。 3 观测方法及数据采集观测方法及数据采集 1)观测方法及仪器 倾斜观测采用前方交会的方法,使用 2全站仪进行观测,采用全站仪多测 回测角观测记录程序,记录外业观测数据文件。 2)数据观测技术要求 前方交会测定建(构)筑物倾斜观测按工程测量规范GB50026-2007 二 等水平位移监测网技术要求观测,其主要技术要求见表 4。 表 4 观测主要技术指标及要求 序号序号项目项目指标或限差指标或限差 1水平角观测测回数6 - 11 - 2测角中误差2.0 秒 3测边相对中误差 1/100000 4每边
21、测回数往返各 4 测回 5距离一测回读数较差1 毫米 6距离单程各测回较差1.5 毫米 7气象数据测定的最小读数温度 0.2 摄氏度,气压 50 帕 水平角观测采用方向法,边长采用电磁波测距。根据使用仪器的测角精度 为 2”,测距精度 2mm+2ppmD,交会边长一般不超过 100m,则位移测定中误 差不超过2mm。 观测注意事项如下:对使用的全站仪、觇牌应在项目开始前和结束后进 行检验,项目进行中也应定期进行检验,尤其时照准部水准管及电子气泡补偿 的检验与校正。观测应做到三固定,即固定人员、固定仪器、固定测站; 仪器、觇牌应安置稳固严格对中整平;按精度要求正确设置各项限差;仪 器温度与外界温
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