第14章城市地下工程监测与信息反馈技术.ppt

4.远程监测系统----净力水准仪监测系统 一般建（构）筑物，如普通民居、市政桥梁、管线等可采取常规地表沉降的监测方法进行监测。但对于一些特殊结构，如；桩基托换过程中的高层建筑物，运营中的地铁线路，交通繁忙的铁路、公路桥梁等，常规监测方法实施的难度特别大，信息反馈的时效性不能满足要求。根据工程的实际需要，必要时可采用远程监测系统进行监测。 远程监测系统由现场采集系统和远程控制系统两部分组成。将传感器埋设在待测结构上，并连接在数据采集仪上，即构成数据采集系统，可在无人值守状态下，实现监测数据的自动采集。 远程监测在北京地铁五号线静力水准仪布置图 静力水准仪 数据采集仪为连接远程监控中心及监测传感器的中继站，直接控制传感器，并将传感器的信号进行编译传输至监测中心。 远程监测在北京地铁五号线的数据采集仪 数据采集仪 管幕施工沉降4.82mm 导洞施工沉降17.48mm 天地梁施工沉降1.42mm 导洞施工穿越既有线时结构沉降速率增大最大速率约为1mm/day 中洞施工沉降2.47mm 侧洞管幕施工阶段3.51mm 远程监测结构变形历时曲线图 十、 监测实例 广州地铁一号线某区间隧道工程 1．工程概况 该区间隧道工程采用浅埋暗挖法施工，采用复合式衬砌支护结构， 周边环境复杂，穿越自来水厂和天河村密集居民区等，地层为I~III类围岩，主要为强中风化带岩层及残积土层，地下水丰富。区间内有极易液化的流砂层，隧道埋深12．2～18．5m，为广州地铁一号线地层最复杂，施工难度最大的区间之一。 2．监测项目及控制基准 （1）监测项目 序号 监测项目 监测仪器 监测目的 监测频率 1 地表沉降 水准仪和水准尺 了解施工过程中地表沉降情况 开挖面距监测断面前后＜2B时1～2次/d 开挖面距监测断面前后＜5B时1次/2d 开挖面距监测断面前后＞5B时1次/周 2 地表建筑沉降与倾斜 水准仪和水准尺 了解施工过程中建筑物沉降与倾斜情况，评估建筑物建筑物是否安全 3 拱顶下沉 水准仪和水准尺计 了解施工过程中初期支护结构变形情况 4 周边净空收敛 收敛计 了解施工过程中初期支护结构变形情况 5 地中土体垂直位移 NC－50型分层沉降仪，沉降管 了解施工过程中地层不同深度的垂直变形情况 6 地中土体水平位移 SINCO测斜仪、测斜管等 了解施工过程中地层不同深度的水平变形情况 7 围岩压力 压力传感器 了解施工过程中初期支护结构的荷载分布情况 8 钢筋格栅拱架应力 支柱压力或其他测力计 了解施工过程中初期支护结构的内力分布情况 9 地下水位 水位计、水位管等 了解施工对地下水位影响 10 爆破振动速度 声波仪及测振仪 了解爆破引起地表及建筑物的震动情况 随爆破随时进行 （2）控制基准 监测项目 控制范围 控制标准 地表下沉 I、II类围岩 3Omm III、IV类围岩 20mm 拱顶下沉及净空收敛 I类围岩 50mm II类围岩 30mm III、类围岩 20mm 位移速度 I、II类围岩 5mm/day III、IV类围岩 3mm/day 建筑物倾斜 全线 3%。 2.监测结果分析 （1）地表沉降 1）地表纵向沉降规律 从图中可以看出，地表沉降的变化过程可分为四个阶段： 地表测点沉降历程曲线图 微小沉降阶段：当掌子面开挖到与测点距离－2．0D～－1．0D时，开始对地表产生一定的影响，沉降值约占总沉降值的10～15%左右。 沉降急剧增大阶段：随着掌子面向前推进，距测点在－1D～3D内时，地表沉降速率加速增长，沉降值急剧增大，此阶段沉降值约占总沉降值的60～70%左右，为施工过程中主要沉降阶段。 缓慢沉降阶段：当掌子面向前开挖超过测点3．0D以后，沉降速率开始减小，沉降值缓慢增加，沉降曲线开始收敛，一直延续到5．0D，此阶段沉降值约占总沉降值的10～15%左右。 沉降基本稳定阶段：当掌子面距测点5．0D后，沉降增长缓慢，直至延续时8．0D，地层趋向稳定状态，此阶段沉降值约占沉降值的5%左右。 采用非线性最小二乘法进行回归分析，得到Ⅱ、Ⅲ类围岩的地表沉降曲线的回归方程如下： Ⅱ类 Ⅲ类 2）横向地表沉降 Ⅱ～III为类围岩地表横向沉降实测曲线 Ⅱ类围岩地表横向沉降曲线 Ⅲ类围岩地表横向沉降曲线 采用Peck公式法对实测数据进行横向地表沉降规律分析，得到各类围岩横向地表沉降曲线参数见下表： 围岩类别 δ i 横向影响范围 Ⅱ 16．8 9．52 50 Ⅲ 12．8 10．51 50 Ⅳ 4．7 4．85 20 （2）拱顶下沉 实测拱顶下沉统计值见下表 。 围岩类别 平均沉降值（mm） 最大沉降值（mm） Ⅰ类 13．0 24．1