地下管线变形的监测关键技术.doc

地下管线变形监测技术 【摘要】本文结合工程实际，介绍了打桩施工期间间接测量地下管线变形监测技术。关键分析了侧向位移监测精度及配合使用孔隙水压力监测预警效果。 一、 引言 伴随城市公共设施建设迅猛发展，各类大型、超高层建（构）筑物越建越多，埋设在城区地下各类管线也大大增加。在加载预压、沉桩、强夯、降低地下水位等建（构）筑物基础施工期全部会对周围环境及地形产生一定影响，从而会影响到地下管线安全。尤其是那些天然气（或煤气）管、水管及通讯光缆管等，一旦因变形受到破坏，常常会造成较为严重后果。为确保地下管线运行安全及施工顺利进行，在进行城市改（扩）建工程施工中必需对施工区周围埋设管线进行变形监测， 尤其要加强对天然气（或煤气）管、水管及通讯光缆管等监测，以有效指导施工、控制施工速度，确保施工及管线正常运转，避免事故发生。传统监测方法是采取开挖布点，直接对地下管线进行沉降位移观察，也就是常说直接测量法。然而在实际施工中绝大部份区域是没有开挖条件，有施工区域即使有开挖条件，但也极难一次性较为正确地找到所要布设测点管线；同时，制作窨井式标志周期长、费用大。所以采取直接监测方法较难实施。 总结我们数次进行管线及建筑变形观察经验，我们对地下管线监测提出了一个间接监测（不用开挖地面埋测点）方法。同时，为能提升管线监测工作预警效果，我们对地下管线周围土体进行了孔隙水压力观察，经过对孔隙水压力监测及沉降位移监测双重控制和预警，收到了很好监测效果。 二、 管线变形间接监测技术 2.1 常规测量方法 测点布设：采取直接开挖地面方法，找出埋设在地下需要监测管线，清除其周围土体后利用钢箍将观察标志固定在管道上，然后制作窨井式测量标志作为直接监测对象。 测量方法：水平位移采取方向观察法进行测量；沉降观察按二、三等水准测量要求采取几何水准测量方法进行。 关键特点：测量点布设所需要空间大、时间长，成本高，作业不是很方便，不能满足较密布设测点要求；其测量结果直观性强。 2.2 间接测量法 间接测量方法不直接测量管线变形，而是经过监测其周围土体沉降位移情况间接反应管线变形。 监测手段：侧向水平位移位移监测、几何水准测量、孔隙水压力测量。 在大型建（构）筑物地基施工中，地下埋设管线多是单方向受拉（或受压）图1所表示， 图1 管线侧向受力示意图 横向作用力P经过推挤地下管线一侧土体（如为深基坑开挖施工，管线表现为受拉），使地下埋设管线横向受剪切力作用。因为沿管轴线方向产生位移（纵向位移）可能性很小，所以它对管线造成变形影响可忽略不计。我们关键考虑是垂直于管轴线方向位移：水平方向侧向位移和垂直方向下沉或隆起。 沉降位移测点布设：间接测量法不直接在受测管线上布点，而是依据现场施工实际情况及地下管线分布情况，将测点布设在地下管线内侧土体中（距离管线约2-5m范围内），图1中AB视准线周围。经过监测土体侧向位移及沉降（或隆起）而达成对管线监测目标。 平面控制网采取三等导线国家标准，其各项技术指标以下： 1）水平角观察采取方向观察法，6测回观察，方向数多于3个时应归零。方向数为2个时，应在观察总测回中以奇数测回和偶数测回分别观察导线前进方向左角和右角，左角、右角平均值之和，和360°差值小于±4.88″。 2）半测回归零数≤±4″；一测回中2倍照准差变动范围≤8″；同一方向各测回较差≤±4″； 3）观察时为了降低望远镜调焦误差对水平角影响，每一方向读数正倒镜不调焦完成； 4）方位角闭合差≤±2.8″*（n为测站数）； 5）测距应往返观察各两测回，并进行温度、气压、投影更正。 沉降观察按二、三等水准测量要求采取几何水准测量方法进行。为提升测量精度，便于不一样观察频次测量结果相比较，水准路线通常全布设为闭合环线，水准环线闭合差要求不超出±0.3～±1.0mm。 孔隙水压力观察：孔隙水测定是反应土体应力改变有效手段。经过对孔隙水测定，能够比较快速反应出土体受挤压情况，可达成立即预警效果。孔隙水压力计通常分层埋设，各层测点间距4～5m，即分别在距离地面5m、10m、15m地层段埋设。有钻孔埋设式、压入式和填埋式等埋设手段，因为采取钻孔式埋设孔隙水压力计测量效果很好，不易破坏，所以比较常见。 间接测量技术关键特点：测点布设灵活性大，埋设简单、方便。同时，测设精度较高，预警效果显著。 其中常规测量法和间接测量技术中水平位移测量和沉降测量方法和精度全部一样，所以本文就不反复再做介绍 三、应用实例 物贸大厦是一幢21层高层建筑。该大厦基础采取桩基础，打桩区东西长约88 m，南北宽约68m。打桩区距2#路中心约25m，距1#路中心大约30m，共打500×500mm钢筋混凝土预制桩309套，其中JZHB-350-13，13，13，7-C型桩共272套，入土深度45m；JZHB-15，16-C共37