石家庄城市轨道交通1号线沉降监测方案.doc
- 文档编号:8077454
- 上传时间:2023-05-12
- 格式:DOC
- 页数:61
- 大小:5.14MB
石家庄城市轨道交通1号线沉降监测方案.doc
《石家庄城市轨道交通1号线沉降监测方案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《石家庄城市轨道交通1号线沉降监测方案.doc(61页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
石家庄城市轨道交通1号线
一期工程下穿(上跨)铁路
监测方案
第一册共一册
北京交通大学
2014年06月26日
石家庄城市轨道1号线一期工程下穿(上跨)铁路监测方案
目录
1编制依据 1
2监测目的与基准 1
2.1石家庄市城市轨道交通1号线一期工程下穿(上跨)铁路概况 1
2.2监测目的 2
2.3控制基准建立原则 2
2.4监测基准点布置 3
3矿山法区间下穿铁路路基段(临近铁路桥)工程监测 3
3.1工程概况 3
3.2监测项目、控制指标和监测点布置 8
4顶进与明挖区间临近铁路六线隧道工程监测 13
4.1工程概况 13
4.2风险工程设计 14
4.3风险工程保护措施 14
4.4六线隧道监测目的和原则 14
4.5六线隧道监测项目与频率 15
4.6六线隧道轨道几何尺寸保养控制指标 15
4.7测点布置和测试方法 16
5顶进区间下穿原石家庄车站八股道监测 18
5.1工程概况 18
5.2监测项目与变形控制指标 18
5.3风险工程影响范围和保护措施 19
5.4监测点布置及预监测点布置 19
6盾构区间下穿石德铁路工程监测 19
6.1工程概况 19
6.2监测项目与变形控制指标 21
6.3风险工程影响范围和保护措施 21
6.4监测点布置及预监测点布置 21
7拟投入的监测仪器和设备、监测点数量和监测范围 22
8监测实施方法 23
8.1地表(路肩)沉降监测 23
8.2隔离桩顶位移监测 25
8.3深层位移监测孔围护桩桩体(桥梁桩)变形监测 25
8.4邻近铁路建筑物、构筑物监测 28
8.5接触网立柱倾斜监测 30
8.6拱顶下沉监测 31
8.7底部隆起 31
8.8结构缝变形监测 32
8.9铁路线路检查和轨道几何尺寸监测 32
9.邻近线路预监测 33
10.监测反馈及信息化施工管理 33
10.1监测数据分析 33
10.2监测信息反馈程序和报告制度 34
10.3监控量测组织机构 35
10.4监控量测质量和安全文明保证措施 36
10.5紧急情况下的监测应急措施 37
11静力水准自动监测系统 37
11.1概述 37
11.2沉降监测系统设计说明 38
11.3沉降监测系统设计 40
12拟提交成果 47
13风险工程控制 48
13.1风险判断基准 48
13.2风险应对措施 48
13.3六线隧道风险应急预案 48
13.4盾构区间下穿石德铁路应急预案 49
线路检查记录簿 51
隧道沉降量记录表 52
隧道沉降量记录汇总表 53
路基沉降观测记录表(沉降观测桩) 54
沉降观测记录表——路基观测桩沉降量记录汇总表 55
桥梁墩(台)沉降观测汇总表 56
沉降观测记录表——桥梁墩(台)沉降量记录表 57
沉降观测记录表——桥梁墩(台)沉降量记录汇总表 58
-II-
1编制依据
(1)石家庄市城市轨道交通1号线一期工程设计文件;
(2)《地铁设计规范》(GB50157-2003);
(3)《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002);
(4)《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897-2006);
(5)《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008);
(6)《地下铁道工程施工及验收规范》(GB5007-2002);
(7)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);
(8)《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97)。
(9)《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005);
(10)《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005);
(11)《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5-2005);
(12)《铁路混凝土结构耐久性设计规范》(TB10005-2010);
(13)《铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2006);
(14)《混凝土结构设计规范》;
(15)《铁路工程基桩检测技术规程》(TB10218-2008);
(16)《建筑基坑工程检测技术规范》(GB50497-2009);
(17)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012);
(18)原铁道部《铁路营业线施工安全管理办法》(铁运〔2012〕280号);
(19)《铁路安全管理条例》(国务院第639号令,2014年1月1日起实行);
(20)北京铁路局《营业线施工安全管理实施细则》(京铁师〔2012〕755号)
(21)北京铁路局《北京铁路局路外工程建设管理办法》(京铁师〔2013〕731号)
(22)《铁路技术管理规程》(原铁道部令第90号,2011年9月1日起实行);
(23)《铁路线路修理规则》(铁运〔2006〕146号,2006年8月1日起实行);
(24)北京市地方标准《地铁工程监控量测技术规程》DB11/490-2007;
(25)北京市地方标准《建筑基坑支护技术规程》DB11/489-2007;
(26)本工程的地理、地质、水文条件和工程招标、设计等有关资料;
2监测目的与基准
2.1石家庄市城市轨道交通1号线一期工程下穿(上跨)铁路概况
石家庄地铁1号线一期工程下穿(上跨)铁路分为三个部分:
(1)张营停车场~西王站矿山法区间下穿铁路部分,其中那个包括四条铁路线,分别为:
石太引入线上行线(路基段邻近框架桥)、石太引入线下行线(路基段邻近框架桥)、西环下行线(路基段邻近简支梁桥)、西环上行线(高架桥下穿越),受影响需监测桥梁共四座;
(2)解放广场站~平安大街站区间,主要工程内容为:
东侧地铁明挖区间临近铁路六线隧道施工,西侧框架桥顶进下穿原石家庄火车站八股道,顶进临近铁路六线隧道施工。
在六线隧道结构施工时,六线隧道上方的区间结构(长度43m)已施工完毕。
(3)石家庄东站~东杜庄站盾构区间下穿石德铁路(路基段)。
根据上述设计情况和业主的委托对石家庄城市轨道交通1号线下穿(上跨)铁路项目中铁路线路、桥梁以及线上结构物进行安全监测。
2.2监测目的
对于石家庄地铁1号线一期工程下穿(上跨)铁路,对该工程进行监测的主要目的是:
(1)通过监测地铁施工邻近铁路区段(预监测区段)开挖断面地层的稳定和变形情况,判断地铁施工对铁路周围的影响趋势;
(2)通过监测地铁施工影响范围内铁路线路、结构物(桥梁等)以及铁路相关设备的位移与变形,保证铁路运营安全;
(3)通过监控量测隔离桩侧深层位移监测孔的位移情况,并根据施工单位对隧道衬砌和支护系统的应力和应变监测数据,预测本段施工对铁路路基、结构物和相关设备的影响,避免在铁路相关监测点未出现预兆情况下,由于地铁隧道结构本身及其支护加固系统的突然破坏而导致对铁路的不利影响;
(4)通过量测数据的分析处理,判断地铁施工对铁路建筑物、构筑物和设备的影响,及时掌握施工地段周围围护结构的安全性,提供给业主、监理、施工修改或确认设计及施工参数,了解掌控地铁对周围建筑和铁路的影响;
(5)保证线路及线路设备的正常使用,为确定合理的对周围建筑和铁路的保护措施提供依据。
2.3控制基准建立原则
制定安全控制基准的参照以下原则:
(1)控制基准必须在监控量测工作实施前,由建设、监理、设计、施工、监控量测等有关部门,根据当地水文地质条件、地下地上结构特点共同商定,列入监控量测方案。
(2)有关结构安全基准值应满足结构设计计算中对强度、刚度和位移的要求,一般应小于或等于设计值。
(3)安全控制基准值应具有工程施工可行性,在满足安全的前提下应考虑提高施工速度和减少施工费用。
(4)安全控制基准应有利于补充和完善现行的相关设计、施工法规、规范和规程。
(5)对一些目前尚未明确规定控制值的监控量测项目,可参照国内外相似工程的监控量测资料确定其控制值,在监控量测实施过程中,当某一监控量测值超越基准值时,除了报警之外,还应该结合工程实际、变形速度等因素,与有关部门共同研究分析,必要时可对控制值进行调整。
(6)及时将监测成果报告给现场监理、设计、检算单位和施工单位。
达到或超过监测项目报警值应及时研究、及时处理,以确保工程安全顺利施工。
2.4监测基准点布置
在每个施工地段施工范围外50m分别建立互相通视的导线控制点,每个施工地段导线点不少于四个,并尽量选择在不受施工影响的固定建筑物基础上,当附近没有固定建筑物时,采用埋设混凝土桩方式建立导线点,每个混凝土桩断面为10cm×10cm,埋深1m,中心植入带十字刻画线钢钉。
埋深导线点远离道路并设防护措施以避免偶然因素造成破坏。
具体根据各单项监测项目现场确定,并由监理认可。
3矿山法区间下穿铁路路基段(临近铁路桥)工程监测
3.1工程概况
3.1.1区间概况
张营停车场~西王站区间由西王站引出后,沿中山西路向西敷设,南绕石家庄西环下行线桥、石太引入线下行及上行线桥、石家庄西环下行线桥后,继续向西敷设,北转并下穿中山西路后至西三环东侧绿地,并接入张营停车场。
出入段线区间起点里程右RK0+019.100,终点里程右RK0+925.000,总长度约905.9m(矿山法区间435.9m,明挖法箱型结构区间285m,U型槽段185m)。
右RK0+019.100~右RK0+455.000范围内,矿山法区间下穿现况中山西路及南侧绿地,南绕铁路桥并下穿铁路路基段,区间顶覆土约4.0m~10.0m。
其中,右RK0+280.000~右RK0+371.000及左RK0+276.600~左RK0+365.000范围为区间暗挖施工时影响铁路路基、桥梁、相关设施范围。
线路平面左、右线共设6处平曲线(最小曲线半径R=250m),线路纵向坡度呈V字坡(最大坡度29.88‰)。
线路轨顶标高65.572~83.200m,结构最大覆土厚度约10.0m。
张营停车场〜西王站区间由西王站沿中山西路向西敷设,下穿铁路后向北,与张营停车场相接。
区间下穿4条铁路:
石家庄西环上行线(侧穿铁路高架桥桩)、石太引入线上行线、下行线(下穿路基段、临近两座铁路框架式连续梁桥)、西环下行线(下穿路基段、临近铁路简支梁桥),均为I级环境风险。
图3-1为张营停车场站〜西王站矿山法区间平面图,铁路现况如图3-2所示。
图3-1张营停车场站〜西王站矿山法区间平面图
图3-2铁路现况图
3.1.2风险工程概况
在右RK0+280.000~右RK0+371.000及左RK0+276.600~左RK0+365.000范围,矿山法区间左、右线下穿4条铁路既有线。
由东向西分别为:
石家庄西环下行线、石太引入线下行线、石太引入线上行线、石家庄西环上行线,均为货运线,设计时速V≤120km/h。
区间下穿铁路影响范围内,共计4个接触网线杆,3条信号线,1个信号灯,1个供电线杆。
环境风险工程概况如表3-1所示。
表3-1风险工程概况
风险工程名称
里程
风险工程描述
等级
矿山法区间下穿石家庄西环线下行铁路路基段,临近铁路桥
区间里程:
右RK0+300~右RK0+310,右线下穿铁路里程:
K25+800.00,左线下穿铁路里程:
K25+810.00
石家庄西环线下行跨中山西路铁路桥为三跨简支梁桥,扩大基础。
道床为碎石道床。
矿山法区间与桥台净距约8.6m,路基段覆土约10.0m。
Ⅰ级
矿山法区间下穿石太引入线下行铁路路基段,临近铁路桥
区间里程:
右RK0+310~右RK0+325右线下穿铁路里程:
K11+886.20左线下穿铁路里程:
K11+876.20
石太引入线下行跨中山西路铁路桥为框架式连续梁桥,下部为桩基,桩长25m。
道床为碎石道床。
暗挖区间与桥桩最小净距约9.97m,路基段覆土约9.8m,
Ⅰ级
矿山法区间下穿石太引入线上行铁路路基段,临近铁路桥
区间里程:
右RK0+325~右RK0+335右线下穿铁路里程:
K11+884左线下穿铁路里程:
K11+874
石太引入线上行跨中山西路铁路桥为框架式连续梁桥,下部为桩基,桩长25m。
道床为碎石道床。
暗挖区间与桥桩最小净距约12.51m,路基段覆土约9.6m,
Ⅰ级
矿山法区间下穿石家庄西环线上行跨石太铁路高架桥,临近铁路桥桩
区间里程:
右RK0+335~右RK0+355高架桥墩(111号)里程:
K25+825.50高架桥墩(112号)里程:
K25+835.50
石家庄西环线上行跨石太铁路桥在中山西路处为32+48+32三跨连续梁桥,下部为桩基,桩长32m。
道床为碎石道床。
区间与桥桩最小净距约4.74m,覆土约9.2m,
Ⅰ级
地铁穿越铁路施工采取的支护、地基加固措施、开挖方式和衬砌要求见风险工程设计,此处不多叙述。
(1)两条暗挖隧道区间下穿西环下行线(路基段)情况如图3-3所示。
图3-3两条暗挖隧道区间下穿西环下行线(路基段)示意图
(2)下穿铁路路基、侧穿2处铁路框构桥概况。
此处下穿工程临近石太引入线上、下线铁路桥(2座桥梁并排),水平净距约11.6m。
石太引入线上、下行跨中山西路铁路桥为10-12.5-10连续刚架桥。
两条单线暗挖隧道区间下穿石太引入线上、下行线(路基段)图3-4-1、3-4-2所示。
图3-4-1暗挖隧道区间下穿石太引入线上行线(路基段)示意图
图3-4-2暗挖隧道区间下穿石太引入线上行线(路基段)示意图
(3)侧穿西环上行线铁路高架桥桩如图3-5所示。
图3-5暗挖隧道区间下穿西环上行线铁路桥示意图
3.1.3监测时间区段和范围
(1)根据风险工程设计单位和安全评估单位提供的资料,当地铁隧道施工至右RCK0+019.100~右RCK0+480.000范围内时,隧道施工对铁路产生影响,影响范围为以地铁隧道正上方的铁路桥为基点,向南向北各90m。
(2)隧道开挖至距西环线下行线中心线30m左右时,开始对铁路沉降进行检测,地铁隧道通过西环线上行高架桥中心线30m后施工沉降监测结束,开始后期稳定监测,隧道施工导致的路基或承台基础的沉降趋于稳定后监测结束,具体监测时间的长短根据施工地铁施工时间和后期稳定情况确定。
具体见附录中风险工程监测总平面图。
3.1.4预监测区段
隧道掘进至桥梁段前应设一段试验段,按下穿铁路桥梁段的施组、工艺严格施工,监测,检查限定的各种沉降(隆起)参数,以确定地铁隧道施工下穿铁路路基和临近铁路桥施工的安全可控性。
3.1.5铁路保护措施
铁路保护措施见风险工程设计。
3.2监测项目、控制指标和监测点布置
3.2.1西环上行线高架桥下穿越监测
桥墩沉降、倾斜及裂缝监测:
地铁穿越位置处左右两侧桥墩上各布置2个观测点,在连续梁中跨远端桥墩布置2个测点,具体测点布设见《张营停车场~西王站区间风险工程专项设计监控量测布置图》。
观测点用膨胀螺栓打入到桥墩上做静力水准支架(人工监测校核和自动监测布点用)。
膨胀螺栓直接12mm,长30mm,小于铁路桥墩的保护层厚度,对铁路桥墩无影响,监测结束后,拆除支架,螺栓孔用环氧修补砂浆堵塞。
桥墩监测控制数据以及量测频率见表3-2。
本桥监测采用静力水准自动监测系统,具体原理和方法见第十章。
图3-6桥墩测点布置示意图
本桥重点监测项目为:
(1)隔离桩的倾斜监测,通过隔离桩深层位移孔倾斜位移监测,可以监控高架桥桩基侧向水平土压力的变化情况,以避免高架桥桩承受侧向水平力超限而造成高架桥桩断裂;
(2)高架桥基础的整体沉降监测,避免高架桥整体沉降超过原设计沉降限值而造成连续梁结构受力超限;(3)单个桥墩(台)左右侧不均匀沉降监测,通过测量比较单一桥墩(台)左右侧两点位移差,避免单个桥墩(台)的倾斜;(4)高架桥连续梁相邻桩基础不均匀沉降,通过控制相邻桥墩桩基础不均匀沉降差不超过原设计限值实现,从而避免连续梁上部结构受力超限破坏或开裂超限。
表3-2矿山法下穿铁路(临近铁路桥)监测控制数据
序号
测量项目
控制值
预警值
预警值
速率
1
简支桥最大累计沉降
20mm
14mm
16mm
2mm/d
2
框架桥最大累计沉降和不均匀沉降
5mm
3.5mm
4mm
0.5mm/d
3
隔离桩水平位移
6mm
4.2mm
4.8mm
0.6mm/d
4
高架桥最大累计沉降和不均匀沉降
5mm
3.5mm
4mm
0.5mm/d
5
信号机杆沉降
20mm
14mm
16mm
2mm/d
6
接触网承力索水平位置直线区段
150mm
105mm
120mm
15mm/d
7
接触网承力索水平位置曲线区段
100mm
70mm
80mm
10mm/d
8
接触网立柱沉降
20mm
14mm
16mm
2mm/d
9
接触网立柱倾斜
0.5%
0.35%
0.4%
0.05%
10
轨距
+7mm,-4mm
+4.9mm,-2.8mm
+5.6mm,-3.2mm
+0.7mm/d,-0.4mm/d
11
水平、高低
6mm
4.2mm
4.8mm
0.6mm/d
12
轨向/扭曲
6mm
4.2mm
4.8mm
0.6v
13
路基沉降
30mm
21mm
24mm
3mm/d
14
周边桥梁墩台裂缝
不出现
不出现
不出现
注:
施工阶段轨道段每个测点监测频率为1次/2h,非轨道段每个测点监测频率为1次/4h,后期稳定阶段每个测点监测频率为1次/天。
接触网水平偏差允许值和高度偏差允许值见《接触网运行检修规程》第60条。
3.2.2石太引入线上、下行线与西环下行线简支梁桥与框架桥侧路基下穿越监测
(1)石太引入线上、下行线与西环下行线穿越对应位置两侧桥墩整体沉降和不均匀沉降采用静力水准自动监测为主,人工监测校核为辅,每墩(台)顶面两端设2个点用来测量墩台垂向和法向的的水平位移和桥墩倾斜的校准,共有邻近桥墩(台)3个,远端桥墩(台)3个,具体测点布设见《张营停车场~西王站区间监测方案设计监控量测平面布置图》。
测点布置图如3-7所示:
监测项目同3.2.1节。
图3-7桥侧路基穿越处桥墩(台)沉降测点布置示意图
(2)石太引入线上、下行线与西环下行线穿越位置临近一侧桥墩(台)水平位移监测,临近穿越处每个桥墩(台)各设置2个位移观测点,如图3-9所示,地铁施工期间桥墩位移控制值见表3-2和表3-3所示,具体测点布设见《张营停车场~西王站区间风险工程专项设计监控量测布置图》。
桥墩(台)水平位移用精密全站仪测量,在施工影响范围外布置全站仪测量基站,桥墩(台)测点布置棱镜,按照风险设计单位提供的监测频率定时监测,并现场经行数据分析并通过无线网络传输于总部总负责人审核,预测下一阶段水平位移。
图3-8临近穿越位置处墩台水平位移测点布置示意图
表3-3地铁施工期间桥墩位移控制值
监测项目
控制值
桥墩沉降
见表3-2
桥墩水平位移
4mm
位移平均速率
0.1mm/d
位移最大速率
0.15mm/d
(2)路基段路基沉降监测。
沿铁路线路两侧路肩边布置测点,监测点采用埋设混凝土桩方式,断面尺寸为10cm×10cm,埋设50cm,顶面预埋静力水准监测仪底座钢板。
监测方法采用静力水准自动监测系统为主,精密水准仪校核为辅,具体方法见第七章所述。
测点布设示意可见图3-9所示,具体测点布设见《张营停车场~西王站区间风险工程专项设计监控量测布置图》。
路基监测控制数据见表3-2。
图3-9石太引入线上、下行线与西环下行线简支梁桥与框架桥侧路基下穿监测示意图
(3)路基段线路轨道监测。
沿线路走向,地铁隧道两边线外侧50m开始向隧道中心一侧布置监测点,测点间距按照《铁路线路维护规则》进行。
既有线铁路轨道静态几何尺寸容许偏差管理值、轨道动态几何尺寸容许偏差管理值,具体要求如表3-4所示。
铁路接触网杆沉降控制值如表3-2所示。
量测频率为:
施工阶段轨道段每个测点监测频率为1次/2h,非轨道段每个测点监测频率为1次/4h,后期稳定阶段每个测点监测频率为1次/天。
轨道静态几何尺寸偏差超过允许值时,铁路工务部门应及时整修线路,如果在两个封闭点间隔时间内(一般情况下一天一次封闭点),因为地铁施工造成几何尺寸偏差超过允许值,地铁施工应停止开挖,及时进行支护和二次衬砌,并查找原因,重新论证施工方案和风险设计可行性,并报建设单位、铁路主管部门的批准后复工。
表3-4铁路规范规定的线路轨道静态几何尺寸容许偏差管理值
项目
υmax>160km/h
正线
160km/h≥υmax
>120km/h
正线
υmax≤120km/h
正线及到发线
其他站线
作业
验收
经常
保养
临时
补修
作业
验收
经常
保养
临时
补修
作业
验收
经常
保养
临时
补修
作业
验收
经常
保养
临时
补修
轨距(mm)
+2
—2
+4
—2
+6
—4
+4
—2
+6
—4
+8
—4
+6
—2
+7
—4
+9
—4
+6
—2
+9
—4
+10
—4
水平(mm)
3
5
8
4
6
8
4
6
10
5
8
11
高低(mm)
3
5
8
4
6
8
4
6
10
5
8
1l
轨向(直线)
(mm)
3
4
7
4
6
8
4
6
10
5
8
11
三角坑
(扭曲)
(mm)
缓和曲线
3
4
6
4
5
6
4
5
7
5
7
8
直线和
圆曲线
3
4
6
4
6
8
4
6
9
5
8
10
注:
①轨距偏差不含曲线上按规定设置的轨距加宽值,但最大轨距(含加宽值和偏差)不得超过I456mm;
②轨向偏差和高低偏差为10m弦测量的最大矢度值;
③三角坑偏差不含曲线超高顺坡造成的扭曲量,检查三角坑时基长为6.25m,但在延长18m的距离内无超过表列的三角坑;
④专用线按其他站线办理。
采用风险工程设计单位提供的监控指标如表3-2所示。
(4)接触网立柱和设备监测。
在接触网立柱距离地面高度为0.5m和3.5
分别贴全站仪反光片进行倾斜观测,倾斜监测采用全站仪人工测量。
在接触网杆底部设水准测点,采用静力水准自动监测系统测量整体沉降。
采用风险工程设计单位提供的监控指标同表3-2所示。
3.2.3试验段监测
根据风险工程设计单位提供的张营停车场-西王站区间监控量测布置图和张营停车场-西王站区间下穿铁路段结构平面布置图中试验段位置,布置预监测断面,具体布点见附录CAD所示,以验证本风险工程的安全性,如果此处沉降控制指标能满足安全要求,则地铁掘进继续进行,否则应论证施工方法,并再次报铁路监管部门同意。
预监测点布置见张营停车场-西王站区间监控量测布置图所示。
3.2.4监测时间和频率
在地铁施工进入铁路影响范围内前进行测点布置(影响范围的确定见3.1.3),安装静力水准监测系统,导线基准点与地铁施工导线点联测,测量轨道静态几何尺
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 石家庄 城市轨道 交通 沉降 监测 方案