1、地鐵工程監控量測技術主要內容1、監測什么?2、怎樣監測?對象方法、手段3、測點、元件是怎么回事兒？4、基準點、基準值的重要性！如何取得？5、測試元件、儀器的選購及標定6、數據處理、資料整理、報告編寫7、監控量測的實施過程小結1、監測什么?(1).車站基坑監測地面沉降測斜管 土體側向位移對象墻頂水平位移周邊建筑物沉降內支撐(軸力軸力)圍護結構 (變形變形)(2).區間隧道拱頂沉降必測水準儀洞周收斂襯砌應力選測錨桿拉力收斂計混凝土應變計鋼筋計(3).周邊環境監測地表沉降建(構)筑物沉降傾斜裂縫觀測沉降槽全站儀水位計地下水(水位、滲水壓力)地下管線沉降、位移2、怎樣監測? 方法、手段(1)支撐軸力的

2、監測： 軸力計 鋼筋計 混凝土應變計鋼筋計軸力軸力支撐鋼筋計鋼筋計焊接方法 鋼筋計連接桿與鋼筋的焊接最好采用對焊，如果沒有對焊條件，可以用綁焊，但是必須用兩根短鋼筋夾住接頭以通長焊縫正反兩面焊接。焊接時注意降溫，用毛巾纏繞、淋水降溫以使傳感器部位溫度不超過80，用手摸感覺到不燙即可。錯誤焊法混凝土應變計安裝方法扎絲應變計主筋箍筋鋼筋導線混凝土應變計錯誤作法大-黃區間用應變磚振弦式傳感器的工作原理及結構 1f = 2l3g 4l 2=f Ec gL 4l Q= E gL3 = Q ( f f )02 20標定系數Q值的計算 = Q ( f f )02 20荷載(kN)01002003000100

3、200300累計比差 (kN)頻率讀數 (Hz)1500152215431565064365122741187106300187106=1.60310-3累計平方比差(Hz2) Q值(kN/Hz2)相對零點法計算測量值 2-f 2)(1).鋼筋計：P=Q(f0 2)(kN/Hz 2-f 2)(2).混凝土應變計：=Q(f0 2)(/Hz 2-f 2)(3).軸力計：P=Q(f0 2)(kN/Hzf0初測值的受力狀態(避開日照，水化熱，混凝土強度)測點埋設位置避開變截面和端部的影響電阻應變式傳感器的工作原理及結構直線比例關系：混凝土應變計 R / R R / RK= L / L鋼筋計電阻應變片構

4、件惠斯登電橋名 稱型 號TC-21KTC-31KYJR-5UCAM-1A主 要 技 術 性 能日本產單點手持應變儀，可采集、存儲數據，且有通訊功能。可實現多點測量，巡回掃描，一次存儲13000個數據。國產四位半數字應變儀，主機可測10點，分辨率1。多點手持應變儀，可巡回掃描。數字應變儀(2) 測斜鉆孔傾斜儀測試系統組成數字記錄儀測斜管探頭電纜GK-603型傾斜儀系統測斜儀監測連續墻變形鉆孔傾斜儀監測原理圖測斜儀安裝技術(1).測孔布置 在可能發生滑移或側向變形的地方布置測孔。(2).鉆孔 選定測孔部位后，鉆直孔(傾斜不超過2)，孔徑應大于測斜管外徑50mm。(3).測斜管安裝與埋設 預接測斜管

5、：測斜管應該在一平正的場地預先對接。 下沉安裝測斜管：將測斜管沉入鉆孔，第一根測斜管底端要裝上底蓋，作好密封。 每根測斜管的 對接在現場邊下邊接 ，測斜管在下沉過程中要使測斜管中的一對導 槽與巖體的滑動方向一致。測斜管的 埋設深度應大于巖體變形深度的35m。(4).灌漿固結 灌漿材料可用水泥漿，固結后的漿體力學性能應與鉆孔周圍巖體相近。也可用粗砂 或米粒石。在灌漿時由下而上進行，為防止測斜管浮起，要在測斜管內注入清水。(5).洗管與作好孔口保護 灌漿完畢后，應用清水在管內進行清洗。洗孔完畢后應作好孔口保護，以防破壞。 待漿料凝固后要量測測斜管導槽的方位，管口的坐標及高度，對安裝埋設過程中發 生

6、的問題要詳細記錄。監測結果位移值（mm）0.002410.020.030.040.050.00240.08.0位移值（mm）16.024.032.040.0深度（m）810121416182022242628深度（m）6681012重慶萬州康家坡滑坡監測8月28日9月01日9月07日9月21日9月25日10月08日10月15日10月17日10月24日11月06日11月16日11月22日11月26日11月30日9月18日9月21日10月2日10月8日10月17日10月27日11月07日11月12日11月16日11月22日11月26日11月30日1416182022242628樁中測斜管鋼筋籠中測

7、斜管度量測斜管導槽方位角預先連接測斜管測斜中存在的問題(1) 測斜管埋深不夠(2) 測斜管與鉆孔間回填不密實(3) 安裝測斜管導槽方向與臨空面不垂直(應該在計 算中進行修正)(4) 測斜管口沒有保護措施(造成孔底基準不一致)(5) 監測數據未進行和數校驗(6) 有的沒有基準值數據(以零為基準是不對的)(7) 應該求得測斜管安裝后的形狀(8) 應該在開挖前取得全部測孔基準值，然后隨著開 挖進度逐步監測，以取得各工況下的量測值沒有保護蓋管口已破壞孔內填充贓物保護較好的測孔A0方向不垂直A0方向垂直A0方向45已加保護蓋TW02位移值/mm-30-20-1001020300基準值為零是不對的基準值是

8、管子的形狀3-274-275-256-16-86-156-226-236-246-256-276-297-67-137-207-275埋深/m1015孔底沒有直線段部分20全站儀監測變形(3) 沉降、變形監測反射膜片反射棱鏡全站儀監測隧道變形全站儀監測地面變形新型全站儀：徠卡TCA2003，測量機器人分辨率：0.5 0.2mm用全站儀進行變形監測的原理采用預應力錨索+地梁和獨立錨索進行邊坡加固基準點為監測錨索：級坡3束；級坡6束；級坡11束；級坡10束。為錨頭位移測點：2355全站儀無名山邊坡穩定性監測示意圖觀測方法(1) 基準點及控制點觀測地鐵工程一般位于繁華的市區，施工場地比較狹小，基準點

9、觀測采用導線法比較容易操作，使用高精度的測量儀器，容易達到監測精度要求。按國標“精密工程測量規范”的三級導線測量要求施測。(2) 監測點觀測監測點水平位移觀測可采用監測控制點之間加密水平位移監測點的觀測方案，考慮到現場條件，一般采用測水平小角度法。水平位移監測的中誤差m為：m= M +M2 2ij= 0.8mm滿足變形監測的精度要求。也可采用極坐標法進行監測點觀測，監測中誤差為：(3) 沉降觀測方法m = 2M 2ij= 0.8mm基準網的觀測按國家一等水準測量的技術要求進行觀測，作業過程嚴格遵守規范要求，每次觀測由固定的測量人員，采用固定儀器按相同的觀測路線進行，觀測記錄至0.01mm，計算

10、及結果至0.1mm。沉降觀測點的觀測：按國家二等水準測量的技術要求施測。水平位移基點及工作基點觀測方法導線測量法測點基坑基準點基坑監測控制點（工作點）基坑位移點水平位移基點及工作基點組成閉合導線基坑基準點基坑監測控制點（工作點）基坑位移點水平位移監測點觀測方法A極坐標法AA、B已知點，C、C點為待求坐標點 CBSSCB小角度法AA、B已知觀測墩，P、P1點為待求坐標點 P1PSB(4)區間隧道監測拱頂沉降 水準儀邊墻收斂 收斂計襯砌結構應力(必測項目)水準儀、掛尺、伸縮桿 監測隧道拱頂沉降收斂基線拱頂下沉測點邊墻收斂監測收斂計監測洞周收斂變形收斂計是測量隧道凈空收斂值的常用機械式儀表。SWJ型

11、隧道收斂計重量輕，體積小，攜帶、使用方便，采用LCD電子數字顯示方式取代傳統的機械式百分表，示值更明確、易讀。SWJ-型隧道收斂計現場進行隧道凈空收斂量測XJG-21隧道收斂計百分表121620240481996-11-1mm1996-11-111996-11-21圖-61996-12-11996-12-111996-12-211996-12-31水平基線傾斜基線水平基線1997-1-101997-1-201997-1-301997-2-9線隧道DK69+265斷面凈空收斂時態曲線1997-2-191997-3-11997-3-11線隧道DK69+256斷面凈空收斂時態曲線T回歸分析DK69+

12、265斷面凈空收斂量測數據回歸分析表函數類型回歸系數水平基線傾斜基線水平基線A0.99860.37500.9508U=A+B*log(T+1)B6.6778.8679.020SD(mm)0.3900.6030.341A12.4715.7616.88U=A*EXP(-B/T)B3.7004.1534.234SD(mm)1.2851.6021.280A表1-1U=(A*X+B)/TBSD(mm)1.161.411.000.0785 0.40180.0615 0.37520.0566 0.3670注：A、B 回歸系數， U 收斂值（mm）， T 時間（d）， SD 回歸精度（mm） 從表1-1回歸結

13、果可明顯看出：對數函數回歸精度為0.3410.603mm；指數函數回歸精度為1.281.602mm；雙曲線函數回歸精度1.01.41mm，由此可見對數函數回歸精度最高，表明該斷面收斂位移變化符合對數函數變化規律。襯砌結構應力監測振弦式土壓力盒混凝土應變計-0.0270.018-0.0190.007蝴蝶形-0.035-0.098單位：MPa圖4.4.61998年7月5日DK65+495斷面圍巖壓力分布曲線(5) 地下水位監測沿基坑邊緣四周設水位觀測孔。水位監測采用鉆孔測水井中水位高程方法，先在設計點位鉆孔（孔深約15m），然后用PVC管護壁，用標尺水位測探儀定期測量孔內水位高程 。標尺水位計、滲

14、水壓力計、豎管式水位計標尺水位計滲水壓力計豎井工點水位測孔SW1-1水位孔距基坑太近標尺水位計監測水位土體測斜孔(6) 地下管線沉降及位移監測根據管線部門的要求，為防止在車站施工中管線因地面發生沉降及位移而產生管線破損，在布置地表沉降點的同時，對管線所在覆蓋土的正上方挖孔布置觀測點，沿管線軸向以間距510m設置監測點 。圖 2.6-7.1管線沉降測點埋設示意圖管線沉降測點埋設示意圖3、測點、元件是怎么回事兒？ 測點是工程結構上需要監測的點、斷面、位置。 元件是用來實施監測的傳感器，配二次儀表使用。話筒插頭鋼筋計空隙水壓計鋼弦頻率讀數儀測點布置全站儀監測地面變形需配用反射棱鏡全站儀建筑物測點反射

15、棱鏡(1)測點埋設不符合要求： 地面沉降點或建筑物立柱、臺座沉降點沒有 金屬部件，表面不光滑。(2)測點標識不規范，字體潦草，大小不宜(過大)。地表測點原測點現測點無金屬部件較好的測點不規范測點塔吊基座CX02# 測 斜孔測點設置不合理25掛鉤 5 8 45埋設桿80100335尺寸單位: mm。 材料：A3鋼。235 20圖8 鉤式測點拱頂沉降測點30 0353023 5收斂測點M12 2 0尺寸單位: mm。 材料：A3鋼。圖7 卡槽式測點埋設桿4、基準點、基準值的重要性！ 如何取得？ 基坑開挖前采用相對零點法監測砼支撐 軸力監測：f0初測值的測讀，是初始受力環境狀態下的 頻率讀數！要辟開

16、日照、水化熱的影響，混凝土強度要達 到齡期。 基準點的觀測，是相對不動點，定期校核，如果基準點不 對，那么測得的結果就都是不可靠的！ 為了保證其可靠性，監測管理辦法規定初始值測讀兩次， 并報業主、監理審批備案。基點觀測墩5、測試元件、儀器的選購及標定基本概念：量程：傳感器或儀表能夠測量的最大范圍。分辨率：傳感器或儀表能夠分辨的最小讀數。精度：傳感器或儀表測量結果的準確程度叫精度。傳感器：包括所有把物理量變成電學量的部件。數據采集裝置，振弦式：ZXY-1,ZXY-3。 應變式：TC-21K, UCAM-1A。 測斜儀： CX系列系列常用傳感器名稱型號XYJ-2(單膜)XYJ-3(雙膜) 規 格

17、0.1 0.2 0.3 0.5 1.0(MPa) 12 14 16 20 25 28(mm) 10 20 40 60(MPa) 0.1 0.2 0.3 0.5 1.0(MPa) 60、80t 100300t4001000t 性 能 及 用 途單膜壓力盒需與油囊配套使用。單雙膜壓力盒主要用于隧道及地下工程結構的接觸壓力量測。分辨率0.2%F.S，滿量程輸出500Hz。鋼筋計主要用于量測鋼筋混凝土結構中的鋼筋應力，也可串聯起來用于量測隧道及地下工程結構錨桿的應力分布。分辨率0.2%F.S，滿量程輸出500Hz。埋入式混凝土應變計多埋設于混凝土中進行應變量的長期觀測。分辨率0.2%F.S，滿量程輸出

18、8001000()。土壓力盒鋼筋計XJG-2使用時注意焊接方法！混凝土應變計XYJ-2空隙水壓力計XJS-2空隙水壓力計主要用于量測巖土中水壓力的大小，以便從總土壓力中分離出來。分辨率0.2%F.S，滿量程輸出500Hz。XYJ型荷載傳感器為三弦結構，主要用于量測纜索、錨索的應力。滿量程輸出350400Hz。荷載傳感器XYJ測斜管的選購測斜管的尺寸：內徑70mm，壁厚58mm，外徑80 90 mm 材料：PVC管，鋁管 特殊形狀：內有十字型導槽，外有連接用導槽 配件：連接短管，端頭蓋，螺釘 說明：預先鉆孔用螺釘連接，保證十字型導槽對接 土體鉆孔直徑要適合(110 130 mm)元件儀器的標定 鋼筋計、混凝土應變計等是生產廠家標定的，直接用其標 定系數計算即可。只要注意線性化和正確應用計算方法以 及鋼筋混凝土結構原理。二次儀表要求讀數穩定可靠。 測斜儀探頭需要定期檢修