1、1框构涵顶进下穿既有铁路项目监测方法的研究【摘要】：框构涵顶进项目处于市区内且牵涉到既有铁路，施工监测对项目的安全保障起到了重要的作用。监测主要有三方面的内容：监测基准网的测设、基坑监测、既有铁路施工过程监测。本文详细研究了以上监测内容的精度指标、技术要求、观测方法和数据处理过程，为今后类似工程提供了重要的参考依据。 【关键字】：框构涵顶进 监测基准网的测设 基坑监测 既有铁路施工过程监测 1 概述 随着城市不断发展扩张，城市内的既有铁路像一道屏障阻断了铁路两侧的交通，通过框构涵顶进的方法能够快速高效的打通铁路两侧的道路交通，为城市的扩张提供了发展空间。框构涵顶进项目处于市区内且牵涉到既有铁路
2、，对项目的施工安全提出了很高的要求，其中施工监测对项目的安全保障起到了重要的作用。 2 监测的主要内容 根据项目所处位置和地质情况不同，监测的内容也不尽相同，主要有几个重点的监测内容： （1）监测基准网的测设 （2）基坑监测 （3）既有铁路施工过程监测。 23 监测基准网的测设 3.1 垂直位移监测基准网测设 3.1.1 基准点布设原则 （1）一般采用独立高程系统。 （2）基准点应埋设在远离项目施工影响的稳固位置。 （3）基准点的分布满足准确、方便测量全部观测点的需要，水平垂直位移监测基准点应各埋设 3 个。 （4）定期对垂直位移监测基准网点进行复测，保证监测基准成果的可靠性。 3.1.2 监
3、测基准点测量方法 （1）观测方法及仪器设备 垂直位移监测基准点测量采用水准测量方法，使用带有自动记录功能的电子水准仪进行外业测量。 （2）观测技术要求 3.2 水平位移监测基准网测设 3.2.1 监测基准点布设原则 水平位移监测基准点以独立平面坐标系统为基准建立，在远离基坑施工影响的稳固位置布设。 基准点采用强制归心预埋件，地下埋深不小于 0.9m。埋设时用混凝土填埋，地面以上部分应采用 PVC 管进行围护，墩顶中心放入强制归心预埋件固结而成。 基坑周围水平位移监测基准点的数量不应少于 3 个，使用前需要做3稳定性检验。下列地点不设置基准点： 地下水位较高易受水淹的地点； 地下土质松软的地点；
4、 距铁路、公路 30m 较近，容易受到行车振动的地点； 易受到施工毁坏的地点； 地形起伏较大不便观测的地点。 3.2.2 基准点测量方法 （1）测量仪器设备 水平位移监测基准网测量应采用具有自动照准、自动记录功能的高精度徕全站仪进行外业数据采集。 （2）主要技术要求 （3）观测注意事项 观测注意事项如下：全站仪在观测前要进行仪器检校，项目进行过程中需要定期进行仪器检校观测要做到三固定，即固定观测人员、固定测量设备、固定观测测站；仪器必须严格对中整平后在进行观测；观测时，目标必须清晰稳定；观测前，仪器需要在外界放置一段时间，待自身温度与外界温度一致时才能开始观测；观测时应尽量避免受外界干扰，严格
5、按精度要求执行。 4 基坑监测 4.1 围护桩顶及坡顶水平位移监测 4.1.1 监测点布设 （1）围护桩顶监测点布设 4围护桩顶水平位移监测点一般布置在围护桩的冠梁上，测点间距20m，基坑中部、阳角处应有测点，每边测点不少于 3 个。 监测点埋设时注意与基准点间的通视，保证监测点顶面的水平；监测点埋设完成后，需要进行必要的保护处理，并用明显标记标示出点位。（2）坡顶监测点布设 基坑南、北两侧采用放坡开挖形式，在坡顶布设水平位移监测点。坡顶水平位移监测点埋设采用植入钢筋，周边用水泥砂浆固定的方法，为保护测点不受碾压影响，坡顶水平位移标志采用窖井测点形式。 4.1.2 监测方法及精度要求 围护桩顶
6、、坡顶水平位移监测拟采用视准线法、小角法或极坐标法观测（根据现场观测条件及精度情况合理确定） ，使用全站仪进行观测。 4.1.3 监测数据处理与分析 通过各期监测点的平面坐标值，计算出垂直于基坑方向的位移并计算各期变形量、变形速率、累计变形量等数据。绘制每一点的位移量与时间的变化曲线，依此来判断随着基坑的开挖，围护桩体的变形情况，如变化过大坑外地表数十米范围将会开裂，影响周围环境安全。 4.2 围护桩顶垂直位移监测 4.2.1 监测点布设 围护桩顶垂直位移监测的监测点可单独埋设，也可与围护桩顶水平位移监测的监测点共用。 4.2.2 监测方法及精度要求 5围护结构桩（墙）顶垂直位移监测采用水准测
7、量方法。 4.2.3 数据处理与分析 （1）数据处理 平差计算前应对观测数据进行检查，确保数据准确无误并按严密平差的方法进行水准计算。 （2）数据分析 通过变形观测点各期的高程值计算各期沉降量、各期变形速率、累计沉降量等数据。 4.3 围护桩体水平位移监测 4.3.1 监测点布设 （1）布点原则 沿基坑周边桩体内每 20m50m 布设观测孔（测斜管） ，基坑中部、阳角处及有代表性部位应有测点。 （2）埋设方法 将测斜管直接绑扎固定在围护桩钢筋笼上，与钢筋笼一同入槽后，浇注混凝土。孔深应与钢筋笼一致，测斜管与围护桩钢筋笼的连接必须十分稳定，防止浇筑混凝土时，测斜管与钢筋笼脱落。必须注意测斜管的竖
8、向扭转，扭转角度过大就可能使测斜仪探头被导槽卡住，无法进行正常测量。 4.3.2 监测方法 监测仪器采用测斜仪以及配套 PVC 测斜管，监测精度可达到0.2mm/0.5m。 在测量前打开测斜仪，使其处于工作状态，将探头导轮插入测斜管6导槽内，缓慢地下放至测斜管底部，然后从测斜管底部自下而上沿导槽每隔 0.5m 记录一次测点深度和读数。记录完毕后，将探头旋转 180插入同一导槽内，用上述方法再记录一次数据，深度与第一次相同。 每一深度的正反两记录数据的绝对值应相同，当读数有异常时应及时补测。 4.3.3 数据处理与分析 （1）必须设定好基准点，围护桩桩体变形观测的基准点一般设在测斜管的底部。 （
9、2）当围护桩桩体桩体发生变形时，测斜管轴线产生挠度，用测斜仪确定测斜管轴线各段的倾角，便可计算出桩体的水平位移。 4.4 基坑的其他监测项目 锚杆（土钉）拉力监测、支撑轴力监测、土体深层水平位移监测、地下水位监测等监测项目可根据现场情况选择是否进行。 5 既有铁路施工过程监测 5.1 条形基础水平、垂直位移监测 条形基础位移监测点一般布置于条形基础中间，每个条形基础每侧各布设一个。观测方法和精度要求与围护桩顶的水平位移监测和垂直位移监测的观测方法和精度相同。条形基础监测点布设图如下： 5.2 箱涵位移水平、垂直监测 箱涵位移监测点主要是布设在对便梁起支撑作用的箱涵，一般布置于箱涵的纵向中间部位
10、。观测方法和精度要求与围护桩顶的水平位移监测和垂直位移监测的观测方法和精度相同。箱涵监测点布设图如下： 75.3 施工便梁水平、垂直位移监测 施工便梁垂直位移监测点一般布置于对便梁起支撑作用的临时支墩上，每个临时支墩上布设一个。观测方法和精度要求与围护桩顶的水平位移监测和垂直位移监测的观测方法和精度相同。箱涵监测点布设图如下： 5.4 既有铁路路肩水平、垂直位移监测 既有铁路路肩垂直位移监测点一般在在路肩处每 5 米布设一个，范围为两侧便梁外 10 米。观测方法和精度要求与围护桩顶的水平位移监测和垂直位移监测的观测方法和精度相同。 5.5 接触网杆水平、垂直位移监测 接触网杆垂直位移监测点一般
11、布置于接触网杆基座上，每个临时接触网杆上布设一个。观测方法和精度要求与围护桩顶的水平位移监测和垂直位移监测的观测方法和精度相同。 6 总结 （1）制定监测方案前一定要深入现场并详细了解施工组织方案。 （2）框构涵基坑与普通建筑基坑相比，具有工程规模小，技术难度小的特点，但在基坑开挖和降水时仍会对既有铁路造成影响，要加强基坑的监测次数。 （3）既有铁路施工过程监测是框构涵顶进下穿既有铁路项目监测重点，施工过程中直接在既有线上作业，对铁路的行车安全造成了很大的安全隐患，在条基拉槽和箱涵开挖时要进行实时监测，实时反映既有铁路构筑物的现状。 8（4）既有铁路施工过程监测前需要明确监测报警值，报警值应有设计单位和工务养护部门共同确定，超出报警值需要第一时间向业主、监理、施工单位反映，对监测对象采取应急措施。 （5）在铁路路肩水平、垂直位移监测时，应特别注意监测点的保护，如有破坏，应及时补设。 参考文献 1 TB10101-2009 铁路工程测量规范S 2 GB50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范S 3 JGJ8-2007 建筑变形测量规范S 4 施一民，现代大地控制测量M.北京，测绘出版社，2003； 5 孔祥元，梅是义，控制测量学M.武汉：武汉大学出版社，2002.
