GB 50911-2013《城市轨道交通工程监测技术规范》是中华人民共和国国家标准,由住房和城乡建设部2013年9月6日以第141号公告批准发布,自2014年5月1日起实施,其中第3.1.1、9.1.1、9.1.5条为强制性条文,必须严格执行。本规范根据住房和城乡建设部建标〔2010〕43号文的要求编制,由北京城建勘测设计研究院有限责任公司负责具体技术内容的解释。
本规范适用于城市轨道交通工程(车站基坑、区间隧道等)建设的监测工作,为明挖法、盖挖法、盾构法、矿山法等施工工法的监测提供技术依据。城市轨道交通工程多位于城市建成区,周边建筑物密集、地下管线众多、交通繁忙,工程开挖对周边环境影响大——监测是保证工程自身安全和周边环境安全、实现信息化施工的核心手段。
监测工作原则(强制性条文3.1.1)。 城市轨道交通工程监测应遵循"安全第一、预防为主、动态监测、信息化施工"的原则,监测工作应贯穿工程建设全过程。
工程影响分区及监测范围。 按工程开挖对周边环境的影响程度划分工程影响区(主要影响区、次要影响区、一般影响区),确定监测范围:主要影响区(开挖深度影响范围内)和次要影响区内的建(构)筑物、地下管线、道路等应布设监测点,一般影响区可适当简化。
工程监测等级划分。 根据工程自身风险(工程规模、埋深、地质条件、工法)和环境风险(周边环境的重要性、敏感程度)综合划分监测等级(一级、二级、三级),监测等级决定监测项目、监测点密度和监测频率。
仪器监测项目。 支护结构和周围岩土体监测(桩顶水平位移、桩顶竖向位移、围护墙深层水平位移、土体深层水平位移、土体分层竖向位移、支撑轴力、锚杆锚索和土钉拉力、立柱竖向位移、周围岩土压力、孔隙水压力、地下水位、建(构)筑物变形等);周边环境监测(建(构)筑物沉降、倾斜、裂缝,桥梁变形,地下管线沉降、差异沉降,道路沉降,既有轨道交通结构变形)。
现场巡查(强制性内容)。 对支护结构(裂缝、渗漏、变形迹象)、周边环境(建(构)筑物裂缝、地面开裂、管线渗漏、道路沉陷)和施工工况(开挖、降水、爆破作业)进行定期现场巡查,巡查结果作为监测数据分析的重要补充。
远程视频监控。 对重要部位和风险较大的施工区域进行远程视频监控,实时掌握现场状态。
支护结构和周围岩土体监测点布设。 按施工工法分别规定:明挖法和盖挖法(围护墙顶部水平位移和竖向位移监测点沿围护墙周边布设,间距按监测等级确定;支撑轴力监测点设在支撑端部或中部;地下水位监测孔布设在基坑周边);盾构法(地表沉降监测断面沿隧道轴线布设,隧道上方地表沉降监测点间距按隧道埋深和监测等级确定,还布设隧道拱顶沉降、管片收敛等监测点);矿山法(地表沉降、拱顶沉降、净空收敛、围岩压力等监测点沿隧道断面布设)。
周边环境监测点布设。 建(构)筑物(角点、沉降缝两侧、代表性部位布设沉降和倾斜监测点,沿外墙布设裂缝监测点);桥梁(墩台沉降、倾斜监测);地下管线(管线接头、弯头、阀门等薄弱部位布设沉降监测点,煤气、压力管线加密);高连公路与城市道路(路面沉降监测点沿道路纵向布设);既有轨道交通(既有线结构变形监测点布设在既有结构上)。
规范规定16类监测方法的技术要求:水平位移监测(全站仪极坐标法、视准线法等)、竖向位移监测(水准测量)、深层水平位移监测(测斜仪)、土体分层竖向位移监测(分层沉降仪)、倾斜监测(测斜仪或倾斜仪)、裂缝监测(测缝计)、断面收敛监测(收敛计)、爆破振动监测(振动速度传感器)、孔隙水压力监测(孔隙水压力计)、地下水位监测(水位计)、周围岩土压力监测(土压力计)、锚杆锚索和土钉拉力监测(测力计)、结构应力监测(钢筋计、应变计)、现场巡查、远程视频监控——各类方法规定仪器精度、监测点埋设方法(附录B监测点埋设)、观测方法和数据处理要求。
监测频率按监测等级、施工阶段(开挖阶段加密、结构施工阶段适当放宽)和变形速率确定:开挖期间一级监测可每日1-2次或更多,二三级相应放宽;变形速率增大、接近控制值时应加密监测;监测数据异常时应提高监测频率并及时预警。
控制值(强制性条文9.1.1、9.1.5)。 监测项目控制值(支护结构和周围岩土体、周边环境的变形和内力限值)应根据工程监测等级、设计计算和类似工程经验确定:支护结构水平位移、竖向位移、深层水平位移、支撑轴力、地下水位变化等控制值按监测等级给出(如围护墙顶部水平位移控制值、地表沉降控制值等);周边环境监测控制值(建(构)筑物沉降、倾斜、差异沉降,管线沉降)按保护对象确定。
预警。 监测数据超过预警值(控制值的70%-80%等)或出现异常变化(变形速率突增、持续不收敛)时应及时预警,启动应急响应——监测预警是实现信息化施工、防止工程事故的关键环节。
线路结构变形监测。 对轨道线路结构(隧道结构、高架结构)进行变形监测(结构沉降、水平位移、收敛),保证运营线路结构安全。
监测成果及信息反馈。 监测成果包括监测日报表(附录D)、阶段报告、总结报告,采用监测项目代号和图例(附录A)统一标识;监测信息及时反馈给设计、施工和建设单位,形成"监测-分析-反馈-调整"的信息化施工闭环——监测成果不只是一堆数据,而是要转化为施工决策依据。
"监测等级"驱动监测工作深度。 工程监测等级由工程风险(自身+环境)综合确定,一级监测(项目多、点密、频率高)到三级监测(项目少、点疏、频率低)——监测等级是监测方案设计的"纲",决定"测什么、测多密、多频繁",风险越大监测越严,避免"一刀切"的浪费或"该严不严"的风险。
"控制值+预警值"的双阈值管理。 监测项目控制值(变形和内力的极限限值,强制性条文规定必须确定)和预警值(控制值的一定比例,如70%-80%,或变形速率异常判据)构成双阈值体系:超过预警值→加密监测、分析原因、准备应急措施;达到或超过控制值→立即报警、启动应急响应、采取加固或调整施工措施——"预警在控制之前"给了工程应对时间,是监测防事故的核心机制。
"现场巡查+仪器监测+视频监控"三结合。 规范的监测体系不只有仪器数据:现场巡查(强制性要求,检查裂缝渗漏变形迹象等仪器测不到的宏观征兆)和远程视频监控(掌握现场实时状态)与仪器监测互补——仪器数据是"点"(测点)、巡查是"面"(全貌)、视频是"实时"(过程),三结合避免"数据正常但现场出事"的监测盲区。
"信息化施工闭环"是监测的最终价值。 规范专设监测成果及信息反馈章:监测日报表、阶段报告、总结报告,监测信息反馈给设计施工建设各方——监测的最终价值不是"记录数据"而是"指导施工":数据异常→分析原因→调整设计施工参数→再监测验证,形成"监测-分析-反馈-调整"的闭环,这是城市轨道交通工程安全施工的制度保障。
本规范适用于城市轨道交通建设管理单位(地铁公司)的工程管理人员,岩土工程监测单位(第三方监测机构)的监测技术人员,轨道交通设计单位、施工单位的工程技术人员,监理工程师,既有轨道交通保护区的工程审批管理人员,以及高校隧道与地下工程、岩土工程专业师生。
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