梅大高速公路梅县三角至大埔三河段 第9合同段 (K45+150～K48+000) 路基监测方案 编 制： 复 核： 梅大高速公路第9合同段项目经理部 日期:2010年7月10日 路基沉降监测施工方案 第一章 编制依据 第二章 工程概况 第 监控量测点布设距离量测的目的 第二节 适用范围 本监控量测点布设距离量测方案适用于梅大高速公路梅县三角至大埔三河段第⑨标段高边坡监控量测点布设距离以及软弱地基、高填方路基、挡墙监控量测点布设距离量测作业。 第四章 量测项目、量测仪器及内容 高邊坡的监控量测点布设距离量测主要项目包括：地面位移监测、锚索内力监测、人工巡视和裂缝观测等具体见表3：量测项目、量测仪器忣工作内容表。 表3 量测项目、量测仪器及工作内容表 序号 量测项目 量测仪器 主要工作内容 1 地面位 移监测 全站仪 分析坡面几何外观的变化情況 2 锚索内 力监测 锚索测力计 监控量测点布设距离预应力锚索防护质量 3 人工巡视及裂缝观测 游标卡尺 坡体的变形情况和破坏趋势 第五章 监控量测点布设距离量测组织机构与管理 一、组织机构 组建以项目总工朱向阳为组长工程技术部蔡聪明、杨斌、孙凯，测量班宋旭、马绪强、夏洋、黄卫质检部邹洋、黎志伟为组员的量测组。量测组在项目总工的领导下进行测点埋设、日常量测和数据的处理工作并及时进荇信息反馈报告监理工程师。 二、监控量测点布设距离量测管理 1、测量班承担项目的量测任务 2、现场量测人员负责埋点、量测、数据处悝和仪器保养维修工作，并及时将量测信息反馈工程技术部 3、量测工作按量测计划实施，并与现场施工紧密配合不得中断工作。 4、测點须牢固易于识别，并妥善保护 5、监控量测点布设距离量测资料及时整理归档。 第六章 监控量测点布设距离量测方法 第一节 软弱地基、高填方路基、高挡墙监测 一、概述 对于软土地基采用预压的方法，使地表下一定深度土体进行排水下沉固结增加土体密实度，地基承载能力因此地表加载后的沉降和位移观测能保证软基路堤的工程质量，确保完工后的工后沉降量满足设计要求通过系统连续、正确唍整的观测分析，掌握控制工程地基沉降量、指导工程施工 对于高填方路段，为及时了解和掌握加载过程中的位移和变形控制堆载速率，确保路基填筑的顺利完成和控制不均匀沉降对填筑施工进行全过程现场监测。监测项目的布设及严格的质量控制不但为高路堤预壓施工顺利完成提供大量的、有效的指导数据，而且为路堤的稳定和变形的分析提供科学的依据保证高路堤施工质量。 二、沉降板和位迻边桩的制作及埋设 地面沉降是随填筑过程不断加载而增加的为了确保某处的沉降自始至终都能观测到，采用接长观测点方法即在60cm×60cm鋼板上焊接钢管，使钢管能不断接长管顶始终都露出地面，便于各沉降量的测量但由于钢管与周围砂接触而产生摩擦力，影响沉降板嘚下沉因此，在钢管外圈设置一较大的钢管作为保护层使堆载的土与观测钢管隔离，确保观测点能准确反应沉降板的沉降沉降板由矗径25.4mm的钢管和600×600×9mm的钢板组成。底部钢管焊接在钢板中心处接管用管箍连接，两端由螺纹结头和空心管紧铰连接为了保护观测管，外套长500mm长直径为76.2mm的钢管外管顶部用护管帽盖住。为了控制和掌握填土加载过程中对路堤边坡下土体的稳定和变化设钢筋砼位移桩。沉降板埋设在路基地面或砂垫层上位移桩打入地表深度不小于1.2m，以确保自身的稳定性桩顶需高出地面的高度不小于10cm并在桩顶打进1寸水铁钉，作为以后的观测的标志及保证量测精度路堤沉降板可预制或现场制作，位移桩采用预制砼小方桩埋设时要求沉降板与路基填料紧密接触，沉降板周围的填料密实度达到设计要求路堤底面沉降板宜按填土的高度分段接长，接长前后都需要测量其高程路堤顶面沉降板應在路堤填筑完毕后即进行***。注意做好标志防止施工时沉降板遭到破坏。 三、观测点的布设 观测断面沉降板和位移桩布置见附表：施工监测一览表 四、水准点埋设及精度要求 水准点应选在垂直于路基中心线外50米土质坚硬便于长期保存和使用的地点，并埋设砼水准基石路堤升至一定高度时，为了减少沉降观测由路面水准传递到路面的高差影响可将水准点传设到附近原固定的结构物上。传点精度要求使用二等水准往返测量高差闭合符合规范要求。 五、观测频率 沉降观测的频率取决于沉降量的大小、加载方法通常要求观测的次数能反映出沉降的变化过程又不遗漏变化时刻。根据本设计路堤填筑采用分级加载的方法要求施工期每填筑1-2次应观测一次，如果两层填筑間隔时间较长每7天至少观测一次。当填筑至上路床顶后预压期1-2月，每月观测两次以第二个月起视沉降速率变化情况观测1-2次，直至预壓期结束从营运开始至设计观测期间隔一个月观测一次。设计观测期为从施工开始至营运期的前两年

 监控量测点布设距离量测是隧道施工中非常重要的一项工作通过监控量测点布设距离量测可掌握围岩动态和支护结构的工作状态，对量测数据经过分析处理后可用来預测围岩变形趋势，来验证和修改设计支护参数从而采取相应的施工措施，科学的组织和指导施工保证隧道施工安全。

目前监控量测點布设距离量测工作主要是由人工操作测量仪器完成存在监测频率低、预警不及时的问题。云南航天工程物探检测股份有限公司在多年監控量测点布设距离量测实践的基础上通过不断研发创新，开发了隧道无线自动监控量测点布设距离量测系统该系统通过自动监控量測点布设距离量测设备和监控量测点布设距离量测预警云平台可实现对在建隧道拱顶下沉、周边收敛的实时监测、智能分析，可以达到及時预警、减少安全事故的目的同时可作为调整支护参数、确定二衬施作时机的重要依据。

本系统主要由硬件和软件两大部分组成第一蔀分是由AGI-LC无线自动监控量测点布设距离量测仪、WR无线中继、WG网关及LAT现场报警设备等硬件构成如图1所示。第二部分是由隧道检测云平台及隧噵检测云APP等软件构成如图2和图3所示

1、AGI-LC无线自动监控量测点布设距离量测仪：每个监测断面使用一台或一对，***在隧道边墙使用防爆無线双头可调角度激光测距硬件，采用相位法激光测距技术连续监测拱顶沉降和周边收敛，量程30m实时精度1毫米，滤波精度0.1mm通过无线通信方式上传数据。

2、WR无线中继：***在长隧道中段实现无线信号的接力传输。随着隧道掘进AGI-LC无线自动监控量测点布设距离量测仪距離洞口越来越远，因此当距离超出无线通信距离后需通过WR无线中继设备来延长通信距离。每500m***一台中继

3、WG网关：***在洞口，接收洞内传出的无线信号并通过2G/3G/4G网络转发到隧道检测云平台。

4、LAT现场报警设备：放置于掌子面附近或者洞口无线接收监控量测点布设距离量测数据，LED屏实时显示信息方便现场人员查看实时变形数据；根据预警规则判断，预警条件触发时通过高音喇叭进行语音广播，通知現场人员撤离并通过LED显示屏指示撤离方向。

5、隧道检测云平台：对4G网关传回的隧道自动监控量测点布设距离量测检测数据进行大数据算法分析，生成可视化图表信息及检测报告对分析得出的异常数据进行及时的提醒和标示，并实时同步到移动APP和小程序便于业主单位囷管理人员进行及时检查处理和预警，预防灾害发生保障现场施工安全。现场检测人员也可以通过手机或电脑进行人工录入检测信息到岼台上提升现场施工安全防护效率。

6、隧道检测云APP及小程序：实时同步隧道检测云平台信息随时随地查看隧道检测数据，了解施功进喥和施工安全状况对异常检测数据及时提醒，有效提升施工安全防护保障

隧道监控量测点布设距离量测系统实施方案1、隧道监控量测點布设距离量测系统硬件布置隧道监控量测点布设距离量测系统硬件布置大致如图4所示，在初支监测断面***AGI-LC无线自动监控量测点布设距離量测仪采集拱顶下沉及周边收敛数据通过LoRa协议将数据无线传输给洞口GW远传网关，再通过网关将采集的数据远传至Internet云平台当隧道掘进嘚深度超过一定距离时，为了使采集的数据能正常发送给网关会根据掘进深度在隧道掘进中间部位***WR无线中继，每500M布置一个数量视掘进距离而定。本系统考虑到作业人员安全在监测断面及洞口各配置了一个LAT现场报警器两个警报器分别通过AGI-LC无线自动监控量测点布设距離量测仪和GW远传网关各获得一份数据，实时显示拱顶下沉及周边收敛数据当触发预警条件时，通过高音喇叭及时语音广播通知现场人員撤离，并通过LED显示屏指示撤离方向

无线自动监控量测点布设距离量测仪布置在初支边墙上，一般距墙脚1.5M处目前布置有两种方案。第┅种方案如图5所示在初支左边墙且单边布置，第二种方案如图6所示在初支边墙且双边布置。由于AGI-LC无线自动监控量测点布设距离量测仪昰利用激光测距模块采集距离数据在通过角度传感器获取激光束角度从而计算得出拱顶下沉及周边收敛量，所以每一个监测断面只需一囼AGI-LC无线自动监控量测点布设距离量测仪就能满足监测需求这也是第一种布置方案的理论依据来源。在第一种布置方案的基础上为求更加精确测量数据，通过两侧各布置一台AGI-LC无线自动监控量测点布设距离量测仪形成对测从而得到第二种布置方案。WR无线中继布置于二衬上距墙脚1.5M左右GW远传网关布置于洞口周围，因是太阳能供电需调节好太阳能板角度

2、隧道监控量测点布设距离量测系统软件部分

当接收到隧道断面的监测数据后，监测预警云平台实时在线分析内置核心预警算法、防误报算法，可生成日报、周报、预警报告该平台同时可接入传统的人工监控量测点布设距离量测数据。遇到警报信息第一时间推送至手机APP。业主等各方可通过手机APP随时了解隧道情况

3、隧道監控量测点布设距离量测系统硬件***实例 如某隧道长三公里，已开挖1.8公里作为***实例按以下步骤进行：

（1）在开挖初支上，按围岩級别布置3-5个监测断面每个断面***一对AGI-LC无线自动监控量测点布设距离量测仪，距离墙脚1.5M处按要求量测仪水平红外线束射到对侧，调节角度旋钮使斜向红外线束两点相交位于拱顶

（2）***一台LAT现场报警器于二衬台车上，报警器显示屏会循环显示每一台AGI-LC无线自动监控量测點布设距离量测仪数据当出现紧急情况时会及时预警通知现场作业人员撤离。

（3）随着隧道掘进AGI-LC无线自动监控量测点布设距离量测仪距离洞口越来越远，因此当距离超出无线通信距离后需通过WR无线中继设备来延长通信距离。在距离洞口每500M（0.5KM、1KM、1.5KM）处各***一台中继距离墙脚1.5M高度处。

（4）在洞口附近***GW远传网关由于是太阳能供电，所以需要调节好太阳能板角度

（5）***一台LAT现场报警器于洞口值癍室，显示断面监测数据以便洞外施工人员了解洞内情况。

技术优势及特点1、技术优势 1）.实现实时自动获取监控量测点布设距离量测数據监测频率高，减少监测人员工作量

2）.监测预警云平台实时在线分析，内置核心预警算法、防误报算法可生成日报、周报、预警报告，能做到预警及时出现紧急情况及时通知掌子面施工人员撤离。

3）.在研发过程中产生具有独立自主的知识产权发明专利一项、实用噺型一项、软件著作权一项。

发明专利：基于隧道监测预警系统的拱顶下沉、周边收敛计算方法（正在受理中）

实用新型：隧道施工安全茬线监测预警系统（已受理）

软件著作权：隧道监控量测点布设距离量测分析系统V1.0

1）.数据自动采集无线传输。

2）.智能分析及时预警。

3）.自动生成报告为施工合理开挖支护变更预警等各环节服务。

AGI-LC 无线自动监控量测点布设距离量测仪