施工监测方案三方 - 图文

哈尔滨万达城万达茂钢结构第三方检测工程

施工监测及健康监测方案

深圳市太科检测有限公司

2014年6月18

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目 录

1、工程概况 ..................................................................................................................................................... 3 2、方案编制原则 ............................................................................................................................................. 4 3、编制依据 ..................................................................................................................................................... 5 4、施工监测的目的 ......................................................................................................................................... 5 5、监测点布置与安装 ..................................................................................................................................... 5 6、监测频率及周期 ....................................................................................................................................... 12 7、监测允许值及预警值 ............................................................................................................................... 12 8、异常情况的应对措施 ............................................................................................................................... 12 9、监测成果提交 ........................................................................................................................................... 13 10、变形监测控制网的建立 ......................................................................................................................... 13

10.1、基准点及监测点的选点 .............................................................................................................. 13 10.2、沉降监测基准点的埋设 .............................................................................................................. 14 10.3、工作基点设置 .............................................................................................................................. 14 10.4、水平位移控制网的测量 .............................................................................................................. 15 10.5、垂直位移控制网的观测 .............................................................................................................. 17 11、施工监测 ................................................................................................................................................. 19

11.1、水平位移监测（自动化与人工方法结合） ............................................................................... 19 11.2、沉降监测（人工） ....................................................................................................................... 20 11.3、挠度监测（人工） ....................................................................................................................... 21 11.4、应力/应变监测（自动）.............................................................................................................. 22 12、健康监测 ................................................................................................................................................. 24

12.1、温度监测 ...................................................................................................................................... 24 12.2、环境监测 ...................................................................................................................................... 25 12.3、代表性结构构件应力/应变监测 ................................................................................................. 25 12.4、支座位移 ...................................................................................................................................... 25 12.5、钢结构的卸载监测 ...................................................................................................................... 26 12.6、沉降观测与健康监测合理结合................................................................................................... 26 12.7、健康监测系统总体框图 .............................................................................................................. 26 13、自动化监测系统设计 ............................................................................................................................. 28

13.1、系统概述 ...................................................................................................................................... 28 13.2、系统电气连接图 .......................................................................................................................... 28 13.3、技术指标 ...................................................................................................................................... 29 13.4、无线数据传输 .............................................................................................................................. 32 13.5、系统安装与调试 .......................................................................................................................... 32

13.5.1、系统安装 ........................................................................................................................... 32 13.5.2、系统初始化 ....................................................................................................................... 33 13.6、远程操作 ...................................................................................................................................... 33

13.6.1、GPRS服务器设置 ............................................................................................................ 33 13.6.2、无线传输设置 ................................................................................................................... 34 13.6.3、远程数据采集 ................................................................................................................... 34 13.6.4、软件界面 ........................................................................................................................... 35 13.7、数据查询及管理 .......................................................................................................................... 36

13.7.1、数据查询 ........................................................................................................................... 36 13.7.2、数据管理 ......................................................................................................................... 36

14、拟对本项目的投入及计划 ..................................................................................................................... 37

14.1、劳动力及机械设备投入计划....................................................................................................... 37

14.1.1、监测组织架构 ................................................................................................................... 37 14.1.2、拟投入本项目的主要人员 ................................................................................................ 37 14.1.3、仪器设备 ........................................................................................................................... 37

15、监测质量、进度保证措施 ..................................................................................................................... 38

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15.1、质量管理体系模式 ...................................................................................................................... 38 15.2、质量责任 ...................................................................................................................................... 39 15.3、质量承诺 ...................................................................................................................................... 39 15.4、检查制度 ...................................................................................................................................... 39 15.5、质量保证措施 .............................................................................................................................. 39

15.5.1、质量保证的基本原则........................................................................................................ 39 15.5.2、准备阶段质量控制............................................................................................................ 40 15.5.3、外业工作质量控制............................................................................................................ 40 15.5.4、内业工作质量控制............................................................................................................ 40 15.5.5、检查工作质量控制............................................................................................................ 41 15.5.6、成果质量评审和审批........................................................................................................ 41 15.6、加强与业主的沟通，及时汇报异常 ........................................................................................... 41 15.7、合同、信息及文档资料管理....................................................................................................... 41 15.8、进度保证措施 .............................................................................................................................. 42

15.8.1、监测方案设计阶段的进度保证 ........................................................................................ 42 15.8.2、监测工作实施阶段的进度保证 ........................................................................................ 42 15.8.3、监测报告编写阶段的进度保证 ........................................................................................ 44 15.9、人员培训与考核管理 .................................................................................................................. 45 15.10、监测报告审查 ............................................................................................................................ 46 15.11、事故分析与处理 ......................................................................................................................... 46 16、健康、安全、环保（HSE）计划 .......................................................................................................... 47

16.1、安全生产责任制 .......................................................................................................................... 47 16.2、加强对监测人员的环境意识教育，严格执行环境管理措施 ................................................... 47 16.3、安全成产措施 .............................................................................................................................. 48 16.4、办公室工作管理 .......................................................................................................................... 48 16.5、防汛防台风措施 .......................................................................................................................... 48

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哈尔滨万达城万达茂钢结构第三方检测工程

施工监测及健康监测方案

1、工程概况

1.1 工程名称：哈尔滨万达城万达茂钢结构第三方检测工程 1.2 工程地点：哈尔滨松北区世茂大道与宏源路交汇处万达茂地块

1.3 建设规模和主要设计特点：哈尔滨万达茂（综合体）位于黑龙江省哈尔滨市松北新区，中原大道以南，世茂大道以北，三环路以西。开挖深度4～10米。规划用地面积约19.25公顷，总建筑面积约36.82万平米，其中地上34.11万平米，地下2.71万平米。

该项目包括室内步行商业街、娱乐楼、超市、室内滑雪场、室内滑冰场、电影乐园等业态。总建筑面积33.7万㎡，各业态面积分别为：商业（室内步行街、娱乐楼）12.08万㎡，电影乐园1.6万㎡，停车楼12.00万㎡，室内滑雪场7.70万㎡，室内滑冰场0.32万㎡。整体平面功能分区与典型剖面如下图所示。

滑雪场钢结构设置两条缝，结构分为三部分：西侧、中部和东侧，如下图所示。其中西侧平面尺寸158mx150m，中部平面尺寸167mx（150m~117m），东侧平面尺寸164mx(117m~90m)，整体结构中线立面高度最低40m（最西端），最高115.3m（最东端）。西侧、中部钢结构分别对应A区、B区的下部混凝土结构。东侧上部结构与下部停车楼与

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超市混凝土结构设缝分开。

2、方案编制原则

1）布设的监测内容及监测点必须满足设计和有关规范规程的要求，同时必须能客观全面反映工程施工过程中结构的变化情况，满足信息化施工的要求。监测项目的布设要相互协调及人工、自动结合，形成可以相互印证的监测体系。

2）监测过程中，采用的监测仪器及监测频率应符合设计和规范要求，能及时、准确地提供数据，满足信息化施工的要求。

3）自动观测仪器的选择及其在建筑物上的布置，必须适应自动化联网和采集系统的统一性。

4）装置必须加以保护，以防可能损害其功能的电磁场等的干扰，自动化监测装置应在竣工后结构使用过程中延续装置的使用功能。

5）系统应有离线输入口。

6）系统要体现当代先进监测技术水平。

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3、编制依据

1) 《工程测量规范》（GB50026-2007）；

2) 《国家一、二等水准测量规范》（GBT12897-2006）； 3) 《建筑变形测量规程》（JGJ8-2007）；

4) 《哈尔滨万达城万达茂钢结构第三方检测工程招标文件》。

4、施工监测的目的

主要目的是通过各项监测值的大小，为安装工程中的各个阶段、主要构件、关键节点提供应力应变及位移监测数据，与设计要求实时对比、分析，为构件受力状态分析提供可靠数据。对可能出现的险情及时预警，做到信息化设计、施工，取得最佳经济效益。

1）及时掌握和提供支护系统变化信息和工作状态。 2）及时进行监测数据分析，以便采取措施，防止事故发生。

4）指导安全施工，修正施工参数或施工工序，验证、修改设计参数。 5）积累区域性设计、施工、监测的经验。

5、监测点布置与安装

监测点布置

根据招标文件，本工程施工监测与健康监测相结合的形式进行，施工监测项有相关监测点施工过程监测完后在健康监测中继续使用。施工监测的对象有施工过程中临时支护及建筑结构构件，监测项有：位移监测、沉降监测、挠度监测、应力/应变监测；各监测项预计工作量见表1、表2：

应力\\应变监测布点数量 表1 分区 位置 巨型框架支座 巨型框架柱 东侧 巨型框架梁 侧面桁架 屋顶 门式刚架柱 中部 门式刚架梁 30 共10榀主传力构件 测点数量 16 32 48 44 33 40 备注 与混凝土核心筒连接 共11榀主传力构件 共11榀主传力构件 共10榀主传力构件 第5页

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门式刚架柱 西侧 门式刚架梁 跨中柱 40 30 4 共10榀主传力构件 共10榀主传力构件 2根柱，柱底和柱顶各布置1个点 合计 317 变形监测布点数量 表2 分区 位置 巨型框架梁柱交接处 巨型框架梁跨中 东区 侧面桁架 屋顶 门式刚架柱 中部 门式刚架梁 门式刚架柱 西侧 门式刚架梁 跨中柱 合计 3 6 3 2 37 主要监测水平荷载下柱的变形 2根柱柱顶各布置1个点 6 3 6 主要监测水平荷载下侧面桁架的变形 屋顶跨中处 主要监测水平荷载下柱的变形 测点数量 4 4 备注 主要监测巨型框架柱的水平变形 主要监测巨型框架梁的挠度 说明：除以上监测内容外应根据施工工艺的设计进行临时支护结构的应力/应变、位移、挠度及其他相应变形的监测。

监测点安装

各监测点应根据监测点布点图对应安装就位。由于我司在现场施工机具较少，且高空处构建位置我司工作人员无法作业，因此本项目监测点、监测传感器的安装需要施工单位配合、协助我司进行。我司提供监测点相应的材料，并由我司技术员进行技术指导，需施工单位为我司提供机械等一些便利。

相应监测点布置图如下：

1）、东侧健康监测应力\\应变布点位置示意图

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【巨型框架支座应力应变监测点（与混凝土核心筒连接）】

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【巨型框架柱布点位置（共计32个）重点布置在柱底与柱顶】

【巨型框架梁布点位置（共计48个）重点布置在梁柱交接处以及悬挑部位】

【侧面桁架布点位置（共计44个）每榀主桁架布置4个测点，共计11榀主桁架】

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【屋顶布点位置（共计33个）每榀屋面主桁架布置3个测点，共计11榀主桁架】 2）、中部健康监测应力\\应变布点位置示意图

【每榀柱布置4个测点，屋面布置3个测点，共计10榀主桁架】

3）、西侧健康监测应力\\应变布点位置示意图

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【柱与梁测点布置位置（每榀柱布置4个测点，屋面布置3个测点，共计10榀主桁架）】

【跨中钢柱测点布置位置（柱顶、柱底共计4个测点）】

4）、变形监测点的布置

对于临时构件位移监测点的部位主要为构件顶部，基于构件顶部各方面工作的操作不方便性，位移观测点在支撑拼装时采用棱镜反光片粘贴于每一道支撑结构的两个相互垂直的侧面，对称的支撑应对称布设，利于判定构件局部变形的和方向。

建筑钢结构位移监测点安装YT-620型倾斜仪，安装时须正确区分正、负值变化与监测方向的对应关系，便于资料分析和正确判定构件位移方向，根据需要，仪器正式使用计算资料中应减去初始值（安装值）---V0

安装示意图见下图：

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【横向测量安装示意图】

【纵向测量安装示意图】

【仪器支架尺寸】

传感器的安装注意事项：

本项目结构施工工艺较复杂，使用机械施工工序较多，传感器元件及导线在施工过程中被施工机具及施工人员破坏的几率较大。因此，在传感器安装时，传感器元件需要

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配备保护箱，导线需用PVC套管进行保护。工程所处地理环境较特殊，常年处于较低温度状态，传感器使用普通导线的情况下容易发生硬化。针对本项目的特性，传感器导线我方将采用耐低温材质导线，以保障自动化设备、系统的正常运行。

6、监测频率及周期

监测频率布置的基本原则是必须在结构安全的前提下，从实际出发，根据业主的要求， 结合本工程的特点，综合各构件的吊装顺序，自始至终要与施工的进度相结合，在 “全面、准确、及时”的原则下安排频率以及监测进程，尽可能建立起一个完整的监测预警系统。

1） 在构件吊装前提前在构件相应位置布设监测点，监测点同构件一同安装就位； 2） 钢结构安装过程中，每天测试一次结构应力及变形； 3） 当施工进度较快时，可以适当加密监测频率；

4） 临时支护结构卸载期间应实时跟踪监测，每卸载一道临时支撑体系应连续对结构应力、变形进行监测；

当监测数据达到报警范围，或若遇到特殊情况，如暴雨、台风或大潮汛等恶劣天气以及其它意外工程事件，应适当加密观测、4小时不间断的跟踪监测直至异常处理结束恢复至正常监测频率。

按招标文件要求，施工监测周期暂定578个日历天（暂定 2014年 6月 1日至2015年 12月 30日）。健康监测工期为万达茂建成后三年。如绝对施工工期与根据前述暂定开工完工日期计算的工期天数不一致的，以绝对施工工期天数为准。

7、监测允许值及预警值

监测变形、应力/应变数据变化允许值及预警值结合构件受力状态由设计给出，按照设计值的80%进行预警，允许值即为设计值。

8、异常情况的应对措施

1) 监测的目的是为了保证监测数据的快速采集、快速处理分析、及时传达发布，从而保证建筑结构的安全，监测数据的分析、快速报警和处置是监测的主要内容之一，监测报警的主要流程如下：

现场监测（包括巡视检查）采集数据，对数据进行处理并初步进行分析，如情况可疑，应及时通知业主及施工单位，并进一步复核验证。

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如监测数据达到预警值应紧急通知各方，暂停施工，分析原因，并启动紧急抢险预案，监测单位配合业主及施工单位进行抢险，直到危险解除可以正常施工为止。

2)在监测过程中如果遇到台风、暴雨等特殊情况时，应加强监测，及时巡查，发现异常情况迅速上报。台风、暴雨过后应及时进行全面监测，如发现监测结果出现异常，及时上报，并增加监测频率。

3)本项目建筑以钢结构为主，有较多的焊接工艺，容易发生应力集中现象，结构变形及应力变化贯穿着整个焊接过程中。当某个点处偏差可能超控时，应调整焊接顺序，及时加以纠编。

9、监测成果提交

1）原始资料的真实可靠是监测工作的生命线，因此监测过程中必须坚持实事求是的原则真实记录现场数据，并保存好原始数据。

2）监测方案在正式进场前提交给设计单位以及监理单位、建设单位确认。监测方案包括监测项目，监测点布置，监测频率，监测结果分析和监测信息反馈等。

3）在钢结构安装期间，每一个工况结束后提交一份监测报告小结。监测报告包括以下内容：时间、天气、测点编号、测点监测数据表、变形曲线图和监测结果分析，为下一步施工提供充分的数据参考。整个监测工作结束7天内提交监测总报告。

4）根据监测工作的可行性，准确性和及时性要求，我司将对现场采集回来的数据进行及时分析整理，并提供监测周报表及监测月报表，并做出月、季、年度结构安全评价信息，结构定期安全信息，结构围护及维修计划。

5）系统建成后运营中，拟采用定期监测，累积数据的方式进行监测。建成后的健康监测中每年每季度采集一次数据，每次采集7 天，将定期通过监测报告和报表的形式向用户提供以下信息：月、季、年度结构安全评价信息、结构定期安全信息、结构维护及维修计划建议信息。突发情况（如极端灾害、天气）随时采集监测信息。

10、变形监测控制网的建立

10.1、基准点及监测点的选点

(1)根据本工程特点，控制网采用甲方提供的国土控制点，我司在使用前进行校核，若控制网各点位误差符合国家相关规范要求，我司即使用此控制网的数据。若控制网各点位误差偏离规范要求，我司对控制网数据进行平差改正原有控制网数据后再使用此控

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制网。控制网在使用期间宜每个月对其复核一次。

(2)监测点应根据理论分析计算结果，合理布置测点，布置原则为在施工过程中，杆件应力最大、应力变化突出及结构变形特征点的位置。其次，在施工关键节点处布置测点。临时支护体系的监测点应根据支护结构的安装及卸载先后顺序将监测点适当调整至受力关键部位。

10.2、沉降监测基准点的埋设

由于测区内条件限制，沉降监测基准点埋石应该采用水泥标石加固标志。并在标志上面用红油漆填写点号，埋设位置应选择在便于施工施测，利于保护且不受施工影响的区域。沉降监测基准点埋设规格和示意图如下：

························································································

图B.2.1 二、三等平面控制点标石埋设图 （单位：cm）图1沉降监测基准点标石埋设图(cm)

图B.2.2 一、二级平面控制点标石埋设图 （单位：cm）

图2构件底部沉降监测点标志图 图3使用反光片位移、沉降、

挠度监测点标志图

10.3、工作基点设置

导线的长度会影响到测试的结果。为了达到测试效果和成本的最佳结合，工作基点

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应设置在尽量靠近测点的地点，工作基点应定期与基准点联测。 10.4、水平位移控制网的测量

本项目的水平位移控制网及监测点观测均按《工程测量规范》GB50026-2007二级水平位移监测网技术要求观测，其主要技术要求见表3：

观测主要技术指标及要求 表3

序号 1 2 3 4 5 6 7 项目 水平角观测测回数 测角中误差 测边相对中误差 每边测回数 距离一测回读数较差 距离单程各测回较差 气象数据测定的最小读数 指标或限差 6 0.5秒 ≤1/100000 往返各4测回 1毫米 1.5毫米 温度0.2摄氏度，气压50帕 基准点观测采用导线法，使用高精度的测量仪器，按相应技术规程作业，容易达到监测精度要求。

将所布设的水平位移观测基准点及测站点组成闭合导线或附合导线（网）形式。导线测量采用索佳CX-101型全站仪，测角精度±1”，测距精度1mm+2mm×10-6D。可按下式估算导线相邻点的相对点位中误差：

22MIJ??MT?MU （1）

MT??1?ST （2）

MU??m??\?S （3）

式中：S——导线平均边长；

m?——测角中误差（″）；

1T——测距相对中误差（mm）。

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按导线平均边长60米，测角中误差1.41”，测距6测回，测距中误差为0.4毫米，于是得到观测基准点相邻点的相对点位中误差

Mij为0.56毫米。

监测点水平位移观测根据现场条件，一般采用极坐标法。

在选定的水平位移监测控制点上安置全站仪，精确整平对中，后视其它水平位移监测控制点，测定监测点与监测基准点之间的角度、距离，计算各监测点坐标，将位移矢量投影至垂直于结构一侧面的方向，根据各期与初始值比较，计算出监测点向构件连线方向的变形量。

2m??2Mij??0.8mm按极坐标法监测水平位移监测点中误差为：，满足监测精度要

求。

观测注意事项如下：

①对使用的全站仪、觇牌应在项目开始前和结束后进行检验，项目进行中也应定期进行检验，尤其时照准部水准管及电子气泡补偿的检验与校正；

②观测应做到三固定，即固定人员、固定仪器、固定测站；③仪器、觇牌应安置稳固严格对中整平；

④在目标成像清晰稳定的条件下进行观测； ⑤仪器温度与外界温度一致时才能开始观测；

⑥应尽量避免受外界干扰影响观测精度，严格按精度要求控制各项限差。 控制点观测采用导线测量方法，监测点采用极坐标法观测，使用莱卡TS02全站仪进行观测。全站仪外业观测时的注意事项：

a、仪器严格整平对中。

b、观测过程中，作业人员既不能自行离开测站点，注意保护仪器。 c、严格按照操作规程和使用说明书操作，确保仪器安全。 d、观测结束后先切断电源，再拆卸仪器。

外业观测应记录下列内容：测站名、测站号，观测数据（电子数据要及时存盘） ，观测日期，观测天气。

外业观测各项记录，应按规定现场记录，字迹清楚、整洁、美观；观测记录不得涂改、转抄；外业观测结束后的各项记录应及时输入计算机。

将外业所测数据输入计算机进行平差，平差采用简易平差法。

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10.5、垂直位移控制网的观测

水准网观测采用几何水准测量方法，使用索佳SDL-30型电子水准仪进行观测，采用电子水准仪自带记录程序，记录外业观测数据文件。仪器型号及主要技术指标见表4： 水准网观测仪器及主要技术指标 表4

序号 仪器名称及型号 仪器照片 主要技术指标 1 索佳 SDL-30 配套LD12铟钢尺 标称精度不低于0.4mm/km

图5 现场观测实景图

垂直位移控制网观测按《工程测量规范》GB50026-2007二等垂直位移监测网技术要求观测，其主要技术要求见表5：

垂直位移基准网观测主要技术指标及要求 表5

序号 1 2 项目 相邻基准点高差中误差 每站高差中误差 限差 0.5mm 0.15mm 第17页

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3 4 5 6 7 8 往返较差及环线闭合差 检测已测高差较差 视线长度 前后视的距离较差 任一测站前后视距差累计 视线离地面最低高度 ±0.3n毫米（n为测站数） ±0.4n毫米（n为测站数） 30m 0.5m 1.5m 0.5m 观测采用闭合水准路线时可以只观测单程，采用附合水准路线形式必须进行往返观测，取两次观测高差中数进行平差。观测顺序：往测：后、前、前、后，返测：前、后、后、前。

根据使用仪器索佳SDL-30型的精度是每公里偶然中误差为0.4mm，同时考虑本工程监测点是按照三等垂直位移监测精度进行观测，其视线长度≤50m，一般附合路线线路长约1km左右，采用该仪器按本观测方案可以达到垂直变形监测要求。

观测注意事项如下：

①对使用的电子水准仪、条码水准尺应在项目开始前和结束后进行检验，项目进行中也应定期进行检验。当观测成果异常，经分析与仪器有关时，应及时对仪器进行检验与校正；

②观测应做到三固定，即固定人员、固定仪器、固定测站；

③观测前应正确设定记录文件的存贮位置、方式，对电子水准仪的各项控制限差参数进行检查设定，确保附合观测要求；

④应在标尺分划线成像稳定的条件下进行观测； ⑤仪器温度与外界温度一致时才能开始观测；

⑥数字水准仪应避免望远镜直对太阳，避免视线被遮挡，仪器应在生产厂家规定的范围内工作，震动源造成的震动消失后，才能启动测量键，当地面震动较大时，应随时增加重复测量次数；

⑦每测段往测和返测的测站书均应为偶数，否则应加入标尺零点差改正； ⑧由往测转向返测时，两标尺应互换位置，并应重新整置仪器；

⑨完成闭合或附合路线时，应注意电子记录的闭合或附合差情况，确认合格后方可完成测量工作，否则应查找原因直至返工重测合格。

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水准网的平差计算采用我院编制的控制测量一体化平差软件进行严密平差计算，计算中平差软件自动组网，自动生成平差路线图；自动输出平差成果及精度评定。根据给定路线计算环线或附合路线的闭合差。

11、施工监测

11.1、水平位移监测（自动化与人工方法结合）

对于临时支护体系水平位移监测使用索佳CX-101型全站仪人工进行观测，临时构件监测点在支护体系下载后自动报废。对于建筑结构构件采用YT-620型固定倾斜仪（传感器）进行自动化监测，结构位移监测点在后期运营过程中延续使用，纳入自动化监测系统内。

临时支撑结构位移监测使用全站仪采用极坐标法进行人工监测，用全站仪测各观测点坐标，将本次坐标与初测坐标或上次坐标之差求出，即得到本次位移及累计位移，初始值取连续两次观测值的平均值。

1)观测前，进行边长检查和方向检查后，方可进行水平位移观测。 2)仪器对中误差观测点对中误差控制在1mm之内。

3)外业观测数据用TS02全站仪自动记录，直接传入计算机，进行数据处理。 使用全站仪观测位移数据计算:

xi=x0+sicosαi yi=y0+sisinα

i

式中：xi 、yi 为变形监测点的坐标；αi为观测的角值； Si为工作基点至测点的距离，mm；i=1??n。 第i次水平位移：△Si=

22（[xi?xi?1）?（yi?yi?1）]

建筑钢结构构件位移监测使用YT-620型固定倾斜仪（传感器）进行自动化监测，利用XJ300Z型CH1-CH6主采集箱进行组网测量，自动采集。

YT-620型固定倾斜仪观测位移数据计算： 一般计算公式：

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Si=L×Sinθ

式中：si-为本监测点地i次测量时在铅垂线方向的偏移量（单位mm） L为本传感器轴线长度 11.2、沉降监测（人工）

沉降监测采用索佳SDL-30型电子水准仪配套LD12铟钢尺进行观测。

构件底部沉降点采用L型沉降观测表示焊接于设计监测点位置，观测标识应留有足够的裸露长度，预防装饰施工将观测标识包裹或覆盖，并喷涂防锈保护油漆。

监测点按《工程测量规范》GB50026-2007三等垂直位移监测网技术要求观测，主要技术指标及要求见表6：

监测点观测主要技术指标及要求 表6

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 项目 监测点与相邻基准点高差中误差 每站高差中误差 往返较差及环线闭合差 检测已测高差较差 视线长度 前后视的距离较差 任一测站前后视距差累计 视线离地面最低高度 限差 1.0mm 0.30mm ±0.6nmm（n为测站数） ±0.8nmm（n为测站数） 50m 2.0m 3m 0.3m 为提高初始值的可靠性，沉降观测首次观测时，观测次数为往返各一次。观测顺序为后、前、前、后。从第二次观测开始，按单程进行观测。

每次观测前，均须对水准观测的仪器进行i角检查，水准观测仪器i角不得大于10″。并必须遵守以下规定：

1)首次观测前要对水准仪、水准尺等仪器设备按照有关测量规程规定进行必要的检验。

2)开始作业前或改变作业环境时(如温差变化较大)，需要将仪器在作业场地架设20

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分钟后，使仪器与外界气温趋入一致，方可进行观测。观测时，采用测伞遮挡阳光。

3)在雨天、大风天气或成像剧烈跳动时，应该停止观测。

4)在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，使其中两脚与水准路线的方向平行，而第三脚轮换置于路线方向的左侧和右侧。

5)同一测站上观测时不得两次调焦。 6)每测段的测站数应为偶数。

7)尽量采用相对固定测量作业人员、固定仪器设备、固定测站数的“三固定”办法，从而提高沉降观测的精度和进度。仪器架站和立尺点的位置应该避开有危险的地方，如塔吊附近、脚手架下面等处；避开震动源，如空压机、搅拌机、卷扬机等。

监测时通过测得各测点与水准点（基准点）的高程差ΔH，把第一次观测的测点高程作为起始值，以后每次测得高程与前一次进行比较，可得到各监测点的标准高程Δht，然后与上次测得高程进行比较，差值Δh即为该测点的沉降值。即：

ΔHt(1，2)=Δht(2)-Δht(1)

初始值的高程采用往返测的方式，取其中数作为初始值。 11.3、挠度监测（人工）

本监测项监测方法同以上“沉降监测”，监测原理为差异沉降法，通过某构件两端基础的沉降差进行计算此构件的挠度。

挠度值及跨中挠度值应按下列公式计算： 1）

挠度值?d应按下列公式计算

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2） 跨中挠度值?dc应按下列公式计算：

11.4、应力/应变监测（自动）

应力监测采用XJ-YX表面应变计，可融入自动化监测系统。

XJ-YX技术参数

型号 规格（mm） 尺寸 规格 参数 性 能 参 数 尺寸 规格 仪器标距Lmm 有效直径dmm 端部直径Dmm 压缩με 拉伸με 10 100 XJ-YX-09、XJ-YX-10、XJ-YX-13 15 150 22.5 33 0～1200、0～1800 0～800、0～1200 -25～+60 ±0.1 波纹管、钢结构 ≤0.02 ≤1.0 25 250 工作温度（℃） 测温精度（℃） 结构状态 分辨力%F.S 综合误差%F.S 表面应变计安装采用焊接方式安装于构件设计监测点处，将安装座从应变计上卸下，调节调节螺母，使应变计初读数调节到2200-2230με，将安装座焊接到钢结构的表面，两个安装座的中心距为128mm（可用专用安装工具定位），将应变计装入安装座内并用螺

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母拧紧。（螺母拧紧时要对照读数是否在初读数的范围内），待应变计读数稳定后（至少12个小时以上），松开调节螺母，松弛3分钟，开始读取初始数，在上述各步工作完成后，根据实际需要而行定安装好保护罩 (根据实际情况用胶粘贴或点焊都行)，读取初始数，登记好每个测试点安装的应变计编号，并保存好记录资料。

安装就位后应采取与位移传感器一样的保护措施进行保护。临时支撑构件应力监测点自临时支撑体系卸载完后取消对支撑构件的应力监测，传感器元件随支撑构件一同拆卸后回收重新标定可再利用。

【表面应变计安装示意图】

利用XJ300Z型CH1-CH6主采集箱进行组网测量。

【XJ300Z主采集器外形图】

一般计算公式如下

ε=K(Fi-Fo)+B

式中：ε-为应变计的应变量（με） K-应变计的标定系数（με/F） Fi-应变计实时测量模数值；

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Fo-应变计基准模数值。 B-应变计的计算修正值（με）

如需温度补偿，上述公式即为：

ε=K(Fi-Fo)+b(Ti-To)+B b-应变计的温度修正系数（με/℃）

Ti-应变计的实时测量温度值 To-应变计的温度基准值

12、健康监测

万达茂滑雪场钢结构跨度大，结构形体及结构受力复杂。为高效、实用、科学、系统地为滑雪场建成后的运营养护维修决策提供技术支持，要求系统定期采集数据，分析结构运行随时间增加和产生的累积效应以及遇到突发事件时根据数据分析结果给出结构的状态，可以协助滑雪场管理人员掌控滑雪场钢结构及其支座处监测构件的力学指标及其变化情况，要求系统针对滑雪场运营环境和结构特点编制管理软件，以方便滑雪场的管理运营单位按照系统既定的监测内容掌握结构的整体健康状况。以期定期分析滑雪场钢结构整体内力状态变化趋势，建立滑雪场钢结构屋盖全寿命期的数字化和信息化档案，科学、合理地协助滑雪场的管理和养护。

哈尔滨万达茂滑雪场在运营阶段健康监测项目包括：温度监测、环境监测、代表性结构构件应力/应变监测、支座位移监测、钢结构的卸载监测等。 12.1、温度监测

钢结构在服役期内受环境温度的影响非常大，温度的变化会导致结构的整体变形过大，结构局部杆件受力情况发生突变，从而影响结构的整体受力状态。

温度监测的主要目的和作用是：

（a）给出哈尔滨万达茂滑雪场钢结构关键部位的不同时期温度监测结果；分析监测结果，进行历史趋势对比，得出温度影响最大的时间段，并对这一时间段内结构的变化进行重点监测。

（b）分析温度监测数据，得到结构关键部位杆件因温度引起的应变，得出温度变化（温差）预警值，对钢材发生冷脆破坏有一定的预测作用；

（c）利用温度监测结果修正监测的应变，完成温度补偿。

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12.2、环境监测

风载荷是滑雪场主要载荷之一。有必要对典型方位进行风速和风向测量。 温度监测包括环境温度和结构温度。环境温度监测点与风环境监测点相结合。结构温度监测点与结构应变监测点相结合，以获得结构的温度分布，并为结构应变提供温度补偿。

环境温度和风荷载监测点如图4所示，共计8个点监测点。

【风载荷与环境温度监测点布置图】

12.3、代表性结构构件应力/应变监测

结构应力是判断结构安全最直接的指标，结构亚健康状态往往将导致应力超限或应力异常重分布，所以对于应力的异常变化应给予足够的重视，并结合结构服役期间的环境、振动、变形等其它监测结果来综合判定结构状态是否处在安全及可控的范围。

结构应力/应变监测主要目的和作用是：

（a）与设计应力对比，直接判断测试位置应力是否处于安全水平，并进行安全预警； （b）校核结构模型，修正损伤识别的结果，以确定钢结构的损伤程度和健康状态； （c）在风荷载、雪荷载和温度荷载作用下，应变的变化规律，确定出该结构的控制荷载，必要时进行预警；

（d）根据监测数据，也可以分析钢构件锈蚀情况，确定结构整体的健康状态。 12.4、支座位移

支座监测的主要功能和目标是：与设计位移限值对比，防止卸载后结构发生过大的支座位移变形。过大的支座位移导致上部屋盖结构局部发生过大应力和变形而使结构局部破坏。

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12.5、钢结构的卸载监测

大跨度钢结构的卸载是去除施工中临时支承和施工支承胎架的过程。在这一过程中，结构的自重逐步由结构设计支承承担，是结构体系逐步转换过程。在卸载过程中，结构本身的杆件内力和临时支撑的受力均会产生变化。卸载时，既要确保安全、方便施工，又不能改变设计意图，对构件的力学性能产生较大的影响。为了保证卸载时相邻支撑胎架的受力不会产生过大的变化，同时保证结构体系的杆件内力不超出规定的容许应力，避免支撑胎架内力或结构体系的杆件内力过大而出现破坏现象，保证结构体系可靠、稳步形成结构，因此，卸载过程的监控十分重要，是确保施工安全和结构卸载安全的重要措施，近些年，国内已建大跨度场（馆）在施工卸载过程中都进行了卸载监测，如国家体育场（鸟巢）、国家游泳中心（水立方）等场馆。

健康监测系统结合滑雪场卸载施工模拟过程，确定卸载时结构的关键杆件，可以提供关键杆件应力/应变的数据支持，监测关键杆件的应力/应变的变化（包括施工过程中受拉的杆件，在卸载时出现受压的情况），并提供预警，保证结构体系的杆件内力不超出规定的容许应力，避免支撑胎架内力或结构体系的杆件内力过大而出现破坏现象。 12.6、沉降观测与健康监测合理结合

沉降观测与健康监测的结合需要业主联系沉降观测单位提供详细地的沉降观测数据。根据施工方提供的沉降观测数据，可以进行计算模型的有限元分析，给出由于沉降而引起的结构杆件内力的变化情况，并与监测数据对比，得出沉降对结构的影响，并将分析结果提供给业主和施工方，以便于采取必要的措施。 12.7、健康监测系统总体框图

针对系统所需要满足的功能和目标，确定哈尔滨万达茂钢结构监测系统的子系统和功能模块包括：1）传感器子系统；2）数据采集、传输、存储子系统；3）运营健康安全评定和预警子系统；4）数据管理中心子系统。

哈尔滨万达茂钢结构健康监测系统流程图以及总体方案如图2 及图3 所示。 整个系统的流程为：

1、数据采集系统采集传感器子系统拾取的数据，通过数据传输系统将数据传输现场采集站，采集站接收数据后，首先对数据进行判断和预处理，并存入数据管理中心；

2、数据管理中心的安全评定系统调用数据管理中心的数据，进行结构安全性与舒适

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性评定；

3、安全评定的结果通过可视化技术在监控中心的监视器上实时显示，在特殊状态下进行预警，并把安全评定的结果存入中心服务器的数据库中；此外，中心服务器内数据库的数据可以通过局域网将有关的结果传输到业主。

健康监测系统建成后，拟采用定期测试，累积数据的方式进行监测。建成后的系统每年每季度采集一次数据，每次采集7 天，将定期通过监测报告和报表的形式向用户提供以下信息：月、季、年度结构安全评价信息、结构定期安全信息、结构维护及维修计

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划信息。突发情况（如极端灾害、天气）随时采集。

13、自动化监测系统设计

传统的读数设备，功能单一，往往一种设备只对一种传感器适用。读数用指针显示或数字显示，要用人工控制选点开关，用纸和笔记录；先进一些的可以用微电子存贮器存贮读数，但对数据读取的整个过程还要依赖于人工的操作，工作效率低、处理速度慢。一般用这些设备只能每天对被测对象进行有限次数（一般一天数次）的读数。所得的数据是断续的，只表示监测对象在该读数时刻的“状态”，对一些变化较快或险情发生时刻无法掌控的监测对象进行监测时难免会有失误，而失去了宝贵的抢险时机以致造成巨大损失。故对于特殊有相当难度的工程及要求数据连续的项目最好采用全自动监测系统以提供连续的监测数据 。

自动监测系统有操作安全（可远离施工现场及传感器安装点）、工作效率高（可“分、秒级采集” ）、数据准确（采集瞬时无人为误差）的显著优点，已在国内外的许多岩土工程和结构工程中得到了广泛而成功的应用。

考虑到本工程的特殊性要求，在本方案的监测设计中引入自动化监测系统并和常规人工监测结合，利用先进的计算机通讯技术，构成一个完整而有效的监测系统。

自动数据采集设备选用XJ300多功能数据采集系统。 13.1、系统概述

XJ300多功能数据采集系统是针对野外恶劣地质状况监测而开发的智能型多功能数据采集系统。本系统采用模块化设计，充分利用现代微电子技术将各功能模块高度集成，并采用ZigBee无线组网技术，传输方式方便有效，其通用性和扩展性较强，可靠性好。该系统测点数量多 (一台XJ300Z采集器可配接最多9台XJ300K采集器，每台采集器有64个测点，共计640个测点)，自动化程度高，配置方式灵活(可配接热敏电阻传感器、钢弦传感器、频率输出传感器、电压输出传感器、电流输出传感器)，可测电阻信号、钢弦信号、电压和电流信号，通过配套软件调节通道属性，XJ300Z采集器(主控箱)内带温湿度及电池电量检测传感器。

选配GPRS/CDMA无线数据传输模块，可以方便快捷的组建大型土工监测网络。 13.2、系统电气连接图

XJ300Z采集器+ XJ300K采集器系统网络分布连接图如下：

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【XJ300Z采集器+ XJ300K采集器采用ZigBee无线通讯系统配置连接图

(距离<1000m)】

13.3、技术指标

XJ300Z主采集器 采集信号分量：

热敏电阻信号(Pt100、Niket120、Pt1000、NTC/PTC热敏电阻、PN结温度传感器)，电压信号和钢弦信号。主/扩采集器自带环境温湿度检测传感器，每次采集时自动采集箱内温湿度值。

通道数：

标准配置64个通道，非标准配置16、32、48个通道。 热敏电阻信号，50.0～5000.0Ω； 电压信号，量程为±10V；

钢弦信号，采集频率范围为0.8～5kHz。 通道属性：

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软件或采集仪面板设置通道属性，采集热敏电阻信号、电压信号、钢弦信号。 信号输入接口：

采用四个20芯航插作为CH1-CH63通道的信号输入接口。 测量精度：

电阻信号，±0.05％； 电压信号，±0.05％； 钢弦信号，±0.05％。 系统采样速率：

热敏电阻信号， >2通道/秒；电压信号、钢弦信号，>1通道/秒。 数据存取方式：

A.USB现场取数（电脑或U盘）。 B. GPRS/CDMA无线数据传输，远程取数。 定时参数设置：

定时参数，可通过USB本地、远程设置。 无线传输参数设置

无线传输参数，通过USB本地、远程设置。 工作温度： -45℃～80℃。 工作电源：

+12VDC，铅酸蓄电池或太阳能电池板供电。 仪器箱规格：

仪器箱尺寸为250×210×90mm，防护等级IP64。 存储功能：

系统所有配置参数、采集数据均存于采集仪的内存中，保证断电时数据不丢失。 接线定义：

XJ300Z主采集器上侧面板

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【XJ300主采集器上侧面板】

◆ 电源：

二芯接头，仪器供电端。

①，推荐+12V DC电源，VMAX≤14V ②，电源地 ◆ 通讯：

六芯接头，控制扩展采集器与主采集器通信（①②）及电源（④⑤）。 ①，RS485A(+)； ③，空；

⑤，远程控制输出负； ◆ 数据：

USB口，连接U盘或电脑取数。 ◆ GPRS：

SMA接头。用于连接无线数据传输系统的外置天线。 ◆ ZigBee（选配）：

SMA接头。用于连接内置ZigBee模块的外置天线，与扩展箱进行通讯。 ◆ 接地：

单孔接头。用于仪器内置无线传输模块的地线与大地连接，防雷击。 XJ300软件功能：

（1）原始数据统计分析、归一化处理。 （2）异常数据报警。

（3）时间-工程量的曲线绘制。

本地采集功能，配套上位机软件可采集数据、导入数据、导出数据，查看数据、查看曲线；数据中心软件可设置定时器、采集数据、导入数据、导出数据，查看数据、查

②，RS485B（-）； ④，远程控制输出正； ⑥，空

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看曲线。

13.4、无线数据传输

线数据传输系统是连接远程客户端和数据采集仪的重要设备，置于采集仪内部。使用时，通过SMA接头与外置天线连接进行无线通讯。

无线数据传输系统采用专业的信号处理和传输模块，通过GPRS/CDMA网络实现用户与采集仪之间进行相互通讯，使用户不用亲临现场就可随时随地掌握各监测点信息，方便快捷，省时省力。通过菜单栏本地操作—设置—下位机GPRS设置。身份识别是指用于无线发射开通GPRS服务手机卡号。 13.5、系统安装与调试

本系统采用定时器定时自动采集以确保低功耗。定时器时刻及日期，可通过软件设定。

13.5.1、系统安装

XJ300Z采集器定时器实现定时开启系统电源功能；XJ300Z采集器既完成自身数据自动采集，又协调本系统扩展采集器按设定程序自动工作，所有采集数据均存于XJ300Z采集器内存中；扩展采集器仅完成数据采集工作。

无线数据传输通过天线接口完成数据的无线传输工作。

系统采用直流供电，系统安装连接如下图，详细接线方法请参照前述仪器面板的“接线定义”。

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【XJ300Z(主采集器)+XJ300K(采集器)系统安装接线图】

13.5.2、系统初始化

系统连接好后，打开仪器箱电源。根据现场工况，由计算机软件对数据采集仪进行初始化，其中包括：

定时器设置

数据采集仪自带一个时钟，可通过软件设定采集时间。设置方法详见软件说明相关章节。

USB接口

连接数据线，打开软件，开启电源可与采集仪通信。如不能正常连接，1、查看是否安装USB 软件驱动，2、电脑启用的COM口与软件COM口是否一致（可在安装目录下的BasicConf中修改COM口）。

无线传输串口设置

进行无线数据传输前，应先进行串口设置。 13.6、远程操作

13.6.1、GPRS服务器设置

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【远程GPRS服务器设置】

对GPRS服务器进行设置。

第一步：设置服务IP，网线或者路由器正常连接的网卡IP。 第二步：设置服务端口号。 点击确定，设置完成。 13.6.2、无线传输设置

XJ300Z上位机软件和仪器正确联机后，选择本地操作->设置->下位机GPRS设置，进入以下界面：

【无线传输设置】

13.6.3、远程数据采集

【远程数据采集】

1) 数据导入

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【远程数据导入】

同本地操作的数据导入，增加了“选择远程终端编号”，应根据设置的编号进行选择。 2) 手动采集

【远程手动采集】

同本地操作的手动采集，增加了“选择远程终端编号”，可以根据设置的编号进行选择。

13.6.4、软件界面

【软件界面】

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13.7、数据查询及管理 13.7.1、数据查询

可方便直观的查询已有的原始数据，且可以一键导出到word文档。

13.7.2、数据管理

配合XJ300数据采集仪，通过工程，断面，孔号，测点等信息设置，达到数据中心统一管理各仪器采集的数据。

以下为工程配置界面：

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14、拟对本项目的投入及计划

14.1、劳动力及机械设备投入计划 14.1.1、监测组织架构

项目经理 项目副经理 项目顾问

安全主任 施工负责人 监测组 质量监督员 14.1.2、拟投入本项目的主要人员

根据项目特点等具体情况，本项目计划投入主要人员如表1：

拟投入本项目人员情况表 表1

姓名 刘立兵 性别 男 年龄 35 从事专业 工程测量 技术职称 高级工程师 高工、注册岩土工程况卫东 何北国 曲烨炜 胡 飞 李 波 田振冬 吴晓忠 男 男 男 男 男 男 男 49 35 33 26 25 40 24 岩土工程 师 工程测量 工程测量 建筑工程技术 工程测量 / / 高工 高工 助工 技术员 技术员 技术员 项目副经理 安全主任 施工技术负责 监测组 质量监督员 安全监督 项目顾问 职务 项目经理 14.1.3、仪器设备

根据项目监测工作内容及监测要求，详细的仪器设备投入计划见下表2：

拟投入本项目主要监测设备表 表2

序号 1 设备名称 全站仪 CX-101 型号规格 索佳1 日本 2014-06-01 1\，1+2ppm 数量 国别产地 出厂日期 备注 第37页

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索佳2 水准仪 SDL-30 正弦式频率读数3 仪 根据工4 5 6 反光片 表面应变计 倾斜仪 多功能数据采集7 系统 8 9 采集器 电脑 XJ300Z G45 10 1 国产 联想 预定 2012-5-6 / / XJ300 1 国产 预定 / / 程需要 XJ-YX-09 YT-620 要 650 根据需国产 预定 0.1mm 国产 预定 0.1kN 国产 / 1mm XP02 1 国产 2011 0.1Hz 1 美国 2010-8-3 ±0.4mm/1km 15、监测质量、进度保证措施

15.1、质量管理体系模式

我公司已通过了ISO9001：2000质量管理体系认证，建立了以过程为基础的质量管理体系，制定了明确的质量目标、质量方针及质量管理规定。质量管理工作和质量要求严格遵循ISO9001：2000质量管理体系原则，质量管理已经步入了规范化、程序化的轨道。本项目的质量管理将严格按照ISO9001：2000的要求，将日常生产管理与ISO9001：2000质量管理体系结合起来，制定切实可行的质量计划、施测方案。严格控制作业中每一过程、每一工序的质量，保证提交的每一项测绘成果符合有关规范及业主要求。

质量管理体系模式以过程为基础，将管理过程中的每一个活动视为一个过程，管理模式见下图。

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【以过程为基础的质量管理体系模式】

15.2、质量责任

根据质量要求，制定质量职责，让参与作业的每一个员工都明确自己的质量责任，在作业中自觉按照质量要求完成自己的工作，以工作质量保证产品质量。 15.3、质量承诺

坚持“产品求精，顾客满意”的质量宗旨和方向，以先进高效的技术手段，高度负责的态度，向业主提供高质量的监测产品和服务。质量承诺如下：

1）提交的资料成果必须满足法律、法规、标准、规范以及业主的要求； 2）监测成果的合格率100%，其中优良率90%以上； 3）对监测成果质量终身负责。 15.4、检查制度

质量检查严格执行“两级检查，一级验收”的监测产品检查验收制度；在作业小组自检基础上，项目部检查（队级检查），过程检查的内业检查率100%，外业检查率100%，院级检查对项目组提交的资料进行100%内业审核和不少于10%外业抽查。确保最终向业主提供的成果符合要求。 15.5、质量保证措施 15.5.1、质量保证的基本原则

1）质量第一原则。质量第一是任何工程质量控制必须遵循的原则。不符合质量要求的工程，没有任何使用价值，数量和进度都失去意义。因此，必须认真研究质量和数量、质量和进度之间的关系，坚持好中求多，好中求快，好中求省。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2wl7.html