铁路工程指挥部监控量测方案

1、中铁十九局集团天平铁路工程指挥部 监控量测方案目 录一、 编制依据 1二、 工程概况 1三、 工程地质和水文地质条件 1四、 监控量测的目的 2五、 监控量测的设计 31.监测内容32.监测项目33.施工监测方法64.量测断面间距及量测频率85.监控量测项目的管理基准96.量测数据分析与预测107.监控量测管理体系的保证措施118.量测数据发生突变的处理对策12 附: 1.主要监测仪器设备一览表2.监控量测流程图一、编制依据、天平铁路隧道施工图设计文件、新建铁路工程测量规范(tb 10101-99)、铁路隧道施工规范（tb10204-2002）4、国家三角测量规范（gb/t17942-2000

2、）5、国家一、二等水准测量规范（gb12897-91）6、铁路隧道喷锚构筑法技术规范（tb101082002）7、天平铁路隧道地形地质调查资料二、工程概况2.1本标段位于甘肃省东部天水和平凉两市境内，地处陇海线以北、宝中线以西，呈东北-西南走向。线路由陇海铁路天水站直通场东端引出，东北向行经清水、张家川两县，穿越关山、六盘山至华亭县城东南7km，引入华亭煤业集团有限公司专用线设华亭站，并经安口南工业站引入宝中铁路安口窑站，北行至平凉，跨越两市三县。隧道44.936km/14座（其中特长隧道32.29km/2座）三、工程地质和水文地质条件3.1工程地质本线途径地区历经北秦岭褶皱带、六盘山褶皱带、

3、鄂尔多斯地台三个大地构造单元，多种构造交叉穿织，复合叠置，褶曲、断裂较为发育，主体构造走向以北西向为主，与当地山脉走向基本一致。另外受多种区域构造复合穿插作用的影响，沿线途经地区断层较发育，岩浆侵入面积广。本标段对线路有影响的主要断层有通威-清水断层、庄浪-固关断层、湾湾河断层及六盘山东麓断层。沿途经过地区内特殊岩土主要为湿陷性黄土、膨胀岩土和软弱地基三大类。关山隧道穿越中等富水区，属水害严重隧道， 六盘山隧道穿越3条断裂带（约1200m）、2条不整合接触带，岩体性质较差。3.2水文地质条件沿途所经地区属黄河流域、渭河水系；较大支流主要为牛头河、麻庵河、南川河等。本标段经过的主要河流有：天河、

4、付川河、南河、汤浴河及南川河等，均为常年性水流，水量较大。沿线水文地质条件复杂，其类型主要有：渭河河谷松散岩类含水层组，地下水类型为孔隙潜水；北秦岭、关山、六盘山、鄂尔多斯山地基岩类含水层组，地下水类型为基岩裂隙水、承压水、岩溶水。沿线地表水及地下水水质良好，无侵蚀性。3.3地震根据中国地震动参数区划图（gb18306-2001），沿线地震动峰值加速度为0.2g，地震动反应谱特征周期为0.45s,相当与地震基本烈度度。3.4土壤冻结深度隧道经过地区最大土壤冻结深度为0.75m。3.5不良地质及特殊土不良地质灾害及特殊岩土有滑坡、有害气体、涌水以及湿陷性黄土、放射性、岩爆、顺层、落石、膨胀岩等。

5、四、监控量测的目的现场监控量测是在隧道施工过程中，对围岩和支护系统的稳定状态进行监测，为喷锚支护和二次衬砌的设计参数调整提供依据，确定二衬和仰拱的施作时间，把量测的数据经整理和分析得到信息及时反馈给设计和施工，进一步优化设计和施工方案，以达到安全、经济、快速施工的目的。监控量测是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。通过现场监控量测了解围岩、支护变形情况，以便及时调整和修正支护参数，保证围岩稳定和施工安全；提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定二次砼衬砌施作时间；依据量测资料采取相应措施，在保证施工安全的前提下加快施工进度；积累量测数据资料，提高施工技术水平。五、监控量测的设计

6、1.监测内容根据设计文件，施工图纸及相关规范要求，并结合本标段工程的实际情况，拟对工程地质及初期支护状况进行观察、水平净空收敛量测、拱顶下沉量测等进行安全监控量测。各种监测数据应相互印证，确保监测结果的可靠性。2.监测项目2.1 工程地质及初期支护状况观察监测项目量测仪器：采用钢卷尺、地质罗盘，直观或取样试验。量测项目：对围岩和支护作以下观察。及时观察岩性、结构面产状，核对围岩分类。经常检查喷层有无裂损，锚杆有无松动，作好观察和描述记录。按规定取样，并测试出围岩的物理力学性质。每次开挖及初期支护后立即进行。2.2 水平净空收敛监测项目量测仪器： jss30a30数显型收敛仪。布点要求：测点具体

7、位置如图1所示。测 点 示 意 图1 1在隧道每个量测断面各布置一个拱顶下沉点和二条净空水平收敛量测测线。测点布置见“测点布置图1”。量测断面间距：根据规范要求，净空变形量测断面的间距应根据围岩级别，隧道断面尺寸，埋置深度等确定。为掌握各级围岩位移变化规律，应在各级围岩起始段增设量测断面。在洞口及浅埋地段可根据现场实际情况适当增加监控量测断面2.3 拱顶下沉监测项目量测仪器：采用精密水平仪、水平仪、钢尺或测杆等。布点要求：每5-100m设一组断面，每断面设1个沉降观测点，测点应距开挖面2米的范围内尽快安设，并应保证爆破后24小时内或下一次爆破前测读初始值。2.4 地表下沉量测仪器：精密水准仪、

8、塔尺、铟钢尺。布点要求：在洞口上方位置根据实际情况布设12组观测断面，每10-20米设一组断面，每隧道断面宽度3倍范围内至少711个测点。具体施工监测项目见下表1、表2：表1监控量测必测项目序号监测项目测试方法和仪表测试 精 度备 注1洞内、外观察现场观察、地质罗盘2净空变化隧道净空变化测定仪（收敛计）0.1mm一般进行水平收敛量测3拱顶下沉水准测量的方法，水准仪、钢尺1mm4地表下沉水准测量的方支，水准仪、塔尺1mm浅埋隧道必测（h02b）表2监控量测选测项目序号监测项目测试方法和仪表测试精度备 注1地表下沉水准测量的方法，水准仪、塔尺1mmh02b2隧底隆起水准测量的方法，水准仪、塔尺1m

9、m3围岩内部位移多点位移计0.1mm4围岩压力压力盒0.001mpa5二次衬砌接触压力压力盒0.001mpa6钢架受力钢筋计0. 1mpa7喷混凝土受力混凝土应变计108锚杆杆体应力钢筋计0. 1mpa9二次衬砌内应力混凝土应变计0. 1mpa10爆破振动观测爆破振动记录仪临近建筑物11围岩弹性波速度弹性波测试仪注：h0-隧道埋深；b-隧道最大开挖宽度。3 施工监测方法3.1 自然环境(气温、雨水)监测查阅相关资料，根据最近几个历史同期的气候气象情况，预测出在工程施工期间的天气状况，并且及时收听天气预报，合理安排工程进度，防止基坑积水和材料的损坏。3.2 水平净空收敛量测测点布置与拱顶下沉测点

10、布置在同一断面上，每5-100米一组断面，每断面一到两对测点，埋设时保持水平。点位埋设将6圆钢加工成三角形后焊到安装好的钢拱架上，初喷后钩子露出砼面，用油漆做好标记。并挂标识牌及挂钩见图2。 围岩量测牌及挂钩图量测设备jss30a30数显型隧道收敛仪，监测精度+0.01mm。监测方法利用收敛仪测得断面两基点距离的变化，每次连续重复测读三次读数，取得平均值作为本次测点读数。3.3拱顶下沉监测点位布设点位布设原则上按照5-100m设一个断面，每断面3个测点（断面测点布置见图1）。点位埋设在变形稳定的地段引测水准点作为基点，监测点是将6圆钢加工成挂钩焊到安装好的钢拱架上，初喷后钩子露出砼面，用油漆做

11、好标记。量测设备采用索佳b20自动安平型精密水准仪，倒尺，量测精度+0.1mm。监测方法通过对监测点相对于基点高程的变化测定拱顶位移的变化量。3.4地表下沉监测仪器设备采用索佳b20自动安平型精密水准仪，配铟钢尺。沉降点埋设将地表下沉点布设于隧洞洞口中线、浅埋上，每5m-10m一个断面，每断面宽度3倍的范围内至少711个点，监测范围应在隧道开挖影响范围以外。布设一组地表沉降观测点，与洞内对应里程布设拱顶下沉和水平收敛测点。沉降点按图3埋设。图3 地面沉降测点布设示意图测点用顶端磨尖的18钢筋打入地面下60-80cm，低于地面5cm，并同地表隔离。基点选择在施工影响范围之外、通视良好的地方。基点

12、不应少于2个，以便进行联测，确保结果的准确性。4量测断面间距及量测频率结合本标段隧道具体情况，确定各级围岩量测断面间距如下表3所示。表3 拱顶下沉及周边收敛量测断面间距表围岩级别量测断面间距（m）备 注10030-5010-305-10断层破碎带地段设为5m在各级围岩起始地段整设量测断面，用来掌握各级围岩位移变化规律。净空水平收敛量测与拱顶下沉量测采用相同的量测频率。如位移出现异常情况，则加大量测频率。拱顶下沉及周边收敛量测频率见下表4： 量测频率表表4量测频率(按距开挖面距离)量测断面距开挖面距离(m)量测频率(01)b2次/d(12)b1次/d(25)b1次/23d5b1次/7d注：b-隧

13、道开挖宽度。各项量测作业均应持续到变形基本稳定后23周结束。对于膨胀性和挤压性围岩，位移长期没有减缓趋势时，应适当延长量测时间。5监控量测项目的管理基准监测项目位移管理等级见下表5。表5 位移管理等级管理等级管理位移施工状态u0un/3可正常施工(un/3)u0(2un/3)应加强支护u02un/3停工应采取特殊措施注：uo-实测位移值；un-允许位移值观察及量测发现异常时，应及时修改支护参数。一般正常状态须同时满足以下条件：净空变化速度小于0.2mm/d时，喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝，围岩基本稳定；位移速度除在最初12天允许有加速外，应逐渐减少；净空变化速度持续大于1.0mm/d时

14、，加强初期支护。不安全安全监测结果位移是否超级继续施工位移是否超级位移是否超级综合判断暂停施工采取特殊措施否否否是图4 监测资料的反馈程序根据既有成功经验，采用铁路隧道喷锚构筑法技术规则的三级监测管理并配合位移速率作为监测管理基准。即将允许值的三分之二作为警告值，允许值的三分之一作为基准值，将警告值和允许值之间称为警告范围，实测值落在此范围，应提出警告，说明需商讨和采取施工对策，预防最终位移值超限，警告值和基准值之间称为注意范围，实测值落在基准值以下，说明围岩是稳定的。具体监测资料的反馈程序见图4。现场监测时，可根据监测结果所处的管理阶段来选择监测频率：一般iii级管理阶段监测频率可放宽些；i

15、i级管理阶段则注意加密监测次数；i级管理阶段则应加强监测，通常监测频率为1-2次/天或更多。6.量测数据分析与预测拱顶下沉、周边收敛测试数据按天平铁路工程专用表格zb5；zb6；曲线趋平缓时应进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。根据现场量测数据绘制位移时间曲线图或散点图。在位移时间曲线趋于平缓时，选择与实测数据吻合的函数进行回归分析，预测可能出现的最大拱顶下沉及净空收敛值。按量测推理基准，当最终收敛值大于允许收敛值的80且无明显减缓趋势，或当位移时间曲线出现反弯点，即位移出现反常的急骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应及时加强支护,必要时应停止掘进，采取必要的安全措施。根据

16、位移变化速率判断围岩稳定状况，当变化速率大于1020mm/天时，需加强支护系统；当变化速率小于0.2 mm/天时，围岩达到基本稳定。控制二次衬砌的施工时间二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定并满足下列条件立即施作：隧洞周位移有明显减缓趋势。拱脚附近水平收敛速度小于0.2mm/d或拱顶位移速度小于0.15mm/d。收敛量已达总收敛量的80%。初期支护表面无再发展的明显裂缝。当不能满足上述条件。围岩变化无收敛趋势时，必须采取有效补强措施，使围岩-初期支护体系有一定的安全系数，然后立即施作二次衬砌，二次衬砌参数适当加强。为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必

17、须有监测结果，及时上报监测周报表，并按期向施工监理、设计单位提交监测月报，并附上相对应的测点位移图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。7.监控量测管理体系的保证措施针对本工程监测项目的特点建立专业组织机构，组成监控量测小组，成员由工程部和测量队人员组成。设组长一名，由具有丰富施工经验和较高结构分析和计算能力的技术人员担任，负责监测工作的组织计划，外协工作以及监测资料的质量审核。具体监测小组如下:组长:孙新军副组长:黄智、李永、任国春、张忠威、樊伟、组员:黄志、 邓光友、兰华、刘中伟、文彬为保证量测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项质量保证措施：监测组与监理工程师密切配合工作，及时向监

18、理工程师报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录。制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划中。量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。量测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理。量测设备、元器件等在使用前均应经过检校，合格后方可使用。各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。量测数据均要经现场检查，复核后方可上报。量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。各量测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。针对施工各关键问题开展相应的qc小组活动，及时分析、反馈信息，指导施工。8.量测数据发生突变的处理对策施工过程中如发生量测数据突变,应采取如下措施： 立即停止开挖掘进，对掘进面采取加强支护措施； 立即上报项目部，由项目总工组织技术人员进行分析，制定相关措施，并将情况及时上报业主和监理、设计单位。 对突变发生地表道路等实施24小时监控。 如涉及地表安全，立即请相关部门协助，采取疏解交通等有效措施。 请业主组织设计、施工、监理等部门共同制定应对措施。附件：1主要监测仪器设备一览表主要监测仪器设备一览表仪器名称规格型号精度数 量产 地 全站仪拓普康6011/2+2ppm2日本全站仪徕卡80