隧道监控量测施工

1、云桂铁路（广西段）YGZQ-4那茶隧道监控量测实施细则编制人：_审核人：_批准人：_中铁十九局集团有限公司云桂铁路（广西段）YGZQ-4项目经理部三工区2010年7月目录一、编制目的 ··································

2、3;·············3二、组织机构及作业程序 ··································

3、83;···32.1组织机构 ·············································

4、32.2作业程序 ·············································4三、技术要求 ··&

5、#183;·············································43.1量测仪器 ··

6、3;··········································43.2量测项目 ······&

7、#183;······································43.3监控量测断面及测点布置 ········

8、83;······················43.4监控量测频率 ·························

9、3;···············73.5监控量测控制基准 ································

10、83;····7四、监控量测方法 ············································

11、;94.1时间要求 ·············································94.2洞内、外观测 ·

12、83;·······································94.3净空变化量测·········

13、;································104.4拱顶下沉量测················

14、·························104.5地表沉降量测·······················&

15、#183;·················11五、监控量测数据分析及信息反馈 ·····························1

16、15.1数据分析处理·········································115.2信息反馈及工程对策·····

17、······························12六、记录格式（附表）··················

18、·······················14一、编制目的为了保证隧道工程顺利开展及对周边环境的影响，隧道工程施工引起的地层变形，对于开挖过程引起地层的力学响应在时间和空间上的规律，不同施工方法的不同力学响应可以通过施工监测来反映，并及时预测地层变形的发展，反馈施工，从而控制地下工程施工对环境的影响程度。因此，施工监测在施工中有着及其重要的作用，必须将监控量测作为

19、一道工序纳入到施工组织设计中去。为确保工程，了解围岩状态，及时反馈信息于设计和指导施工，调整支护参数和二衬施作时间，确保施工安全和结构的长期稳定性，有效保护周边环境，减少对工程施工的干扰，同时为加强监控量测实施人员规范操作，全面掌握监控量测实施全过程，结合隧道工程特点，制定本方案。二、组织机构及作业程序2.1 组织机构为保证监控量测工作正常有序开展，项目部建立以总工程师负责的管理体系，工程部和安质部负责对那茶隧道监控量测进行日常检查、指导和重大问题上报工作。主管部门：项目部工程部、安质部负责监控量测全面管理，日常检查、指导和重大问题的上报工作，并参与重大问题的处理。监控量测负责人：测量队负责主

20、管监控量测组工作，掌握监控量测工作状态，分析和上报有关监控量测数据和情况，制定处理措施，下达技术交底资料。及时组织相关人员开展监控量测工作，并对监控量测结果负责，分析监控量测数据和上报监控量测动态。现场监控量测实施人：监控量测组员（操作人员和资料员），操作人员负责现 场监控量测具体实施，负责测点的布设和保护，及时取得监控量测数据；资料员负责监控量测资料的收集、整理、签认、汇总和归档等资料管理工作。2.2 作业程序（1）熟悉资料（施工图纸、规范和作业指导书等）;（2）布点量测;（3）采集数据;（4）整理签认;（5）分析处理;（6）位移管理;（7）信息反馈;（8）工程对策;（9）资料归档。三、技术

21、要求3.1 量测仪器量测仪器配备：数码相机、收敛计、全站仪、水准仪、塔尺、钢尺等。辅助工具：爬梯、手电筒及其它辅助工具。3.2 量测项目根据设计要求，结合那茶隧道具体情况，确定围岩量测必测项目（见表3-1）。表3-1 围岩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净空变化隧道净空变化测定仪（收敛计）0.51mm一般进行水平收敛量测2拱顶下沉水准测量的方法、水准仪、钢尺0.51mm3地表下沉水准测量的方法、水准仪、塔尺0.51mm隧道浅埋段必测（H02b）4地质和初期支护观察每次开挖后对开挖面进行观测，如发现异常应立即进行处理；对已施工的区段每天至少观察一次，发现结构开裂、突出等异常

22、应立即采取应急措施。了解隧道支护结构及围岩地稳定情况3.3 监控量测断面及测点布置3.3.1 那茶隧道净空变化和拱顶下沉量测断面、间距测点数量按设计要求进行。3.3.2 净空变化测点和拱顶下沉测点布置在同一断面上，测点布置时避开了钢架和脱空回填处，将测点布置在两榀钢架之间。净空变化、拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等必测项目设置在同一断面。3.3.3 全断面开挖时，收敛量测点布置在起拱线以下1m左右位置；台阶法开挖时，上台阶收敛量测点布置在上下台阶界面以上1m左右位置，下台阶收敛量测点布置在上下台阶界面1m左右位置。3.3.4 浅埋隧道（H02b，H0隧道埋深，b隧道最大开挖宽度）应在隧道开挖前

23、布设地表沉降测点，那茶隧道地表沉降测点纵向间距如表3-2所示。表3-2 那茶隧道地表沉降测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m）2B<H0<2.5B30B<H02B15H0B8注：H0为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。3.3.5 本隧道地表沉降测点横向间距拟为2.2m。在隧道中线附近测点为2m。其测点布置如图3-3与3-4所示。图3-3 地表沉降横向测点布置示意图图3-4 测点布设3.4 监控量测频率3.4.1 监控量测的频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度按表3-5确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。当出

24、现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。在塑性流变岩体中，位移长期（开挖后两个月以上）不能变化时，量测要继续到每月为1mm为止。表3-5 量测频率表位移速度（mm/d）量测断面距开挖工作面的距离量测频率5（01）B2次/d15（12）B1次/d0.51（25）B1次/23d0.20.5（25）B1次/3d0.25B1次/7d注：B表示隧道开挖宽度3.4.2地表下沉量测频率与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同；地表下沉量测在开挖面前方隧道埋置深度与隧道开挖高度之和处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。3.4.3 隧道开挖后及时进行地质素描及数码成像，必要时进行物理力学试验。开挖面地质素

25、描、支护状态、影响范围内的建（构）筑物的描述每施工循环记录一次。特殊情况下增大描述频率。3.5 监控量测控制基准3.5.1 监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等，应根据地质条件、隧道结构的长期稳定性、隧道施工安全性，以及周围建（构）筑物特点和重要性等因素制定。3.5.2 隧道初期支护极限相对位移可参照表3-6选用。表3-6 跨度7mB12m隧道初期支护极限相对位移围岩级别隧道埋深h（m）h5050h300300h500拱脚水平相对净空变化（%）0.010.030.010.080.030.100.080.400.300.600.100.300.200.800.701.200.20

26、0.500.402.001.803.00拱顶相对下沉（%）0.030.060.050.120.030.060.040.150.120.300.060.100.080.400.300.800.080.160.141.100.801.40注：1 本表用于那茶隧道复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。2 拱脚水平相对净空变化指两拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比，拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。3 墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.2后采用。3.5.3 位

27、移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移按表3-7要求确定。地表沉降控制基准根据地层稳定性、周围建（构）筑物的安全要求分别确定，取小值。表3-7 位移控制基准类别距开挖面1B（U1B）距开挖面2B（U2B）距开挖面较远允许值65%U090%U0100%U0注：B为隧道开挖宽度，U0为极限相对位移值。表3-8 位移管理等级管理等级距开挖面1B距开挖面2BUU1B/3UU2B/3U1B/3U2U1B/3U2B/3U2U2B/3U2U1B/3U2U2B/3注： U为实测位移值3.5.4 围岩与支护结构的稳定性根据控制基准，结合时态曲线形态判别。采用分部开挖法施工的隧道应每分部分别建

28、立位移控制基准，同时考虑各分部的相互影响。3.5.5 一般情况下，二次衬砌的施作在满足下列要求时进行：隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上；对浅埋、软弱围岩等特殊地段，应视现场具体情况确定二次衬砌施作时间。四、监控量测方法4.1 时间要求洞内、外观察和地表沉降观测根据本作业指导书要求进行。净空变化和拱顶下沉量测布点应在开挖后至初喷前进行，若围岩出现变化异常应尽早布设;初始读数在每次开挖后12小时内取得，最晚不得迟于24小时。4.2 洞内、外观察洞内观察可分为开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。其中，开挖工作面观察应在每次开挖后进行

29、，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘察资料进行对比；已施工地段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等工作状态。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。4.3 净空变化量测4.3.1 根据围岩条件确定量测间距埋设测点，并按规定量测频率进行量测。主要原理：每次测出两点间净长，求出两次量测的增量（或减量），即为此处净空变化值。读数时读三次，然后取其平均值，并按附表记录。4.3.2预埋测点由钢筋加工而成，采取刚格栅架立以后焊接在刚格栅上然后喷射混凝土，埋入

30、钢筋采用直径不小于20mm的螺纹钢，露出地面钢筋不小于20mm，埋入部分不小于200mm。若围岩破碎松软，适当增加测点埋入深度。4.3.3 量测方法检查预埋测点有无损坏、松动，并将测点灰尘擦净。把净空收敛计的尺头及尺架挂钩分别固定在预埋测点孔内，选择合适的尺孔，将尺孔销插入，用尺卡将尺与联尺架固定。调整调节螺母，记下钢尺在联尺架端时的基线长度与数显读数。为提高量测精度，每条基线应重复测三次取平均值。当三次读数极差大于0.05mm时，应重新测试。每次开挖后12h内取得初读数。测试过程中，若数显读数已超过25mm，则应将钢尺收拢（换尺孔）重新测试，两组平均值相减，即为两尺孔的实际间距，以消除钢尺重

31、孔距离不精确造成的测量误差。一条基线测完后，及时逆时针转动调节螺母，摘下收敛仪，打开尺卡收拢钢尺，为下一次使用作好准备。4.4 拱顶下沉量测4.4.1 在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点，测点应与隧道外监控量测基准点进行联测。拱顶下沉量测测点布置在拱中，每断面布置一点，布设原则和间距按规定进行。预埋测点由钢筋加工而成，钢筋直径不小于6mm，前端加工成180°弯钩或三角形钩。4.4.2 量测方法：设置水准基点（水准基点选择在围岩稳定地段设置）。量测时采用水准仪、塔尺及钢卷尺，测出该点相对标高即可。每次开挖后12h内取得初读数。同一测点每次量测必须采用同一基点。4.5 地表沉降量测

32、4.5.1采用精密水准仪、铟钢尺进行，主要原理：通过测点不同时刻标高，求出两次量测的差值，即为该点的下沉值。其量测精度为±1mm。当隧道埋深小于3倍洞径时进行量测，小于2倍洞径时必须进行量测。4.5.2 基准点应设置在地表沉降影响范围之外。测点采用地表钻孔埋设，测点四周采用水泥砂浆固定。布点原则和量测频率按规定执行。当地表有建筑物时，应在建筑物周围增设地表下沉观测点。4.5.3 量测方法：与拱顶下沉量测方法相似，采用精准水准仪和铟钢尺测出各沉降点标高即可。在工程开挖前对每一个测点读取初始值。首次观测时，对测点进行三次观测（三次差值小于±1mm），取平均值作为初始值。量测过程

33、中读数时各项限差宜严格控制，每个测点读数误差不宜大于0.3mm。五、监控量测数据分析及信息反馈5.1 数据分析处理监控量测数据的分析处理包括数据校核、数据整理及数据分析。同时注明开挖方法和施工工序以及开挖面距监控量测点距离等信息。5.1.1 数据校核量测数据校核主要是对数据进行可靠性分析，排除各种误差影响，保证量测数据的可靠性和完整性。每次观测后立即对观测数据进行校核和整理，包括对观测数据的计算、填表制图、误差处理等，如有异常及时补测。5.1.2 数据分析数据分析通常采用比较法、作图法和数值计算等，一般采用散点图和回归分析方法，分析各监控量测物理量值大小、变化规律和发展趋势，预测该测点可能出现

34、的最终值及影响范围，评估安全状况。绘制时间-位移和距离-位移散点图，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数进行回归分析，对最大值（最终值）进行预测，并与控制基准值进行比较，结合施工工况综合分析围岩和支护结构和工作状态。监控量测数据的分析包括以下主要内容：根据量测值绘制时态曲线；选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较；对支护及围岩状态、工法、工序进行评价；及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。5.2 信息反馈及工程对策5.2.1 监控量测信息反馈应根据量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应工程对策与建议，目前以经验方法为主。5.2.2 信息反馈应以位移反馈为主，主要依据

35、时态曲线的形态对围岩稳定性、支护结构的工作状态、对周围环境的影响程度进行判定，验证和优化设计参数，指导施工。由于施工的连续性和循环进行，施工中应保证信息反馈渠道的畅通，确保信息反馈的及时性和有效性。监控量测反馈程序应贯穿于整个施工全过程，按图5-1规定的程序进行。图5-1：图6-1 监控量测信息反馈程序框图5.2.3 施工过程中进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。实时分析：每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因并提交异常报告，及时采取措施，一般采用日报表形式。阶段分析：按周、月进行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况进行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工，一般

36、采用周报、月报形式。5.2.4 工程安全性评价根据位移管理等级分三级进行，并采用表5-1相应的工程对策。当监控量测位移管理达到级时，上报监控量测组长、技术主管和现场监理工程师；当达到级时，上报分部工程部长、总工程师和现场施工负责人，同时总工程师根据综合情况上报设计单位、业主单位和监理单位采取相应工程措施；当达到级时，立即暂停施工，上报各方，请业主单位召集各方分析原因，研究工程对策。分部应对位移管理等级根据每个隧道情况进行量化指标，以便于现场监控量测人员操作和汇报。表5-1 工程安全性评价分级及相应对策措施管理等级应对措施正常施工综合评价设计施工措施，加强监控量测，必要时采取相应工程对策护暂停施工，采取相应工程对策5.2.5 工程安全性评价流程图见图5-2。根据工程安全性评价的结果,需要变更设计时,根据有关铁路工程变更管理办法及时进行变更设计。监控量测结果位移（应力）是否超过级管理位移（应力）是否超过级管理位移（应力）是否达到级管理继续施工暂停施工位移（应力）是否超过级管理工程对策不安全安全否否是是图5-2 工程安全性评价流程图52.6工程对策主要应包括下列内容1、一般措施：1） 稳定开挖工作面措施；2） 调整开挖方法，和刚格栅间距；3） 调整初期支护强度和刚度并及时支护；4） 降低爆破振动影响；5） 围岩与支护结构间回填注浆。2、辅助施工措施：1）