隧道监控量测计划

1、衡茶吉铁路hcj-3标段测量工程编号：hcjtl-clgc-007隧道围岩监控昼测作业指导书单位：中铁电气化局集团编制： 曾智炫审核：批准：2009年06月08日发布2009年06月10日实施1、工程概述本标段有 3 条隧道：排前2#隧道隧道，丑田1#隧道，丑田2#隧道。本线隧道地质构造复杂，不良地质和特殊地质多，特别是排前 2号隧道v级软弱围岩1217米，占隧道全长的38.3%，施工技术复杂，影响因素多，该隧道是关键的工期控制工程，为本标段的重难点工程。2、现场监控量测手段监控量测是隧道施工的一大关键，也是隧道施工的重要组成部分。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

2、行监测，为初期支护和模筑混凝土衬砌的参数调整提供依据，把量测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计施工中，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。围岩量测是施工安全和质量的保障，通过现场监控量测要达到以下四个目的：2.1 了解围岩、支护变形情况，以便及时调整和修正设计支护参数，保证围岩稳定和施工安全；2.2 提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定模筑混凝土衬砌施作时间；2.3 通过对量测数据的分析处理与必要的计算和判断后， 进行预测和反馈， 对原设计和施工的合理性进行评估；2.4 为信息反馈技术和其他类似工程积累可贵的量测数据和经验不断提高施工技术水平。3、现场监控

3、量测机构和量测仪表工具以及量测项目及方法的确定3.1 监控量测组织机构本项目部监控量测工作总体由项目总工负责，下设隧道责任区监控量测组。由隧道责任区技术主管管理，具体由监控量测小组负责现场操作和资料整理、分析，测量队配合实施。1、人员配备：两名隧道工程师，三名测量工程师，五名测量人员。2、责任分工总体负责项目总工张小东数据分析 隧道工程师程裕 李俊数据整理测量工程师 曾智炫 班利红 徐向杰现场监控量测 测量队杨海飞 秦凯凯 张建南 于景冰 李洛东测量队按照施工规范及设计文件在隧道内外进行布点，严格按要求频率量测监控， 收集量测数据，由测量工程师进行数据整理，上报隧道工程师进行数据分析、总结，并

4、把分析结果上报总工。正常情况 7天一汇报，如发现围岩变形超过正常范围，应立即向总工报告，并向业主、设计、监理单位审核报告。3、监控量测设备配备：收敛变化量测采用 bjs330型数显收敛计量测，拱顶下沉采用 水准仪观测，洞外监控采用全站仪测距或测坐标高程进行观测。2.2监控量测管理流程施工监测管理流程见下图1。根据业主项目部对监控量测的要求，分为必测项目与选测项目两大类，本项目部结合工程实际情况及其它要求，确定监控量测项目见表1表1量测项目及内容序 号量测项目量测方法和量 测仪器量测精度主要内容1地质和支 护状况观 察现场观察 地质罗盘1.开挖面围岩自稳性；2.岩质破碎带、 褶皱节理等情况；3.

5、核对围岩类别及风化 变质情况；4.地下水情况；5.支护变形开裂 情况；6.洞口浅埋地表卜沉情况。2周边收敛 位移收敛计、全站 仪无尺量测0. 1mm根据收敛情况判断：1.围岩稳定性；2.支护设计和施工方法的合理性；3.模筑二 次衬砌。3拱顶卜沉水平仪挂钩式 钢尺水准尺1mm监视拱顶下沉值，了解断面变化情况， 判断拱顶的稳定性，防止坍方。4洞口地表 沉陷水平仪水准尺， 全站仪1mm判断隧道开挖对地表产生的影响及防 止沉降措施的效果。5二次 衬砌后净 空变化收敛计、全 站仪无尺量测0. 01mm根据收敛情况判断模筑二次衬砌安全 性、永久性6沉降 缝两侧底 板不均匀 沉降四等水准测量， 水平仪水准尺

6、1mm判断隧道结构的安全性。7洞口 段与路基 过渡段不 均匀沉降 观测四等水准测量， 水平仪水准尺1mm判断隧道与路基衔接过渡段的稳定 性。8隧底 隆起水准测量，水平 仪水准尺1mm判断是否有对隧底结构产生破坏。2.4、 监测控制标准2.4.1 按隧道监控量测变形管理等级管理，见表2:管理等级管理位移施工状态mu< (uo/3)可止常施工n(uo/3 ) <u & quo/3 )应加强支护iu > (2uo/3)停工，采取特殊措施后方可施工注：u为实测位移值；uo为最大允许位移值。2.4.2 按位移变化速度判定:净空变化速度持续大于5mm/d时，围岩处于急剧变形状态，

7、加强初期支护系统；水平收敛(拱脚附近)速度小于 0.2mm/d时，拱部下沉速度小于0.15mm/d,围岩基本 达到稳定。在浅埋地段以及膨胀性、挤压性围岩等情况下，采用监控量测分析判别。2.4.3 按位移时态曲线的形态来判别：将量测数据进行处理和分析，绘制时间-位移曲线。一般情况会出现如下两种时间 位移特征曲线见图2(a)图表示绝对位移值逐渐减小，支护结构趋于稳定，可施作模筑碎衬砌。(b)图表示位移变化异常，反弯点喷锚支护出现严重变形，这时应及时通知施工管理 人员，该段支护须采取加强措施，确保隧道不坍方；严重时施工人员须迅速撤离施工现场， 保证施工人员安全。3、量测断面间距和测点布置3.1 量测

8、断面间距严格按照设计文件和相关规范要求，根据隧道实时地质条件、隧道埋置深度等条件确定。a、拱顶下沉观测点：v级围岩地段按拱顶、两拱腰3点布设，其它地段按拱顶1点布设。b、水平变形量测点：按拱脚和断面最宽处左右各 2点，共4点对称布 设。c、地表和隧道洞口监控量测观测点： 黄土地段、浅埋地段全部布置，其布点范围d=b+2(h+hd tg300 ,从隧道中线向两边每 5m设一观测点，有建筑物时酌情在建筑物上增加布点；d-布点宽度(h+hd tg300 -黄土内摩擦角对地表影响宽度。d、隧道衬砌结构不均匀下沉降观测点：在衬砌沉降缝两边边墙同一水平线上，每条沉降缝左右对称布 设。e、洞内、外观察：主要

9、目的测量检查初期支护结构物的明显变形和地表及建筑物的变 形。具体要求见表3。根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置,3.2 测点布置参照设计资料和规范要求， 拟制定以下两种布设方式：见图 2表3拱顶下沉及周边收敛量测间距表拱顶卜沉点拱顶下沉点a）全断面法测点布置示意b）分台阶法测点布置示意围岩级别量测断面间距（m）v （浅埋）510v （深埋）1015w （浅埋）1015w （深埋）2030m3050n50100注：浅埋指隧道埋深小于2b。（b表示隧道开挖宽度）图2断面测点布置示意4、量测频率4.1、 土质隧道第一次拱顶下沉、水平变形量测时间应在开挖完成后36小时内完成;石质隧道第一次拱顶下

10、沉、水平变形量测时间应在开挖完成后12小时内完成。4.2、 洞内量测频率按日变形量和距开挖面距离双因素指标控制：u=5mm /d 或 （01） b:每日2次5mm> u> 0.2mm/ d 或（1 2） b:每日 1 次0.2mn> u或 距开挖面距离> 2b:每3日1次，5日后变为7日1次（u-日变形量 b 一隧道开挖宽度）4.3、 地表和隧道洞口段监控量测观测频率：第一次观测必须在隧道开挖前5日内完成初始观测值，以后按洞内同频率进行地表观测。4.4、 地表布置的监控测点在开挖面前方不小于一倍洞径处取得初始值，地表进行的量 测项目应测至二次衬砌施作后不小于一个月时间。

11、洞内必测项目测至二次衬砌施作时。4.5、 洞内、外观察每日1次定时检查并记录。4.6、 内观察分为开挖工作面观察和初期支护观察两部分。开挖工作面观察在每次开 挖后12小时内进行，以后每天一次。对初期支护的观察也是每天至少一次。4.7、 空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。具体量测频率见表4。4.8、 束量测时间：当围岩达到基本稳定后，以一周一次的量测频率量测两周，若无明 显变化可以结束量测。4.9、 于膨胀性围岩，位移长期不能收敛时，量测至变形速率小于每月1mm时，即可结束量测。拱顶下沉及周边收敛量测频率表表4变形速度（mm/d ）量测断面距开挖工作面距离量测频率> 5(01

12、 ) b12次/天15(12 ) b1次/天0.51(12 ) b1次/2天0.20.5(25 ) b1次/2天v 0.2> 5b1次/周注：b表示隧道开挖宽度5、沉降变形观测网布置我项目部已于2009年6月1日完成了管段内复测调查工作，沉降观测网按三等变形测 量等级技术要求建立，变形观测的水准测量采用二等变形观测测量技术，利用d1、d2、d3、1185、d4、d5、i187建立施工变形测量观测网，并根据四等水准点d1、d2、 d3、1185、1187、d4、 d5建立高程控制网。为满足沉降变形观测精度要求，在两水准基点之间沿线 路方向按间距不大于200m、距中心小于100m布设工作基点

13、。工作基点采用直径 20mm长 60cm顶端园滑的钢筋打入土中，桩周上部 50cm用混凝土浇注固定并编号。截至目前，布点工作已基本完成6、量测方法及要求6.1 现场量测手段的要求现场监控量测手段必须满足下列要求：6.1.1 快速埋设测点。隧道进洞后测试断面一般设置在距开挖面 2m范围内，开挖后24h 内即埋设测点，并在下次爆破前进行第一次量测数据采集；以获取围岩开挖初始阶段的变 形动态数据。6.1.2 测试元件应具有良好的防震、防冲击波能力，保证能在埋设后能长期有效地工作；6.1.3 测试前检查仪表设备是否完好，如发现故障应及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，只有测点状态良好时方可进行

14、测试工作；6.1.4 测试数据须准确可靠。测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读两次；两次读数相差收敛计时不超过 0.4mm,水准仪不超过2mm,取两次读数的算术 平均值作为观测值，若读数相差过大则应检查仪器仪表安装是否正确、测点是否松动，当 确认无误后再按前述监控量测要求进行复测。每次测试都要认真做好原始数据记录，并记 录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。量测数据应在现场 进行粗略计算，若发现变位较大时，应及时通知现场施工负责人，以便采取相应的处理措 施；6.1.5 要交代给现场施工人员保护好测试元件，使其能保证足够的精度与可靠性，且在 现场各种变化

15、条件的干扰下“零飘小”；6.1.6 测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作。及时进行资料整理，监控量 测资料须认真整理和审核。6.2 周边水平位移（收敛）量测测点埋设：喷锚支护施作后，用风钻凿040mm、深200mm的孔，直接用锚固剂灌满后 再插入测点固定杆，固定杆外露部分不宜大于50mm,以免受外力损坏。尽量使同一基线两 测点的固定方向在同一直线上，等锚固剂凝固后，即可进行量测工作。量测预埋件如图3。22螺纹钢吻二二二"；：，”二、d d 6条钢25 30cm4cm量测预埋件示意量测方法：采用隧道数显收敛计量测6.3 拱顶下沉量测拱顶位移量测的测点用风枪打眼埋设好固定杆，并在

16、外露杆头设挂钩。测点的大小要 适中，如过小，测量时不易找到；如过大，爆破时易被打坏。支护结构施工时要注意保护 测点，一旦发现测点被掩埋，要尽快重新设置，以保证数据不中断。采用水准仪、水准尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉，精度可达1mm。量测时用一把 68m长的挂钩式钢尺挂上即可拱顶下沉量测见图4拱顶测点沙开挖面,钢卷尺水准尺水准仪图4 拱顶下沉量测示意图7、量测数据处理与应用、量测管理7.1 、每次现场量测完成后，均应及时对量测数据进行填表统计，并将测的数据及时添 加到“变形时态变化散点图”中，据以及时考察变形发展动态，修正回归系数。1030日不断对两图进行回归分析，并根据两图发展趋势，预测可能出现的最大值和变形速率。根 据变形最大值和变形速率预报围岩稳定性和安全性。7.2 根据量测结果经处理分析，及铁路隧道锚喷构筑法技术规范的规定可指导施工8、监控量测管理将监测管理及监测实施计划纳入施工