隧道监控量测实施细则(定)

1、隧道监控量测实施细则一、编制依据1、铁路隧道喷锚构筑法技术规范(TB1010820022、铁路隧道监控量测技术规程(TB1012120073、包西施隧参106二、工程概况冒天山隧道全长14915m,我项目承担12115m施工任务,是本管段的重点工程,为单线隧道。冒天山隧道工程地质条件较为复杂,主要地层岩性为第四系冲洪积、坡积及风积砂质黄土,第三系红黏土及中侏罗系及三叠系砂岩夹页岩、煤层。不良地质主要为滑坡。特殊岩土主要为湿陷性黄土、膨胀土。三.监测的目的和意义实时监控量测不但可以及时提供隧道通过邻近构筑物地段时隧道拱顶下沉、周边收敛、围岩内部位移、钢支撑受力情况,锚杆轴力,支护和衬砌内应力等信

2、息,用于判断施工工艺的可行性、设计参数的合理性,提出更加恰当的施工方法和合理的支护措施;而且可以及时掌握隧道通过邻近构筑物地段时对邻近构筑物的影响,为施工爆破方案的选定,为判别构筑物是否安全提供科学依据。因此实施隧道信息化动态施工控制,既能达到安全快速施工,又能节省工程造价的目的,且具有如下重要的意义:(1通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报,优化施工组织设计,指导现场施工,确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。(2在施工过程中对前进的开挖工作面附近围岩的岩石性质、状态进行目测,掌握围岩动态,以及围岩的施工力学性能,了解支护结构在不同工况时的受力状态和应力分布,及时改进

3、支护,对围岩稳定性、安全性作出评价来指导现场施工。(3验证支护结构型式、支护参数的合理性,对支护结构、施工方法的合理性及其安全性作出评价及建议,为确定二次支护时间提供依据。(4通过每次对爆破振动的监控,及时掌握隧道通过邻近构筑物地段时对邻近构筑物的影响,为施工爆破方案的选定,为判别构筑物是否安全提供科学依据。(5为修改变更设计、调整施工方法提供科学依据。(6有效地避免塌方等工程事故。(7为本地区后续的类似工程积累宝贵经验和提供科学资料。四、监控量测断面的划分根据隧道结构形式和工程地质情况,本标段隧道的监控量测项目做划分见表1、隧道监控量测项目:表1、隧道监控量测项目 注:1、隧道监控量测断面包

4、括:水平相对净空变化值得量测及拱顶下沉量量测;2、在围岩较弱处选测项目为:(1围岩内部位移量测;(2围岩与喷射混凝土间接触压力量测;(3喷射混凝土与二次衬砌间接触压力量测;(4喷射混凝土内应力量测;(5二次衬砌内应力量测;(6钢支撑内力量测;(7隧底隆起;以上选测项目的在断面的布置按照“包西施隧参106”图纸执行。5.监测主要内容为及时提供施工所需的围岩稳定程度和支护结构的状态,以保证施工安全,提高施工效率,将施工监测分为必测项目、选测项目。5.1 必测项目根据甲方提供的图纸要求和现行的监测规范,拟定必测项目如下:(1围岩地质和初期支护观测;(2水平净空收敛量测;(3拱顶下沉量测;(4地表沉降

5、量测;这类量测是为了确保在施工过程中的围岩稳定和施工安全而进行的经常性量测工作。量测方法简单,量测密度大,量测信息直观可靠,是贯穿在整个施工过程中,对监视围岩稳定,指导设计和施工有巨大的作用。土建施工完成量测工作亦告结束。其布置原则是根据隧道不同的地质条件、施工方法设置,但不能少于铁路隧道监控量测技术规程的规定。5.2选测项目根据甲方提供的图纸要求和现行的监测规范,拟定选测项目如下:(1围岩内部位移量测;(2围岩与喷射混凝土间接触压力量测;(3喷射混凝土与二次衬砌间接触压力量测;(4喷射混凝土内应力量测;(5二次衬砌内应力量测;(6钢支撑内力量测;(7锚杆轴力量测。这类量测是必测项目的拓展和补

6、充,对特殊地段、危险地段或有代表性的地段进行量测,以便更深入地掌握围岩稳定状态与支护效果。对未开挖地段提供参考信息,指导未来设计和施工。6测点布置及量测方法现场监控量测根据已批准的监控量测实施细则进行测点埋设、日常量测和数据处理,及时反馈信息,并根据地质条件的变化和施工异常情况,及时调整监控量测计划。6.1地质及支护基本状况观察1对于所需检测断面隧道掌子面爆破后和初喷后通过肉眼观察、地质罗盘和锤击检查,描述和记录围岩地质基本情况:岩性、岩层产状、裂隙、溶洞、地下水基本情况,判断围岩类别是否与设计相符,必要时应拍照,测量地下水流量;观察支护效果,每一检测断面应填写记录表。2对已施工区段的观察每天

7、至少一次,记录喷射混凝土、锚杆、钢架的变形和二次衬砌等的工作状态。3在观察过程中如发现地质条件恶化,初期支护发生异常现象,立即通知施工负责人采取应急措施,并派人进行不间断观察。6.2隧道围岩周边位移量测在预设点的断面,隧道开挖爆破以后,沿隧道周边的拱顶、拱腰(或斜井拱顶、拱腰和边墙部位分别埋设测桩。测桩埋设深度40cm,钻孔直径32,用快凝水泥或早强锚固剂固定,测桩每断面量测点;上下台阶施工时按照上断面布置3个量测点(拱顶及拱腰,下台阶布置两个(边墙。当采用全断面开挖时,每段面量测点布置3个(拱顶及边墙,采用隧道净空收敛计量测周边收敛变形。尽可能把测点布置在选测项目量测断面位置。量测断面的测点

8、布置见图2。表2 净空变化量测测线数 图2:拱顶下沉量测和净空变化量测布置示例图 6.3拱顶下沉量测拱顶下沉量测是在隧道开挖毛洞的拱顶预埋一个带挂钩的锚桩,测桩埋设深度40cm,用快凝水泥或早强锚固剂固定,测桩头需设保护罩。用精密的水准仪、钢圈尺量测拱顶下沉。应有测点布置在选测项目量测断面位置。量测断面的测点布置见图2。6.4锚杆轴力量测沿隧道周边的拱顶、拱腰和边墙打5个测孔,孔深3.7 m5m ,孔径50mm。测孔内设4个测点,每个断面20个测点。采用锚杆测力计及拉拔计量测。6.5 围岩内部位移量测沿隧道围岩周边分别在拱顶、拱腰和边墙共打5个深孔,孔深3.7 m5m、孔径50mm,采用4点杆

9、式多点位移计量测,一个断面共20个测点。量测断面尽可能靠近掌子面,及时安装,测取读数。6.6复合式衬砌围岩压力及接触压力量测复合式衬砌围岩压力及接触压力量测布置在周边位移量测的同一断面上,沿隧道周边拱顶,拱腰和边墙埋设压力传感器,将双膜钢弦式压力盒分别埋设在围岩与喷射混凝土与之间;喷射混凝土与二次衬砌之间。围岩与喷混凝土之间的压力盒是在喷混凝土施工以前埋设,喷射混凝土与二次衬砌之间的压力盒是在挂防水板之前进行安装,测取围岩对喷射混凝土压力;围岩对二次模注混凝土衬砌的压力。混凝土达到初凝强度以后开始测取读数。每个断面设5个测点。隧道内断面位置的设置与周边位移量测相同。量测断面的测点布置位置与喷射

10、混凝土轴向应力测点市置位置相同。6.7喷射混凝土轴向应力量测喷射混凝土轴向应力测点布置在周边位移量测的同一断面上,沿隧道的拱顶、拱腰和边墙在喷射混凝土内埋设5个混凝土应变计。围岩初喷以后,在初喷面上固定应变计,然后再复喷,将传感器全部覆盖并使传感器居中。喷射混凝土达到初凝时开始测取读数。6.8二次衬砌应力量测二次衬砌应力量测与喷射混凝土轴向应力量测基本相同,设在同一断面上。传感器埋设在二次衬砌混凝土内,一个断面5个测点。断面布置与周边位移量测相同。量测断面的测点布置位置与喷射混凝土轴向应力测点布置位置相同。6.9型钢支撑应力量测型钢支撑应力量测设在周边位移量测断面位置。采用钢筋应力计焊接在型钢

11、上,量测型钢应力。型钢支撑安装完以后即可测取读数。量测断面的测点布置位置与喷射混凝上径向应力测点布置位置相同。6.10地表沉降观测拟在隧道进出口和浅埋地段观测地表沉降。并在隧道上方沿线建(构筑物布设沉降观测断面,每个断面拟设7个测点,为了加强沿线建(构筑物地表沉降量测,测点可以按需要增加,断面位置可适当的调整。 图3隧道地表沉降测点布置图在隧洞开挖影响范围以外稳固、不易受到破坏且通视条件良好的地方相应埋设510个基准点。测点应埋水泥桩,测量放线定位,用水准仪量测。隧道开挖距测点前30m处开始量测,隧道开挖超过测点30m、并待沉降稳定以后停止量测。7.量测频率每个测点测取读数的频率不少于规范要求

12、,同时要满足工程需要,详见表3量测频率表。对于采用分部开挖的地段,如正台阶开挖,上半断面开挖和下半断面开挖不在同一时间,当量测断面工作状态发生改变时的前后一个星期之内或距离测点一倍洞跨以内是按 1次/天的频率采集数据。如埋设的测点量测期间遭到破坏,恢复以后按新埋测点要求采集读数。量测过程中若遇围岩变形速率较快时,量测表3 按位移速度确定的监控量测频率 频率应在规范规定的基础上加密。8监控量测控制基准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、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性,以及周围建(构筑特点和重要性等因素制定。2隧道初期支护极限相对位移参考表5选用。表5 隧

13、道初期支护极限相对位移 3水平收敛(拱脚附近7天平均值小于0.2mm/d,拱部下沉收敛速度小于0.15mm/d即达到稳定。9、监控量测系统及元器件的技术要求1监控量测系统的测试精度应满足设计要求。拱顶下沉、净空变化、地表沉降、纵向位移、隧底隆起测试精度为0.51mm,围岩内部位移测试精度为0.1mm,爆破振动速度测试为1mm/s。其它监控量测项目的测试精度结合元器件的精度确定。2元器件的量程应满足设计要求,并具有良好的防震、防水、防腐性能。10. 监控量测组织机构针对本管段隧道监控量测的特点,成立以项目总工为组长,项目副总、工程部长、安质部长为副组长,现场施工技术人员和施工队技术人员为组员的组

14、织机构。项目部总体负责隧道的监控量测工作,包括资料的分析整理、报告编写,与业主、监理、承包人的联系与协调,并及时解决工程中的问题。量测小组常驻隧道现场,每个量测小组由2-3人组成(测量人员、现场技术人员、施工队技术人员,负责现场的量测工作,包括测点埋设、数据采集、施工及围岩信息收集等量测工作,并形成相关资料。组长:栗斌副组长:张勇田克强孟令孝组员:秦坤李朋涛祝林田增辉王龙飞11.监控量测数据分析及信息反馈1、监控量测数据取得后,应及时进行校对和整理,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。2、监控量测数据分析采用回归分析方法。i3、信息反馈只要以位移反馈为主,主要依据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。4、确保监控量测信息传递渠道畅通、反馈及时有效。5、监控量测数据的分析包括数据校核、数据整理及数据分析。每次观测后立即对观测数据进行校核,如有异常立即进行补测。每次观测后及时对观测数据进行整理,包括观测数据计算、填表制图、误差处理等。6、监控量测数据的分析应包括以下主要内容:1根据量测值绘制时态曲线;2选择回归曲线,预测最终值,并与控制基准进行比较;3对支护及围岩状态、工法、工序进行