监控量测施工作业指导书

1、项目部 监控量测施工作业指导书1目目 录录1.适用范围.12.编制依据.13.作业准备.14.技术要求.25.施工程序与工艺流程.25.1 洞内外观察.25.2 拱顶下沉量测.35.3 净空变化量测.35.4 浅埋段地表沉降.55.5 围岩压力及两层支护间压力量测.65.6 钢拱架内力量测.76.施工要求.86.1 必测项目.86.2 选测项目.86.3 数据采集.97.劳动组织.98 量测项目及仪器设备.108.1 监控量测工作流程图.118.2 监控量测必测项目及主要仪器.128.3 监控量测选测项目及主要仪器.129 监控量测测点布置、量测断面、监控量测频率.13项目部 监控量测施工作业

2、指导书29.1 监控量测点布置和量测断面.139.1.1 地表沉降监测点.139.1.2 洞内监控量测.159.1.2.1 洞内观察.1510 数据分析及反馈.1811 监测成果资料.2412 安全技术措施.2613 监控量测质量保证措施.2714 附表.271监控量测施工作业指导书监控量测施工作业指导书1.1.适用范围适用范围适用于项目部隧道监控量测施工。2.编制依据编制依据1） 铁路隧道监控量测技术规程(TB1021-2007)2） 铁路隧道工程施工安全技术规程(TB10304-2009)3） 高速铁路隧道工程施工技术指南 （铁建设2010241 号）4） 高速铁路隧道工程施工质量验收标准

3、 （TB10753-2010）5）相关设计图3.3.作业准备作业准备1） 、即时在地表按规范要求埋设沉降观测桩。2） 、清理测区环境，停止掌子面附近隧道施工，减少相关杂波和噪音的干扰。3） 、成立由专业监控量测人员和工程技术人员组成的监控量测小组，负责对检测资料的分析，判定和地质预报工作，同时项目部成立技术干部和配合工人组成的现场配合小组，由检测小组对其进行技术及注意事项培训，负责现场配合工作。4） 、收集工程范围内的地质资料，根据已有资料及工程实际情况编制相应隧道施工方案。24.4.技术要求技术要求1） 、洞内掌子面围岩地质状况和支护状况描述：掌子面状况描述是对围岩进行合理的分级及对稳定性进

4、行合理的评价，并对可能发生的地质灾害（岩爆、岩溶、断层破碎带、地下水）进行及时预测；支护状况描述包括对初期支护和二衬支护效果观察，洞内状态观察是可靠性很高且最直接的判断资料。2） 、对隧道地表下沉进行监测，及时分析隧道进出口施工对边坡可能产生的影响，并提供合理的处治方案供业主参考。3） 、对隧道断面周边收敛进行长期监测，判定围岩变形是否收敛，为及时施做二次衬砌提供合理建议。4） 、对隧道断面拱顶下沉进行长期监测，及时掌握隧道的整体稳定情况。5） 、对围岩与初期支护间接触压力测试，判断复合式衬砌中围岩载荷大小。6） 、对钢支撑内力进行监测，推断作用在型钢支撑上的压力大小。判断型钢支撑尺寸、间距及

5、设置型钢支撑的必要性。5.5.施工程序与工艺流程施工程序与工艺流程5.15.1 洞内外观察洞内外观察观察并描述隧道围岩地质、地下水情况，衬砌支护情况。使用设备工具有钢卷尺、放大镜、秒表、手电、照相机或摄像机。35.25.2 拱顶下沉量测拱顶下沉量测使用设备：高精度水准仪测点布设：与净空变化量测点布置在同一断面，拱顶下沉量测主要用于确认围岩的稳定性，及时掌握隧道整体的稳定情况。在每个量测断面的拱顶中心及两侧埋设收敛预埋钩。测点布设见图 1 和图 2。图1 必测项目监控量测断面布置示意图（适用于三台阶七步开挖法）图2 必测项目监控量测断面布置示意图（适用于双侧壁导坑开挖法）5.35.3 净空变化量

6、测净空变化量测使用设备：收敛计测点布设：净空变化量测是最基本的主要量测项目之一，各测点在避免开挖作业破坏测点的前提下，尽可能靠近工作面埋设，一般为0.52m，并在下一次开挖循环前获得初始读数。初读数在开挖后 12h4内读取，最迟不超过 24h，而且在下一循环开挖前，完成初期变形值得读数。测点布置根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。当采用台阶开挖方式时，可在每台阶布设一条水平测线。当采用双侧壁导坑法时，可在每分部布置一条水平测线。埋设测点时，先在测点处用小型钻机在待测部位成孔，然后将带膨胀管的收敛预埋件敲入，旋上收敛钩后即可量测。测点布设见图 4-1 和图 4-2。

7、量测：采用高精度（可精确到 0.001mm）收敛计进行数据采集，收敛计采用 JSS30A 型隧道净孔收敛计。收敛测试仪器见图 3，现场测试情况见图 4。图3 收敛测试仪器5图4 现场测试图片5.45.4 浅埋段地表沉降浅埋段地表沉降工的进行渐趋稳定。如果出现反常，出现反弯点，说明地表下沉出现点骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳状况，应立即采取措施。与6拱顶下沉对比，间接反映隧道的稳定及隧道拱部以上围岩的运动状况。图5 浅埋段地表下沉量测范围及测点布置示意图以下监测项目为选测项目：5.55.5 围岩压力及两层支护间压力量测围岩压力及两层支护间压力量测压力盒布设在围岩与初期支护之间，即测得围岩压力

8、；压力盒布设在初期支护与二次衬砌之间，即得两层支护间压力。测点布设：应把测点布设在具有代表性的断面的关键部位上（如拱顶、拱腰、拱脚、边墙仰拱等） ，并对各测点逐一进行编号。每个断面布设 5 个测点。测点布设见图 6。围岩压力与两层支护之间压力钢拱架内力图例图6 选测项目监控量测断面布置示意图土压力盒布置如图7所示：7图7 土压力传感器现场布置5.65.6 钢拱架内力量测钢拱架内力量测每榀钢拱架布设应变计，沿钢架的内边缘腹板与下翼缘交汇处布设。安装后注意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏。测点布设见图 4-7。根据应变计的频率轴力标定曲线可将量测数据来直接换算出相应的轴力值，并在隧道横

9、断面上按一定的比例把轴力画在各应变计分布位置，并将各点连接形成隧道钢拱架轴力分布图。振弦式钢筋测力计，其仪器如图 8：8图8 常用钢筋应力传感器、测试仪6.6.施工要求施工要求6.16.1 必测项目必测项目主要为洞内外观察、拱顶下沉量测、净空变化量测、地表沉降量测。洞内外观察每次开挖后进行，一般按 35m 描述一次。拱顶下沉量测、净空变化量测和地表沉降量测一般布置在同一断面，监测断面布设间距为：级围岩为 20m；级围岩为 10m。洞口段 30m 内按 5m 间距布置。6.26.2 选测项目选测项目钢拱架内力、围岩压力及两层支护间压力量测项目布置在同一断面，断面布置原则：级围岩中按 60m 间距

10、布置选测断面，级围岩中按50m 间距布置选测断面。钢拱架内力、围岩压力及两层支护间压力监测为每个断面布置 7 个测点。浅埋段地表沉降根据实际情况进行布置。浅埋段地表下沉监测点纵向测点间距如下表 1。表1 浅埋段地表下沉测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距(m)地表下沉断面数量2BH02.5B20502（按50m布设）9BH02B102020（按20m布设）H0B51006.36.3 数据采集数据采集断面测点布置好后即可通过各种监控量测仪表进行数据的采集工作。现场数据采集工作应有两名专职人员负责，测取的读数记录在预先设计好的原始记录表中，每个数据至少测读两次，同时记录下当时的施工情况，还要

11、监控量测断面距掌子面的距离，及本次监控量测的具体日期和时间，最后原始记录表中要有两名测试人员的签名。每次采集回的数据，测试人员要立即交数据处理员输入计算机进行初步分析处理。为了满足分析数据的需要，并参考规范中的要求，采集数据的频率如下表 7-3 所示：表3 监测频率监测频率测试项目类别序号量测项目115天16天1个月13个月3个月以后1洞内外观察每次开挖后、支护结构施做完成后进行2拱顶下沉量测12次/天1次/2天2次/周3次/月3净空变化量测12次/天1次/2天2次/周2次/月必 测 项 目4地表下沉量测开挖面距量测断面前后H0+B时，12次/天,开挖面距量测断面前后5B时，1次/2天,开挖面

12、距量测断面前后5B时，1次/周5锚杆轴力量测12 次/天1次/2天2次/周3次/月6围岩压力及两层支护间压力量测12 次/天1次/2天2次/周3次/月选 测 项 目7钢拱架内力量测12 次/天1次/2天2次/周3次/月107.7.劳动组织劳动组织局项目部成立监控量测领导组，各隧道工区成立监控量测小组，配备专业监控量测人员和监控量测设备，由局项目部统一管理。8 8 量测项目及仪器设备量测项目及仪器设备结合本标段隧道工程特点、规模大小和设计要求综合选定监测项目。确定的监控量测的项目分为必测项目和选测项目。必测项目在施工中必须进行，选测项目根据隧道地质条件、开挖方法及其它特殊要求有选择地进行。另外根

13、据现场施工具体情况及时调整或增加量测内容，实现动态设计。综合管理部组长：项目经理安全管理部工程管理部副组长：总工程师副组长：项目副经理 组长：各工区经理各工区技术室、安质部副组长：各工区技术负责人副组长：各工区主管领工员118.18.1 监控量测工作流程图监控量测工作流程图施工中将现场监控量测作为工序引入作业循环，并结合地质预报作出评价，优化设计参数，实施动态管理。监控量测工作流程图监控量测工作流程图监控量测监控量测实施细则 隧道施工环境及工程安全性评价判定基准报监理、业主、设计单位调整设计参数，提出变更设计建议现场调查与资料调研经验类比环境及安全是否满足要求特殊要求理论分析变更设计128.2

14、8.2 监控量测必测项目及主要仪器监控量测必测项目及主要仪器必测项目表序号监测项目常用测量仪器备注1洞内外观察现场观察、数码相机、罗盘仪2净空变化收敛仪、全站仪3拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪4地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪隧道浅埋段8.38.3 监控量测选测项目及主要仪器监控量测选测项目及主要仪器选测项目表序号监测项目常用测量仪器备注1围岩压力压力盒2钢架内力钢筋计、应变计3喷射混凝土内力混凝土应力计4二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计5初期支护与二次衬砌间接触压力压力盒6锚杆轴力钢筋计7隧底隆起水准仪、铟钢尺或全站仪8围岩内部位移多点位移计9爆破振动振动传感器、记录仪10孔隙水压力水压计11

15、水量三角堰、流量计12纵向位移多点位移计、全站仪139 9 监控量测测点布置、量测断面、监控量测频率监控量测测点布置、量测断面、监控量测频率9.19.1 监控量测点布置和量测断面监控量测点布置和量测断面9.1.19.1.1 地表沉降监测点地表沉降监测点地表监测点宜与拱顶下沉、净空收敛监测点设在同一断面上。为掌握地表沉降范围，在与隧道中线垂直的横断面上布置测点,间距 25m，在一个断面上布置 711 个点，靠近中线位置测点适当加密，量测范围为中线两侧不小于 HO+B, 地表有控制性建（构）筑物时，测量范围应适当加宽。明挖段量测范围为基坑开挖边线两侧不小于 3 倍开挖深度。地表有控制性建筑物时，测

16、量范围应适当加宽。其测点布置如下图所示。14测点埋设：在地表开挖 90cm 深基坑，浇筑混凝土基础，同时放入长 300mm，直径 22mm 的圆头钢筋，外露 5mm，四周填实。在开挖影响范围以外设置水平基准点 23 个,水平基准点埋设方法见基准点布置示意图。基准点布置示意图（基准点布置示意图（单位 cm）15地表下沉量测测点纵向间距按下表执行：隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距(m)2.5BH02B2050BH05B1 次/7 天注：B隧道开挖宽度地表下沉量测断面间距表地表下沉量测断面间距表埋深与开挖宽度量测断面间距（m）2BH2.5B2050BH2B1020HB510注：地表无建筑物时取表中上限

17、值；B 表示隧道开挖宽度1010 数据分析及反馈数据分析及反馈10.1 数据分析为了真实、及时、准确的反映施工现场信息，在数据采集及收集后，应立即对观测数据进行分析处理，并将结果反馈给设计、监理、第三方监测单位、业主等，实现动态施工。19 1）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。每次观测后立即对观测数据进行校核，如有异常及时补测。同时及时对数据进行整理，包括数据计算、填表制图、误差处理等。2）监控量测数据的分析：.根据量测值绘制时态曲线(或散点图)和空间关系曲线。如下图：位移(mm)时间(t)位移-时间曲线（a）正常曲线（b）反常曲线位移-时间曲线时间(t)位移(mm) 位

18、移位移时间曲线图时间曲线图.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；当位移-时间曲线趋于平缓时，应进行数据处理或回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。根据现场量测的位移时间曲线对围岩稳定性进行如下判断：A:当 时，说明变形速率不断下降，位移趋于稳定；B:当 时，说明变形速率保持不变，应发出警告，及时加强支护系统；C:当 时，则表示变形速率不断增大，围岩稳定情况已进入危险状态，须立即停工，采取有效的工程措施进行加固。ddt02u20ddt2u20ddt2u220当位移-时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已发生了突变，呈不稳定状态，此时应密切

19、监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。隧道位移任意监测点的实测相对位移值或用回归分析推算的总相对位移值均应小于位移控制基准值。 （基准值根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移（表 1）按表 2 要求确定。并根据实测值结合变形管理等级的规定，确定变形警戒线。表 1 隧道初期支护极限相对位移值(%)隧道埋深 h (m)围岩级别h5050h300300h500拱脚水平相对净空变化（%）0.010.030.200.600.030.100.080.400.300.600.100.300.200.800.701.200.200.500.402.501.803.00拱顶相对下沉（%）0.030.

20、060.050.120.030.060.040.150.120.300.060.100.080.400.300.800.080.160.141.100.801.40注: a 硬岩取下限，软岩取上限； b 拱脚水平相对净空变化值指两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；c 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值乘以 1.11.2 后采用。表 2 位移控制基准21类别距开挖面 1B(U,B)距开挖面 2B(U2B)据开挖面较远允许值65%U090%U0100%U0注：B 为隧道开挖宽度，U0 为极限相对位移值。根据量测结果进

21、行综合判断，结合表 3 确定变形管理等级据以指导施工。变形管理等级见表 3。表 3 变形管理等级管理等级管理位移(mm)施工状态U2U1B/3应采取特殊措施 注: U实测变形值3）实施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，发现安全隐患分析原因并提交异常报告； 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。 10.210.2 监测量测信息反馈及工程对策监测量测信息反馈及工程对策1）监控量测信息反馈根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应的工程对策与建议。量测小

22、组在规定的时间内完成数据采集和分析，根据分析结果，对工程安全性提出评价意见，评价应根据位移管理等级分三级进行，并按规定采取相应的工程对策，并报项目部总工程师。监控量测所有原始资料和分析判释结论须随施工日志放置在隧道口备查。当监控量测位移管理达到级时，由现场监控量测组长将量测原始22资料和分析结果通报现场技术主管和现场监理工程师正常施工。当监控量测位移管理达到级时，由现场监控量测组长将量测原始资料和分析结果通报现场技术主管和现场监理工程师，同时于 2 小时内上报局项目部总工程师、专业监控量测评估单位、现场指挥部。施工单位总工程师组织研究提出具体意见，指挥部 8 小时内组织参建各方对设计施工措施进

23、行综合评价。当监控量测位移管理达到级管理值以及拱顶下沉、水平收敛达5mm/d 或位移累计达 100mm 时，由现场监控量测组长及时通知现场技术主管、现场监理工程师暂停施工，并将量测原始资料和分析结果于 2小时内上报局项目部项目经理、总工程师、现场指挥部、公司工程部（可先传电子版，后报纸质文档） 。施工单位项目经理组织研究提出具体意见，指挥部指挥长、公司工程部部长 8 小时内到施工现场盯控，并组织参建各方研究相应工程措施，必要时由公司组织专家组研究工程措施。总工程师应每天收集各隧道监控量测的成果分析资料，对分析意见进行确认，对超过 II 级管理值的由项目经理同时履行该检查确认程序，相关资料签认后

24、建帐管理备查。2）工程安全性评价根据位移管理等级分三级进行（见附表） ，并采用相应的工程对策。工程安全性评价流程见附图。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23对策暂停施工，采取相应工程对策 根据工程安全性评价的结果，需要变更设计时，根据有关铁路工程和公司设计变更管理办法及时进行设计变更。 工程对策主要包括以下及方面内容：A 一般措施：24a 稳定开挖工作面措施；b 调整开挖方法；c 调整初期支护强度和刚度并及时支护；d 降低爆破振动影响；e 围岩与支护结构间回填注浆。B 辅助施工措施a 地层预处理，包括注浆加固、降水、冻结等方法；b 超前支护，包括超

25、前锚杆（管） 、管棚、超前插板、水平高压旋喷法等。1111 监测成果资料监测成果资料在监控量测过程中，实时对监测结果进行整理，按监理工程师及业主的要求以日报或周报的形式送达有关各方（业主、设计、监理） 。工程结束时，提交完整的监控量测工作总结报告。主要包括日（周、月）报、巡查报告、专题报告以及监测总报告。1）日报在遇到沉降或其它观测值变化速率加快（达到 5%控制值/天） ，或者遇到自然灾害如暴雨、台风、地震等情况时，为使相关各方能及时掌握各监测对象实时状态，将以监测日报的形式报送。日报重点集中反应近日受关注程度较高的部分监测对象，主要包括施工面附近、变形异常及重要建（构）筑物测点的变化值及其变

26、化速率，并根据工况提出有效控制变形发展的建议。252）月（周）报监测成果以周报、月报的形式提交监测管理单位，月（周）报中的表格形式按照相应的规范表格制作，报告中具体包括以下几方面的内容： 监测项目及测点布置。包括本月（周）所开展监测项目及随施工进展进行测点布置的情况，提出下月（周）计划。 施工进度。当月（周）工程施工进展及周边临近工程施工情况（施工内容、方法、进度等） ，以及监测工作进展情况（监测点变更情况和理由，监测频率变动情况的说明，监测工作存在的问题等） 。 监测值的时程变化曲线。通过监测数据，绘制监测结果时程变化曲线，并根据曲线发展趋势进行理论分析。 根据实际情况，作出相应监测项目的预

27、报分析。根据监测曲线及理论分析结果，再结合实际情况对变形较大的点作出当月（周）的综合分析，指出“变化趋势” ， 根据工况和地质条件分析产生较大变形的原因，作出该点变形对周围环境的影响是否安全的评价及预报。 指出达到或超过报警值的测点位置，并初步分析其原因。对各项监测数据进行统计，指出累积值较大并达到或超过报警值的测点，并结合施工情况对其原因进行重点分析，预测施工中是否存在危险，提出可行性建议。 监测成果表汇总。要求按规定的格式分项归类、汇总，各测点的监测数据要按监测日期顺序准确填报，表格中观测、制表、校核、审核者必须签名，确保表中内容正确真实。26 监测测点布设图。初始月（周）报必须附有现场监

28、测测点布设图，图上监测点号必须与监测成果表中的点号相对应并一致，如有新增点或变更点，应在新增或变更当月（周）报中及时更新并附图。若是地面监测点，图上要标注测点的里程。3）专题报告异常情况或重点项目的监测专题分析报告等。4）监控量测工作总结报告监测工作结束后，需进行整个项目的总结工作，并最终形成监控量测工作总结报告。报告应包括以下几部分内容： 工程概况及监测目的； 监测项目及测点布置； 采用的仪器型号、规格及标定资料； 数据采集和观测方法 监测资料的分析处理； 监测值全时程变化曲线； 超前预报效果评述； 监测结果评述。上述报告等监测成果资料按照要求及时提交给业主和监测管理单位。1212 安全技术

29、措施安全技术措施1）隧道开挖时要及时对工作面地质变化和围岩稳定情况观察，察27看喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态，发现异常时立即采取相应处理措施。2）进行量测作业时，应做好监测仪器及测量人员的安全防护，量测断面两侧应摆放警示标记，并专人指挥洞内车辆及人员通行，当监控量测与其它工序出现干扰时，应优先进行量测作业。3）所有参与监控量测的人员，应遵守安全操作规程和规章制度，佩戴齐备劳动防护用品。1313 监控量测质量保证措施监控量测质量保证措施1）将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重要的施工工序来抓，并保证监测有确定的时间和空间。各施工单位应由工程技术管理中心组成专门监测小组，具

30、体负责各项监测工作。2）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。3）施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响，据此优化施工方案。4）积极配合监理、设计单位做好对监测工作的检查、监督和指导，及时向监理、设计单位报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录，工程完成后，根据监测资料整理出标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。5）量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。量测设备、元器件等在使用28前均经过检校，合格后方可使用。6）测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、

31、保管工作，及时进行资料整理及信息反馈。1414 附表附表附表 1：围岩监控量测统计分析台帐附表 2：重大异常报告表附表 3：开挖工作面地质状况记录表附表 4：隧道拱顶下沉量测记录表附表 5：隧道净空变化量测记录表附表 6：监控量测日（周、月）报29附表 1：XX 标段 XX 隧道围岩监控量测统计分析表XX标段XX隧道围岩 监控量测 统计分析表序号断面里程围岩级别施工方法实测最大位移值管理等级处理措施3031附表 2：重大异常报告表重大异常报告表序号量测断面里 程围岩级别施工方法实测最大位移值预测最终值处理措施测点布置示意图：回归分析曲线：现场量测组长： 总工程师： 项目经理：32附表 3：开挖工作面地质状况记录表 隧道开挖工作面地质状况记录表（一）工程项目名称 施工合同段： 隧道名称： 编号 开挖工作面里程埋深（m）设计极硬岩硬岩较软岩软岩极软岩取样编号试验编号地层岩性围岩级别实际施工饱和极限抗压强度Rb（MPa）60306015305155层理产状单层厚度（m）层面特征与隧轴夹角组次产状间距（m）长度（m）缝度（mm）充填物与隧轴夹角123节理裂隙4结构面与隧道轴线关系图开挖工作面上围岩岩体结构特征断层产状破碎带宽度（m）破碎带特征与隧轴夹角纵波速度（m/s）左 侧 壁右 侧 壁层理产状单层厚度（m）