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文档简介

1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。i隧道监控量测方案目 录陈山坞隧道监控量测方案1、 概述1.1、 工程概述隧道全长1001.5m,隧道进出口里程分别为DK438+900、DK439+901.5;隧线分界里程分别为:DK438+900、DK439+910.5。隧道位于右偏曲线上,左线曲线半径9000m,由小里程至大里程设计坡度2%,竖曲线半径25000m,具体分布见表1-1。表1-1 陈山坞隧道围岩分布情况表里 程围岩级别长度(m)备注DK438+900 DK438+910V10明洞段DK438+910 DK438+917V7明洞段DK

2、438+917 DK438+972V55DK438+972 DK438+995V23DK438+995 DK439+015IV20DK439+015 DK439+150135DK439+150 DK439+290IV140DK439+290 DK439+340V50DK439+340 DK439+360IV20DK439+360 DK439+825465DK439+825 DK439+845IV20DK439+845 DK439+870V25DK439+870 DK439+891.5V21.5DK439+891.5DK439+901.5V10明洞段1.2、 地貌特征随址区为剥蚀丘陵区(b),自

3、然坡度2050°,植被茂密,多位松林、灌木、杂草等。1.3、 地层岩性(1)1 Qedl含粉质黏土,褐黄色,硬塑,含35%的粗角砾,厚度约为20m。(1)1 Qed+dl含粉质黏土,褐黄色,硬塑,含砾石,厚度0.82.1m,发布于丘坡表层。(2)1 Zlz 长石石英砂岩,灰黄色,全风化,土柱状。(2)2 Zlz 长石石英砂岩,灰黄色,强风化,岩质较软,节理裂隙发育,岩体破碎。(2)3 Zlz 长石石英砂岩,灰绿色,弱风化,岩质硬,节理裂隙发育,岩体较完整。岩层产状:240°76°,123°68°1.4、 地质构造F1:洞身DK439+320处发

4、育F1断层,属姜村北东向断裂构造的次级断层,压扭性,后期活动显张性,断层产状340°76°。断裂表现为挤压破碎带,带宽510米,带内岩体泥化现象严重,钻探揭示破碎带厚度约6m。1.5、 水文地质DK440+855DK441+116地下水只要为基岩裂隙及孔隙水,预测最大涌水量为51m3 /d;DK441+116270地下水主要为基岩裂隙水、岩溶水,预测最大涌水量为1356m3 /d;DK441+270DK442+012地下水主要为基岩裂隙水、孔隙水,预测最大涌水量为251m3 /d;隧道其余地下水类型主要为基岩裂隙水及孔隙水。环境水无侵蚀性,碳化环境作用等级T2。1.6、 物

5、理地质地震动峰加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。1.7、 岩土施工工程分级及地基基本承载力(1)1 Qdel含砾粉质黏土,硬塑,0 =180kPa,;(1)2 Qed+dl粉质黏土,硬塑,0 =180kPa,;(2)1 Z1z长石石英杂砂岩,全风化,0 =250kPa,;(2)2 Z1z长石石英杂砂岩,强风化,0 =500kPa,;(2)3 Z1z长石石英杂砂岩,强风化,0 =800kPa,。2、 监控量测的目的为了保证隧道施工的安全和顺利进行,掌握围岩和支护的动态信息,使隧道结构既安全,满足其使用要求,又经济合理;在不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的地段或业主及监

6、理认为有必要监控的地段设置监控量测断面,进行全面、系统的监控量测。1)根据监测围岩变形和压力情况,验证支护衬砌的设计效果,保证围岩稳定和施工安全,掌握围岩和支护的状态,根据监测数据和分析结果进行日常施工管理;2)提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据,通过监测数据的连续变化,分析支护结构的作用及效果,确定二衬和仰拱的施作时间;3)通过对量测数据的分析处理,掌握地层稳定性变化规律,预见事故和险情,为大变形发展情况及研究、决策提供基础资料,作为调整和修正支护设计参数及施工方法的依据,提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息;4)将监控量测结果及时反馈于隧道设计、施工、建设管理中,确定施工管理等级;5)积累资

7、料,供以后工程设计、施工参考。3、 监控量测的原则根据隧道的工程地质和水位地质条件,结合我公司在以往隧道监测中积累的经验,编制本监测方案遵循以下原则: 1)监测方案以安全监测为目的,根据工程特点确定监测对象和主要监测指标。 2)根据监测对象的重要性确定监测规模和内容、监测项目和测点布置,较全面地反映围岩的实际工作状态。 3)采用先进、可靠的监测仪器和设备,设计先进的监测系统。 4)为确保提供可靠、连续的监测资料,各监测项目间相互校验,以便数值计算、故障分析和状态研究。 5)在满足工程安全的前提下,尽量减少对工程施工的交叉干扰影响。 6)按照国家现行的有关规定、规范及招标文件要求编制监测方案。4

8、、 编制依据及原则4.1 编制依据(1)铁路隧道监控量测技术规程TB101212007;(2)铁路隧道工程施工技术指南TZ2042008;(3)铁路隧道设计规范TB100032005(4)京福铁路客专闽赣II标总体实施性施工组织设计(5)铁路隧道工程施工安全技术规程TB103042009(6)陈山坞隧道设计图合福施(隧)974.2 编制原则(1) 严格执行相关技术规范和技术标准;(2) 在保证质量和工期的前提下,做到三个确保,即:确保施工过程中人员、设备的安全;确保结构的安全;确保各项土工环境标准控制在限定值范围内;(3) 施工部署科学合理,施工工艺成熟先进,各项保证体系完善,保证措施具体可行

9、;(4) 充分估计施工中可能发生的隐患,提前准备好周密详尽的预防措施。5、 监测重点难点针对陈山坞隧道工程的特点,为确保暗挖和明挖的顺利安全施工,切实做到监测指导施工,科学合理化施工。并拟定针对性措施,详见表1-2 “监测难点、重点及对策表”表1-2 监测难点、重点及对策表序号监测难点及重点项目针对性措施1陈山坞隧道洞门监测1.预埋沉降观测点,及时监测控制山体下滑塌方。2.早刷破、早支护、早封闭,有效控制破碎带失稳。3.仰坡采取砂浆锚杆防护,适当放缓坡度比例。4.加强超前地质预报,做好防水排水。5、及时施作二次衬砌并监测。2陈山坞隧道掌支面监测1拍照对掌子面做出准确素描,以便及时有效地监控,防

10、止围岩大变形。2严格按施工图进行施工。为防止暗挖段下沉,开挖时初支上台阶增设临时仰拱,格栅拱脚增设锁角锚杆,拱墙增设法向锚杆。3洞内备用抢险机械设备、抢险物质,发现情况及时处理,洞外及时加固和做好交通疏解。4按照“管超前、严注浆、强支护、紧封闭、勤量测、快循环”的十八字方针组织施工。5合理采用动态施工,通过有效监测减小围岩应力大变形。3DK439+290DK442+340段破碎带、岩泥发育、稳定性较差地段监测1.加强监控量测及施工超前地质预报,及时施作支护结构。2.采用超前单/双层小导管预支护,三台阶临时仰拱法施工。3.加强瓦斯检测及施工通风。4.必要地段采取局部周边注浆。5.合理改变布点位置

11、及观测频率。6、 监控量测内容监控量测项目分为必测项目和选测项目两大类,如业主、监理根据陈山坞隧道的地质、水文条件,确定需要选测项目的,可以依据文件实施选测项目,具体隧道监控量测项目见表1-3、表1-4表1-3 陈山坞隧道监控量测必测项目表序号监测项目量测仪器1洞内、外观察现场观察、地质罗盘,数码相机2水平收敛全站仪3拱顶下沉水准仪、铟钢尺、全站仪4地表下沉水准仪、铟钢尺表1-4 陈山坞隧道监控量测选测项目表序号监测项目量测仪器1围岩体内位移监测压力盒2钢架内力钢筋计、应变计3喷混凝土内力混凝土应变计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围岩内

12、部位移多点位移计8隧底隆起水准仪、铟钢尺9纵向位移多点位移计、全站仪7、 监控项目的实施方案7.1 洞内外观察7.1.1洞内外观察的内容1) 洞内观察包括开挖工作面观察和已施工段观察:开挖工作面观察应在每次开挖后进行,内容包括围岩岩性、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、有无剥落掉块现象、有无渗漏水、工作面稳定状态等;观察后应及时绘制开挖工作面地质素描及数码成像图,填写工作面地质状态记录表及围岩级别判定卡。2) 对已施工段观察每天至少一次,应记录初期支护状态,包括喷层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、钢架是否变形及二次衬砌效果等。3)洞外观察重点在洞口段和洞身浅埋段,记录地表沉陷、开

13、裂、变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等。4) 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,应及时通知施工负责人采取应急措施,并派专人进行不间断观测。7.1.2洞内外观察的目的通过对洞内外观察,以达到:1)预测开挖面前方的地质条件;2)为判断围岩、隧道的稳定性提供依据;3)根据喷层表面状态及锚杆的工作状态,分析支护结构的可靠程度;4)掌握地表变形变位及开裂等情况。7.1.3洞内外观察的方法 每次爆破开挖后,利用地质素描、照相或摄像技术将观测到的有关情况和现象进行详细记录,观测中,如发现异常现象,要详细记录发现的时间、具体的里程位置以及对异常情况的描述。72隧道拱顶下沉监测7.2

14、.1监测内容拱顶下沉监测,是指对隧道拱顶的实际下沉位移值进行监测,是相对于不动点的绝对位移。7.2.2监测目的对隧道拱顶进行沉降观测,主要有以下目的:1)通过拱顶位移监测,了解断面的变形状态,判断隧道拱顶的稳定性;2)根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度,为二次衬砌提供合理的支护时7.2.3监测方点的布置在隧道中心线拱顶处埋设带挂钩的预埋件作为拱顶下沉监测点,监测点采用长35cm,25的钢筋,钢筋顶端焊接钢筋圆环。监测点在钢拱架上焊接牢固,初喷完混凝土后,对附着在监测点上的混凝土进行清除,在面对进洞方向粘贴反射片。为防止挖掘机等机械碰桩测桩,测桩只能外露5厘米左右,测桩头需设保护罩,拱顶下沉及水

15、平收敛位移量测布置在同一断面。表2-1 量测断面间距和每断面测点数量表围岩级别断面间距(m)每断面测点数量净空变化拱顶下沉51012条基线13点10301条基线1点30501条基线1点7.2.4监测方法1) 陈山坞隧道V级围岩三台阶仰拱法施工中,在临时仰拱未拆除的情况下,采用自动安平水准仪进行拱顶下沉监测,在隧道内设置监测断面,在隧道拱顶设置测点,安设隧道拱部监测测点,将钢尺或收敛计挂在作为隧道拱部测点上作为标尺,后视点可设在稳定的部位,用水平仪观测。2)在后视水准点上架设徕卡仪器自带的金属三角架,固定仪器高度作为后视标高,仪器架设在水准点和反光片中间适当的位置,不必量取后视标高和仪器高,这样

16、可消除因量取仪器高和后视标高带来的误差。然后使用全站仪测量水准点到反光片的高差,正、倒镜测量3个测回,每测回高差值比较不超过0.5mm,取平均数作为拱顶下沉量测数据结果。示意图如下:图2-1 沉降观测示意图洞内水平净空收敛的精度分析:收敛仪钢尺受温度影响较小,隧道内温度基本稳定,初次量测温度和日常量测时温度基本一致,不必考虑温度改正。收敛仪的最小读数为0.01mm,量测结果的取值也为0.01mm,能够反映围岩的细微变化,满足精度要求。3)测点应在距开挖面2m的范围内尽快安设,并应保证爆破后24h内或下一7.2.5监测频率监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度按附表2-3及附表2-3来确

17、定。由位移速度决定的监控量测频率和由开挖面的距离决定的监控量测频率之中,采用较高的频率值,出现异常情况或不良地质时,增大监控量测频率。表2-2 按距开挖面距离确定的监控量测频率监控量测断面距开挖面距离(m)监控量测频率(01)B2次/d(12)B1次/d(25)B1次/23d5B1次/7dB为隧道开挖宽度表2-3 按位移速度确定的监控量测频率位移速度(mm/d)监控量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d73隧道周边收敛监测7.3.1监测内容 隧道周边收敛监测,是监测隧道内壁两点连线方向的相对位移或监测点的绝对位移量。7.3.2监测目的 对隧道周

18、边进行收敛观测,主要有以下目的: 1)周边位移是隧道围岩应力状态变化的最直观反映,监测周边位移可为判断隧道空间的稳定性提供可靠的信息,以确定初期支护的安全性; 2)根据变位速度、变位加速度判断隧道围岩的稳定程度,为二次衬砌提供合理的支护时机; 3)判断初期支护设计与施工方法选取的合理性,用以指导设计和施工。7.3.4测点布置1)监测点的埋设方法和拱顶下沉监测点的埋设方法相同。围岩周边收敛点与拱顶下沉监测点布置在同一断面上,以便进行数据分析。结合监控量测点位埋设要求及现场施工现状,对于三台阶法开挖的拱顶沉降观测点应按510米间距布置于拱顶正中央,围岩周边收敛与拱顶下沉布置在同一断面上,每断面设置

19、两对,第一对高度位于内轨顶上方2.5米处,第二对位于第一对上方3.5米处,具体布设见下图。2)结合监控量测点位埋设要求及现场施工现状,对于台阶法开挖的拱顶沉降观测点应按510米间距布置于拱顶正中央,围岩周边收敛与拱顶下沉布置在同一断面上,每断面设置两对,第一对高度位于内轨顶上方2.5米处,第二对位于第一对上方3.5米处,具体布设见下图。3)结合监控量测点位埋设要求及现场施工现状,对于四步CD法开挖的拱顶沉降观测点应按5间距布置,围岩周边收敛与拱顶下沉布置在同一断面上,且每个小洞点位布设统一按照大洞布置,拱顶前期设2个点,后期选择左导坑测点,第一对高度位于内轨顶上方2.5米处,第二对位于第一对上

20、方3.5米处,具体布设见下图。4)结合监控量测点位埋设要求及现场施工现状,对于六步CD法开挖的拱顶沉降观测点应按5间距布置,围岩周边收敛与拱顶下沉布置在同一断面上,且每个小洞点位布设统一按照大洞布置,拱顶前期设2个点,后期选择左导坑测点,第一对高度位于内轨顶上方1米处,第二对位于第一对上方3米处,第三对位于第二对上方3.3米处,具体布设见下图。 图2-2 三台阶开挖法拱顶沉降、周边收敛测线布置示意图图2-3 四步、六部CD开挖法拱顶沉降、周边收敛测线布置示意图7.3.5监测方法1)围岩周边收敛采用全站仪及反射片进行监测。2)在隧道内设置监控量测断面,每个断面分别在侧墙和拱顶设置测点,利用全站仪

21、的无棱镜反射,用边角法构筑三角形的边长变化来分析隧道周边某两点相对位置的变化。3)测点应在距开挖面2m的范围内尽快安设,在爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。7.3.6监测内容监测频率同表2-2、2-37.4洞口浅埋段地面沉降监测7.4.1监测内容测试洞口浅埋段隧道开挖时对地面沉降的影响及其影响范围。7.4.2监测目的1)判断开挖时对地面沉降的影响及其影响范围;2)根据监测结果决定对该区段设计、施工方法的调整和变更;3)保证施工安全,优化支护参数;7.4.3测试仪器精密水准仪、铟钢尺、全站仪、反光片等仪器。7.4.4测点布置在隧道洞口浅埋地段,出入口仰坡地段,沿隧道轴线方向布设量测断面,

22、地表沉降观测点纵向间距见表2-1。断面间距根据地形条件确定,地表沉降观测点横向间距为25m,在隧道中线附近测点应适当加密,隧道中线两侧范围不应小于H0+B。在选定的量测断面区域,首先应设一个通视条件较好、测量方便、牢固的基准点,基准点位置应在地表沉降影响区以外)。地面测点布置在隧道轴线及其两侧,每个断面测点一般为7个以上,间距2m5m。测点应埋水泥桩,测量放线定位,用水准仪或全站仪量测。隧道开挖距测点前30m处开始量测,隧道开挖超过测点20m、并待沉降稳定以后停止量测。表2-4 地表沉降观测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距(m)2BH02.5B2050BH02B1020H0B510H0

23、为隧道埋深,B为隧道开挖宽度图2-3隧道地表下沉量测断面布置图7.4.5测试方法用精密水准仪、全站仪对测点的高程进行量测,计算其高程的变化量。75围岩体内位移监测7.5.1监测内容在隧道围岩内钻孔,在孔内安设测试元件,监测沿钻孔不同深度岩层的位移值。7.5.2监测目的对隧道内部位移进行观测,主要有以下目的:1)确定围岩位移随深度变化曲线;2)找出围岩的移动范围,深入研究支架与围岩相互作用的关系3)判断开挖后围岩的松动区、强度下降区以及弹性区的范围;7.5.3监测方法沿隧道周边布置钻孔,在孔内埋设多点位移计,使各测点与钻孔壁紧密结合,岩层移动时带动测点起移动,监测各测点钢带在孔口的读数。假定最远

24、测点布置在稳定围岩内,进而可以求出各测点相对于最远测点的位移值。当最远测点的7.5.4监测精度监测的最小精度10mm。7.5.5测点布置根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求地段或业主及监理认为有必要监控的地段。在左右线洞内各设置2个监控量测断面,断面位置暂定于隧道洞口地段和隧道中部。洞口地段的监测断面,每个断面在侧壁和拱顶设置5个测孔,每测孔内设置3个测点,如图25所示;由于隧道较短,围岩变化情况不大,隧道中部的监测断面,每个断面在侧壁和拱顶设置3个测孔,每测孔内设置3个测点,如图2-6所示;图-4洞口段锚杆轴力、多点位移计断面布置示意图图-5隧道中部锚杆轴力、多点位移计断面布置示意图7

25、.5.6监测频率如表2-5所示。开挖(天)频度开挖(天)频度11512/天30901次/周16301次/1天901次/月表2-5锚杆轴力、多点位移监测频度表76锚杆轴力监测7.6.1监测内容测试锚杆轴力的大小。7.6.2监测目的1)了解锚杆受力状态及轴向力的大小,为确定合理的锚杆参数提供依据;2)判断围岩变形的发展趋势,概略判断围岩内强度下降区的界限;3)评价锚杆的支护效果;4)掌握岩体内应力重分布的过程;7.6.3监测方法沿隧道周边钻孔,布置与锚杆材质相同的监测锚杆,沿锚杆不同长度上布置元件,监测沿锚杆长度各点的轴力。7.6.4监测精度l100(F·S)7.6.5测点布置根据不良地

26、质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求地段或业主及监理认为有必要监控的地段。在左右线洞内各设置2个监控量测断面,断面位置暂定于隧道洞口地段和隧道中部。洞口地段的监测断面,每个断面在侧壁和拱顶设置5个测孔,每测孔内设置3个测点,如图22所示;由于隧道较短,围岩变化情况不大,隧道中部的监测断面,每个断面在侧壁和拱顶设置3个测孔,每测孔内设置3个7.6.6监测频率如表2-5所示。7.7围岩压力及层间支护压力监测7.7.1监测内容测试围岩与初期支护之间以及初期支护与二次衬砌之间的压力。7.7.2监测目的1)了解初期支护对围岩的支护效果,判断复合式衬砌中围岩荷载大小;2)了解初期支护与二次衬砌的实际承载情况及

27、各自分担围岩压力情况; 图2-6测频仪 图2-7振弦式压力计7.7.3监测方法根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的地段或业主及监理认为有必要监控的地段,在左右线洞内设置监控量测断面,每个监控断面沿隧道周边在围岩与初期支护之间以及初期支护与二次衬砌之间埋设土压力盒进行监测。7.7.4监测仪器XYJ一4压轴式双膜土压力传感器。如图2-5和图2-6所示。7.7.5根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求地段或业主及监理认为有必要监控的地段。在左右线洞内各设置2个监控量测断面,断面位置暂定于隧道洞口地段和隧道中部,和多点位移计埋设于同一断面。每个断面在侧壁和拱顶设置5对测点,如图2-7所示。

28、图2-8 压应力监测测点布置示意图7.7.6监测频率同锚杆轴力监测。7.8钢架内力7.8.1监测内容测试钢架的轴力,从而计算钢架所受到的轴力和弯矩。7.8.2监测目的1)了解钢架与喷混凝土对围岩的组合支护效果;2)了解钢架的实际工作状态,视具体情况决定是否需要采取加固措施;3)判断初期支护承载能力,保证施工安全,优化支护参数。7.8.3测试方法根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段,在每座隧道均设置监控量测断面,每个监控断面沿隧道周边在钢架内、外侧侧壁对称地设置钢筋应力计进行监测。7.8.4测试仪器XJG2型钢弦式钢筋应力传感器。如图28

29、所示。图29振弦式钢筋计7.8.5监测精度llOO(F·s)7.8.6测点布置根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求地段或业主及监理认为有必要监控的地段。在左右线洞内各设置2个监控量测断面,断面位置暂定于隧道洞口地段和隧道中部,和多点位移计埋设于同一断面。每个断面在侧壁和拱顶设置5对测点,如图29所示 图2-10 钢筋应力监测测点布置示意图7.8.7监测频率同锚杆轴力监测。79模筑二次衬砌应力监测7.9.1监测内容监测二次衬砌内、外表面的应变,从而计算二次衬砌截面内的轴力和弯矩。7.9.2监测目的1)了解二次衬砌的受力条件;2)判断支护结构长期使用的可靠性以及安全程度;3)检验二

30、次衬砌设计的合理性,积累资料为经验类比提供依据。7.9.3监测方法沿隧道周边在二次衬砌内、外侧对称地埋设埋入式混凝土应变传感器进行监测。7.9.4监测仪器XJH一2埋入式混凝土应变传感器。7.9.5测点布置根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求地段或业主及监理认为有必要监控的地段。在左右线洞内各设置2个监控量测断面,断面位置暂定于隧道洞口地段和隧道中部,和多点位移计埋设于同一断面。每个断面在侧壁和拱顶设置5对测点,如图2-12所示。图2-12 模筑二次衬砌应力监测测点布置示意图7.9.6监测频率同锚杆轴力监测。7.10 监测的控制标准7.10.1位移控制基准位移控制基准根据测点距开挖面的距

31、离,由初期支护极限相对位移按表2-6要求确定。表2-6 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。7.10.2管理等级根据位移控制基准,位移管理按下表2-7分为三个等级:表2-7 位移管理等级管理等级距开挖面1B距开挖面2BUU1B/3UU1B/3U1BU2U1B/3U2B/3U2U2B/3U2U1B/3U2U2B/3注:U为实测位移值7.10.3监控量测结束标准根据收敛速度判别:1)一般地段:收敛速度5mm/d时,围岩处于急剧变化状态,加强初期支护系统;收敛速度0.2mm/d时,

32、拱部下沉速度小于0.15/d,围岩基本达到稳定。2)特殊地质地段:加强初期支护强度和刚度,严格控制过大变形。3)各量测项目持续到变形基本稳定后2周结束,断层破碎带地段位移长时间不能稳定时,延长量测时间并采取加强措施。8.监测数据的处理分析和反馈8.1量测数据的整理、分析1) 量测数据的观测、整理掌子面地质状况表、周边收敛拱顶下沉测试数据按铁路隧道监控量测技术规程附表格式记录。每次观测后应立即对观测数据进行校核,如有异常应及时补测;每次观测后应及时对观测数据进行整理,包括观测数据计算、填表制图、误差分析等。2) 量测数据分析(1) 应及时对现场量测数据绘制时态曲线(或散点图)和空间关系曲线。如下

33、图:图3-1 位移时间曲线图(2) 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。当位移-时间曲线出现反弯点时(如图4-7b),则表明围岩和支护已发生了突变,呈不稳定状态,此时应密切监视围岩动态,并加强支护,必要时暂停开挖。(3) 隧道周壁任意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

34、小于表4-10所列数值。并根据实测值结合变形管理等级的规定,确定变形警戒线。当实测值接近或达到警戒值,而位移速率无明显下降,或喷层表面出现明显裂缝时,应立即采取补强措施,并调整原支护设计参数或开挖方法。表3-1 隧道初期支护极限相对位移值(%)围岩级别隧道埋深h(m)H5050h300300h500拱脚水平相对净空变化值0.200.500.402.001.803.000.100.300.200.800.701.200.030.100.080.400.300.600.010.030.010.08拱顶相对下沉0.080.160.141.100.801.400.060.100.080.400.300

35、.800.030.060.040.150.120.300.030.060.050.12注: (1) 硬岩取下限,软岩取上限;(2) 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;(3) I、V、VI类围岩可按工程类比初步选定允许值范围。(4) 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。3)回归分析和曲线拟合:取得监测数据后,及时整理分析监测数据,绘制位移时间曲线, 当位移时间曲线趋于平缓时,进行数据处理或回归分析,推算最终位移值,掌握位移变化规律。结合施工步骤对围岩、支护等变形进行分

36、析判断,将实测数据与允许值进行比较,及时绘制各种变形时间关系曲线,预测结构变形发展趋势,预测结构的安全性,评价施工方法,确定工程技术措施,并向总工程师及监理工程师汇报,工区技术负责人根据监测结果并及时调整施工工序及采取相应的技术措施,以实现信息化施工。为确保监测结果质量,加快信息反馈速度,全部所得监测数据均由计算机分析,并绘制测点位移变化曲线图。回归分析采用以下三种回归函数:对数函数U=A+B×ln(t+1),U=A×ln(B+T)/(B+t0);指数函数U=A×eB/t,U=A×(eBt0eBT);双曲函数U=t/(A+Bt),U=A(1/(1+Bt0

37、)2(1/(1+BT)2)。试用每个函数进行计算,并且选用回归精度和拟合程度最高的函数作最终回归计算。根据回归结果计算位移极值和提前确定二衬日期。绘制量测数据的时态变化曲线图和距开挖面关系图。在取得足够的数据后,根据散点图的数据分布状况,选择合适的函数,对监测结果进行回归分析,以预测该测点可能出现的最大位移值或应力值,预测结构和建筑物的安全状况,防患于未然。还可通过插值法,在实测数据的基础上,采用函数近似的方法,求得符合测量规律而又未实测到的数据。a.当围岩位移速度不断下降时(du2/d2t0),围岩趋于稳定状态;b.当围岩位移速度不断下降时(du2/d2t=0),围岩不稳定状态,加强支护;c

38、.当围岩位移速度不断下降时(du2/d2t0),围岩进入危险状态,立即停止掘进,加强支护;监控量测信息反馈根据监控量测数据分析结果,对施工安全性进行分析,并提出相应的工程对策与建议。每天根据检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,按照每周、每月递交分析报告,特殊情况下必须紧急报告。工程安全性评价流程如下图:图3-2 工程安全性评价流程8.2建立监测管理等级基准建立监测变形管理等级标准,管理等级分三等,其等级划分及相应基准值见表3-2 “变形管理等级标准表”。通过对监测结果的比较和分析来判定支护结构的稳定性和安全性,并指导施工。表3-2 变形管理等级标准表管理等级管理位移施工状

39、态UoUn/3可正常施工Un/3Uo2Un/3应加强支护Uo2Un/3考虑采取特殊措施注:U0 为实测变形值,Un允许变形值8.3建立快速信息反馈渠道为确保监测结果的质量,加快信息反馈速度,建立快速信息反馈平台。监测小组的监测数据均由计算机管理。如有变形超过管理标准,则由工区总工根据相关要求制定对策,通过调度命令直接传达到架子队执行,并同时通过电话及其它方式通知监理及设计单位。周报、月报则通过书面形式上报工区总工,由工区按期向局指、施工监理、设计单位和业主单位提交监测报告,并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图,和对施工情况进行评价并提出施工建议。8.4监测信息反馈程序监控量测与信息反馈程序见

40、图3-3。图3-3监控量测与信息反馈程序图施工设计监控量测现场施工监测设计资料调研量测结果的计算机信息分析处理必测项目的回归分析监测结果的综合评价量测结果的形象化、具体化报送设计和监理监理单位结构安全性、经济性判断经济类比理论分析设计、规范要求选测项目的动态分析量测结果的综合处理及反馈分析“围岩结构”体系动态及现状分析说明、提交修正设计意见、建议反馈设计施工是否改变设计、施工方法新设计方案调整设计参数、改变施工方法或辅助施工措施8.5信息反馈设计的主要内容围岩及支护的稳定性应根据开挖工作面的状态、净空水平收敛值及拱顶下沉量的大小和速率综合判断,并及时反馈于设计和施工中,根据水平相对净空变化值进

41、行判断时,应符合现行铁路隧道监控量测技术规程的有关规定,并结合隧道跨度袖中考虑。信息反馈的主要内容为施工方法变更的建议;施工工序的更改;预留变形量的修改或确认;设计参数的修改或确认;辅助施工措施的选择与变更;周边环境的影响评估及辅助施工措施建议。9监测组织机构及质量管理体系9.1监控量测管理 分部工程部根据设计文件编制隧道监控量测实施方案,由工区总工审查后,由分部工程部上报监理,在监理工程师批准后实施。监控量测必须按TB10121-2007铁路隧道监控量测技术规程要求进行,布点要合理,数据要真实。监测周报和监测月报,由总工程师签阅后存档(发放范围同上)。 分部主管工程师或总工程师根据工程进展情

42、况认为有必要时,应增加监测频率或监测项目。 监测周报和月报需在周交班会和生产会上进行通报。并对进行数据分析。当监测数据发生异常时,必须在第一时间将监测日报和此前34天的施工日志交主管领导进行分析,必要时以碰头会的形式进行通报, 碰头会参加人员分部经理、副经理、总工、工程部长、监测人员、技术负责人,分析原因,制定对策。同时要求增加监测项目或加大监测频率。9.2人员组织与资源配置9.2.1人员组织针对陈山坞隧道监控量测特点,分部成立以总工为组长,工程部部长、测量组负责人为副组长的监控量测领导小组,领导小组下设专业监控量测组,成员由分部测量人员及现场技术人员组成,在监测主管的组织下负责隧道日常监测工作及资料整理工作。领导小组定期召开监控量测专题会议,讨论分析量测数据,确定施工方法的合理性、二次衬砌的施做时间、支护参数的准确性等问题。对监测方案及施工措施作出决策分部总工(董来军)制定监测方案,提供监测数据报告分部技术负责人、监测主管日常监控量测工作并处理反馈监控数据处理监测人员图4-1施工监测实施图 分部建立专业监控量测组,监测组组长由测量技术主管担任,监测组有8人组成专业监测队伍,主要负责陈山坞隧道的监测点布置、元件埋设、量测数据的收集及初步整理工作。人员配备详见表5-2。表4-1 监控量测人员配置表序号姓名职务学历工作年限工作任务1组长大专4拱顶及收敛2组员大专5

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