湿陷性黄土隧道监控量测施工方案

太焦铁路TJZQ-8标老顶山隧道监控量测施工方案中铁四局集团有限公司目录TOC\o"1-2"\h\uHYPERLINK\l""一编制目的的老顶山隧道监控控量测施工方方案一编制目的的1、监控量测是是隧道施工过过程中，对围围岩支护体系系的稳定状态态进行监测，为为初期支护参参数的调整和和二衬施工的的时机提供依依据，是确保保施工安全和和结构安全可可靠、指导施施工过程和施施工安全监控控的重要手段段，是铁路隧隧道施工作业业中关键的重重要作业环节节。2、通过对围岩岩变化情况及及支护结构的的观察和动态态量测，对监监测数据进行行归纳整理，综综合评价隧道道在施工过程程中的安全性性，并提出注注意事项和建建议，以达到到合理安排施施工工序、进进行日常施工工管理、确保保施工安全、修修改设计参数数和积累资料料的目的。3、通过对围岩岩和支护的变变形量测，对对测量数据进进行分析处理理与必要的计计算和判断后后，及时进行行预测和反馈馈，掌握围岩岩和支护的动动态信息并及及时反馈给监监理单位、设设计单位、建建设单位，以以便指导施工工作业和业主主、设计作出出决策等。4、经监测数据据的分析处理理与必要的计计算和判断后后，进行预测测和反馈，以以保证施工安安全和隧道围围岩及支护衬衬砌结构的稳稳定。5、为加强铁路路隧道施工质质量安全管理理，充分发挥挥监控量测在在隧道安全质质量管理中的的作用，规范范太焦铁路隧隧道施工监控控量测工作，实实现精品工程程的目标，全全面落实“六位一体”管理要求，进进一步规范太焦铁路工程程建设工作，确确保太焦铁路路山西段TJQZ--8标隧道施工工达到规范化化、标准化的的要求，增强强质量意识、安安全意识、文文明施工意识识，进一步提提高工程管理理水平，保证证本项目既定定目标的实现现，根据国家家有关法律、法法规和铁道部部、建设部的的有关规定，大西铁路客运专线有限责任公司相关管理规定及《大西铁路客专公司工程管理类文件汇编管理手册》，结合太焦铁路实际情况，特编制本隧道监控量测方案。二编制依据（1）《高速速铁路工程测测量规范》（TB106601-20009）（2）《精密工工程测量规范范》（GB/T115314--94）（3）《铁路隧隧道监控量测测技术规程》（Q/CR9218-2015）（4）《铁路隧隧道工程施工工安全技术规规程》（TB100304-22009）（5）《国家一一、二等水准准测量规范》（GB12897-2006）（6）《建筑变变形测量规范范》（JGJ8-22007）（7）大西铁路路客运专线有有限责任公司司下发大西铁铁工管【2016】34号文（8）太焦城际际铁路山西有有限责任公司司相关管理办办法（9）太焦铁路路山西段标准准化管理手册册（10）太焦铁铁路TJZQ--8标实施性施施工组织设计计。（11）国家安安全监管总局局、交通运输输部、国务院院国资委、国国家铁路局下下发的《隧道道施工安全九九条规定》（安安监总管二【2014】104号）（12）《关于于进一步明确确软弱围岩及及不良地质铁铁路隧道设计计施工有关技技术规定的通通知》（铁建建设【2010】120号）。三工程概况老顶山隧道位于于山西省长治治市郊山门村村至小罗村，隧隧道进口位于于山西省长治治市郊老顶山山山门村，地地势平坦，进进口里程DK2144+030，隧道出口口位于山西省省长治市郊小小罗村，地势势平坦，出口口里程DK2177+471，缺口里程DK2177+471..54，隧道全长3441m，最大埋深85m，位于DK2155+450～DK2155+620处，地面高高程1060m，隧道进出出口里程处交交通便利，隧隧道穿越山门门村、二龙山山村、冀家庄庄村、小罗村村。隧道进口为浅埋埋段洞身穿越越地层为新黄黄土，老黄土土。新黄土，黄黄褐色，稍密密，具有直立立性及大孔隙隙，具有湿陷陷性。老黄土土，褐黄色，坚坚硬-硬塑，含碎碎石土，粗圆圆砾、姜石。工工程地质条件件一般，上覆覆土层薄。DK215+7742处断裂带为为正断层，断断层上盘为马马家沟组石灰灰岩、泥灰岩岩，产状330°∠2°，下盘为奥奥陶系中统上上马家沟组石石灰岩、泥灰灰岩，产状75°∠19°老顶山隧道围岩岩情况：Ⅲ级围岩445m、Ⅳ级围岩1595m、Ⅴ级围岩（含406m明洞和50m洞门）1401m。四监测项目目必测项目：洞内内外观察、拱拱顶下沉、净净空变化、地地表沉降、拱拱脚下沉、拱拱脚位移。必要时选测以下下项目：①围岩压力。②钢架压力。③喷射混凝土土压力。④二次衬砌内内力。⑤初期支护与与二次衬砌接接触压力。⑥锚杆压力。⑦围岩内部位位移。⑧隧底隆起。⑨爆破震动。⑩孔隙水压力。⑪水量。⑫纵向位移。根据老顶山隧道道围岩级别划划分，按设计计要求进行监监控量测测点点布置，合理理配置专业监监控量测人员员及仪器设备备。监控量测测小组根据施施工进度，及及时进行观测测点埋点及初初始值数据采采集，严格按按铁路隧道监监控量测技术术规程执行。老顶山隧道围岩岩分级统计表表序号施工段落围岩等级起点里程终点里程长度1DK214+0030DK215+00301000V2DK215+0030DK215+111080III2DK215+1110DK215+3300190IV3DK215+3300DK215+7750450III4DK215+7750DK215+779040V5DK215+7790DK215+9950160IV6DK215+9950DK216+2220270V7DK216+2220DK217+33851165IV8DK217+3385DK217+447186V五测量组织及仪仪器设备5.1人员组织织本工区监控量测测管理实行统统一管理，以以监控量测数数据指导施工工作业，督导导数据采集、量量测频率、测测点布置、施施测方法等环环节是否按规规范要求进行行，成立监测测小组。形成成监控量测管管理制度，成成立监控量测测组织机构定定期对工区监监控量测执行行情况进行检检查和指导。在在监控量测开开始前由工区区长王建斌对对工程技术人人员、监控量量测人员进行行业务培训。组长组长王建斌副组长赵书涛、荣常伟组员刘召组员刘超组员徐琼鹏组员杜晓勇组员吴锐老顶山隧道的监监控量测小组组，组长由工工区长王建斌斌担任，实行行领导负责制制，副组长分分别由项目总总工赵书涛、工工程部部长荣荣常伟担任，作作业队监控量量测小组服从从工区项目部部的领导安排排，负责监控控量测数据的的采集，通过过真实的量测测数据进行施施工分析，及及时信息反馈馈，指导施工工作业，并对对原始数据进进行归档，监监测人员岗位位必须稳定，项项目经理部加加强监控量测测管理工作，使使监控量测落落实到实处。5.2仪器设备备与仪器的精精度要求表5.2-1仪器设备及及精度要求序号监控量测项目量测仪器测试精度备注1洞内外观察数码相机2拱顶下沉徕卡TS091mm3净空变化徕卡TS091mm4地表沉降徕卡TS091mm隧道浅埋段5拱脚下沉徕卡TS091mm6拱脚位移徕卡TS091mm表5.2-2元元器件的精度度序号元器件测试精度1压力盒≤0.5%F..S2应变计土0.1%F..S3钢筋计拉伸≤0.5%%F.S，压缩土0.1%FF.S5.3监控量测测观测组职责责(1)监控控量测观测组组是项目监控控量测观测的的责任主体，量量测数据保证证要真实可靠靠，详细地做做好观测记录录，形成数据据审核制度。积积累量测数据据，以真实的的信息化数据据正确指导施施工，保障安安全风险。(2)负责责监测网的建建立，定制每每月对监控量量测基点复核核制度。(3)及时时整理观测资资料，并及时时提交观测数数据及初步成成果资料。为为观测数据的的真实、可靠靠性负责。(4)负责责观测设施的的保护，尽量量确保施工过过程中不受扰扰动或破坏。六监控量测项目目及布设监控量测必测项项目是隧道工工程进行的日日常监控量测测项目，具体体监控量测见见表6.1-1所列。隧道监控量测必必测项目序号监控量测项目常用量测仪器备注1洞内外观察现场观察、数码码相机2拱顶下沉全站仪3净空变化全站仪4地表沉降全站仪隧道浅埋段5拱脚下沉全站仪6拱脚位移全站仪开挖工作面的地地质素描和数数码成像对于于判断围岩稳稳定性和预测测开挖面前方方的地质条件件是十分重要要的，必要时时进行物理力力学实验，获获得围岩的具具体力学参数数，为施工阶阶段围岩分级级和科学的信信息化施工提提供有效的参参考依据。在在进行地质素素描及数码成成像的时候，工工作面应有良良好的照明和和通风条件，以以保证地质素素描及数码成成像的效果。1、地表沉降点点布设老顶山隧道DKK214+0050～DK2144+990为浅埋段，开开挖后围岩难难以自稳成拱拱，地表易沉沉陷，为了确确保施工安全全，需要进行行地表沉降监监测。浅埋地地表沉降观测测点应在隧道道开挖前布设设，地表沉降降观测点和隧隧道内监测点点应布置在同同一断面里程程，地表沉降降观测点纵向向间距5m，横向间距5m，隧道顶端端加密间距为为2.5m，布置图见见图6.1-1。图6.1-1洞口浅埋段段地表沉降观观测点位布置置图地表下沉观测点点应在边、仰仰坡开挖前取取得初始读数数。2、洞内监控量量测点布设净空位移量测、拱拱顶下沉量测测在同一断面面上进行布设设，如因围岩岩及开挖方法法、隧道内管管线位置等原原因时，进行行适当调整。净净空变化量测测有水平测线线量测和斜测测线两种，斜斜测线的设置置有助于了解解垂直方向的的位移变化情情况。监测点埋设布置置在开挖后12小时内完成成，埋设于岩岩体内深度不不少于30cm，外露出初初支面5cm，初始读数数在支护后2小时内完成成。根据围岩类别、隧隧道尺寸和埋埋深等，沿隧隧道纵向在拱拱顶和边墙中中布设测点，测测点断面间距距可参照表6.2-1所列，测点点点位布置见见图6.2-1。表6.2-11洞内监控量量测断面间距距围岩等级断面间距（m))Ⅴ5Ⅵ10Ⅲ30-50预埋测点由钢筋筋加工而成，采采用冲击电锤锤或风钻钻孔孔，埋入钢筋筋采用直径不不小于20mm的钢筋，前端外外露钢筋与埋埋入钢筋焊接接，直径不小小于6mm，加工成三三角形。测点点用快凝水泥泥或锚固剂与与围岩锚固稳稳定，埋入围围岩深度不小小于30cm，若围岩破破碎松软，应应适当增加测测点埋入深度度，预埋测点点严禁焊接在在钢架或钢筋筋网上。如图所示。按设计要求严格格进行隧道开开挖工法。本本隧道有CRD工法、三台台阶法、三台台阶临时仰拱拱法、台阶法法。拱顶在隧隧道中线设1处沉降观测测点，具体观观测点布设如如下图：（1）采用台阶阶法开挖时，在在上台阶的拱拱脚以上50cm处增加一条条水平收敛量量测线01-02；下台阶施施工时在内轨轨顶面以上50cm处再布设一一条水平收敛敛量测线03-04；拱顶设沉沉降观测点00；2条斜测线分分别为00-01，00-02。测点布置置见图6.2-1。图6.2-1台阶法施工工测点布置示示意图（拱顶顶测点和两条条水平测线、两两条斜线）（2）采用三台台阶法开挖时时，拱顶设1处沉降观测测点00，上台阶拱拱脚上50cm设水平收敛敛点01-022,，中台阶拱拱脚上50cm设水平收敛敛点03-044,，下台阶拱拱脚上50cm设水平收敛敛点05-06；4条斜测线分分别为00-01、00-02、00-03、00-04。图6.2-2三台阶法施施工测点布置置示意图（拱拱顶测点和三三条水平测线线、四条斜测测线）（3）采采用CRD工法开挖时时，上部拱脚脚上50cm设水平收敛01-02、08-09及斜测线00-01、00-02；中部设水水平收敛03-04、10-11；下部设水水平收敛05-06、12-13；拱部设沉沉降观测点00、07。测点布置置见图6.2-3。图6.2-3CRD工法施工测测点布置示意意图地表沉降观测点点采用沉降观观测标，在测测点处挖长20cm、宽20cm、深40cm的方坑，用用混凝土将观观测标浇筑。监控量测点位统统一标识牌子子尺寸为30cm**40cm。如图6.4-1所示。图6.4-1监控量测标标识牌测点如果被破坏坏，应在被破破坏测点附近近补埋。如果果测点出现松松动，则应及及时加固，加加固当天的量量测数据无效效，待测点加加固后重新读读取初读数。地表下沉和拱顶顶下沉量测工工作基点应与与洞内外基点点联测。监控量测点采用用反射贴片配配合全站仪建建站测量，起起始读数宜在在2小时内完成成。测点应牢牢固可靠、易易于识别，并并注意保护。洞内观察分为开开挖工作面观观察和初期支支护状况观察察两部分。开开挖工作面观观察应在每次次开挖后进行行，此时围岩岩基本无变化化，可每天进进行一次。对对初期支护的的观察也应每每天至少进行行一次，观察察内容包括喷喷射混凝土的的现况。洞外观察包括边边仰坡稳定、地地表水渗透、地地表裂隙等观观察。地表下沉量测频频率与拱顶下下沉和净空收收敛的量测频频率相同。地地表下沉量测测应在隧道边边、仰坡开挖挖前布设与量量测，直至二二次衬砌结构构封闭、下沉沉量稳定方可可结束监控量量测观测。七量测频率净空水平收敛量量测和拱顶下下沉量测采用用相同的量测测频率。量测测频率见表7-1和7-2。出现异常常情况或不良良地质时，应应加大监控量量测频率。表7-1按距开挖面面距离确定的的监控量测频频率监控量测断面距距开挖工作面面距离（m）监控量测频率(0～1)B2次/d(1～2)B1次/d(2～5)B1次/(2d--3d)﹥5B1次/7d注:B为隧道开开挖宽度，老老顶山隧道的的开挖宽度按按14.5米计算。表7-2按位移速度度确定的监控控量测频率位移速度（mmm/d）监控量测频率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/(2d～～3d)0.2～0.551次/(3d))＜0.21次/(7d))八监控量测方方法与要求表8-1监控控测量方法与与要求序号量测项目测点布置量测方法与要求求备注1洞内观察无目视观察方法，对对围岩和支护护作以下观察察：1.地质观察：隧道在放炮炮后一次喷混混凝土前进行行，每天开挖挖后均应绘制制地址素描图图，用以核对对围岩类别及及判断支护对对围岩稳定性性。2.检查喷射混混凝土有无裂裂损及发展，锚锚杆有无松动动，钢架支护护工作状态等等，并做好相相应记录。地质描述应贯穿穿整个隧道施施工全过程，以以便及时掌握握围岩的工程程地质，核对对围岩分类，观观察支护系统统受力情况，为为安全施工提提供直观的、必必要的信息。2水平收敛按设计要求采用全站仪进行行量测,开挖后按要要求迅速埋设设监测点并编编号,初读数应在在开挖后2h内读取,最迟不得大大于6h，而且在下下一循环开挖挖前必须完成成初使读数，测测点应牢固可可靠，易于识识别并妥为保保护。以量测结果判断断施工安全与与否及确定二二衬砌施工时时间的主要信信息。3拱脚下沉按设计要求采用全站仪进行行量测,开挖后按要要求迅速埋设设监测点并编编号,初读数应在在开挖后2h内读取,最迟不得大大于6h，而且在下下一循环开挖挖前必须完成成初使读数，测测点应牢固可可靠，易于识识别并妥为保保护。以量测结果判断断施工安全与与否及确定二二衬砌施工时时间的主要信信息。4拱顶下沉按设计要求采用全站仪进行行量测,开挖后按要要求迅速埋设设监测点并编编号,初读数应在在开挖后2h内读取,最迟不得大大于6h，而且在下下一循环开挖挖前必须完成成初使读数，测测点应牢固可可靠，易于识识别并妥为保保护以量测结果判断断施工安全与与否及确定二二衬砌施工时时间的主要信信息。5地表沉降按设计要求采用全站仪进行行量测，测点点应牢固可靠靠，易于识别别并妥为保护护以量测结果判断断施工安全与与否及确定二二衬砌施工时时间的主要信信息。6拱脚位移按设计要求采用全站仪进行行量测，测点点应牢固可靠靠，易于识别别并妥为保护护以量测结果判断断施工安全与与否及确定二二衬砌施工时时间的主要信信息。九测量资料的的处理及应用用a.根据现场监监控量测数据据，绘制水平平相对净空变变化、拱顶下下沉时态曲线线进行分析。b.观测及量测测发现异常时时，应及时修修改支护参数数。一般正常常状态必须同同时满足以下下条件:⑴喷射混凝土土表面无裂缝缝或仅有少量量微裂缝。⑵位移速度除除最初1-2天允许有加加速外，应迅迅速减少。⑶围岩量测频频率根据现场场围岩变化速速率进行确定定，各项量测测工作均应持持续到变形基基本稳定后2-3周后结束。当当位移长期没没有减缓趋势势时，应适当当延长量测时时间。c.位移很快达达到稳定且围围岩状况比预预计要好时，应应适当根据现现场实际调整整初期支护的的施作时间。d.量测数据应应及时汇总分分析、上报，以以备检查和继继续量测。e.实时分析：：每天根据监监控量测数据据及时进行分分析，发现安安全隐患应分分析原因并提提交异常报告告。同时暂停停施工，加大大监测频率，并并采取加固措措施，保证隧隧道施工安全全。报警值为为收敛数据日日变化量5mm/d，拱顶累计计沉降100mm。f.阶段分析：：按周、月进进行阶段分析析，总结监控控量测数据的的变化规律，对对施工情况进进行评价，提提交阶段分析析报告，指导导后续施工。如如有异常情况况，及时采取取措施消除安安全隐患。每个断面为一个个完整的作业业区。施工程程序为：施工工准备→埋设断面测测点→采集数据→进行数据整整理分析→录入信息化化系统→信息反馈指指导施工→检验验收。现场测点测设现场测点测设埋设断面测点设置标识牌采集初始读数采集数据数据整理分析降低监测频率采集数据报监理单位确认数据整理分析报监理单位确认检查验收围岩趋于稳定加强监测频率围岩不稳定围岩稳定围岩不稳定加强支护停止掘进，加强支护围岩进入危险状态围岩进入危险状态监控量测工艺流流程图十监控量测管管理等级和工工作流程采用变形总量和和变形速率对对隧道安全进进行等级管理理。位移管理理等级（见表表10-1）及采取措措施（见表10-2）。表10-1位移移管理等级安全等级变形量/mm正常（绿色）预警二级（黄色色）预警一级（红色色）备注围岩级别Ⅲ＜4040～80＞80Ⅳ＜5050～100＞100Ⅴ、Ⅵ＜7575～150＞150注：“～”含义义为包括上、下下限值表10-2措施施对应表安全等级处理措施正常（绿色）正常施工预警二级（黄色色）加强监测，必要要时采取网喷喷混凝土等措措施进行补强强预警一级（红色色）暂停施工，增设设横、竖支撑撑进行抢险，后后续施工时，应应加强支护，调调整施工工法法。测点位移速率≥≥5mm/d时，需在施施工现场进行行原因分析，并并采取处理措措施。变形总量应控制制在管理等级级范围内，当当变形总量未未达到控制基基准时，采用用变形速率的的大小对稳定定状态进行判判断和控制。监控量测数据整整理、分析和和反馈应符合合下列要求，监监控量测信息息化系统工作作流程见图10-2。每次监控量测后后应及时通过过网络将数据据上传到服务务器。通过专专用软件分析析处理数据，自自动生成事态态曲线图进行行回归分析，预预测可能出现现的最大值，并并与位移管理理等级进行比比较。图10-2监控量测信信息化系统工工作流程图十一监控量测预预警处理监控量测出现预预警，及时启启动预警处理理程序。11.1、黄色色预警处理由工区技术负责责人或工区经经理以上人员员组织在3小时内启动动消除预警程程序，由监理理单位组织施施工单位在现现场进