杭长客专三分部隧道监控量测施工方案

杭长客专ZJ-3标隧道工程（DK105+581.95~DK118+494.24）监控量测方案编制审核审批中铁十一局集团杭长项目经理部三分部2010年6月目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、工程及地质情况说明 3二、编制目的、依据 32.1编制目的 32.2编制依据 3三、组织机构及作业程序 33.1组织机构 33.2作业程序 4四、技术要求 44.1量测仪器 44.2量测项目 44.3监控量测断面及测点布置原则 54.4监控量测频率 64.5监控量测控制基准 7五、监控量测方法 95.1时间要求 95.2洞内、外观察 95.3净空变化量测 105.4拱顶下沉量测 105.5地表沉降量测 115.6量测注意事项 11六、监控量测数据分析及信息反馈 126.1数据分析处理 126.2信息反馈及工程对策 13七、监控量测验收资料 15八、监控量测质量保证措施 15九、附表 16附录A开挖工作面地质状况记录表 17附录B隧道周边收敛记录表 20附录C隧道拱顶下沉量测记录表 21附录D隧道地表下沉量测记录表 22附录E收敛变形观测位移时态曲线（表） 23附录F收敛变形观测位移时态曲线（图） 24隧道监控量测方案一、工程及地质情况说明隧道地处义乌市，有杭金衢高速及03省道贯通。隧道附近路段多为水泥路面，交通条件较为方便。地质结构多为凝灰质砂岩，强风化层，岩石破碎。裂隙发育。地下水主要以基岩裂隙水和风化裂隙水为主，富水性弱。隧道地处段地震动峰值加速度为小于0.05g。二、编制目的、依据2.1编制目的为确保监控量测工作顺利正常开展，了解围岩状态，及时反馈信息于设计和指导施工，调整支护参数和二衬施作时间，确保施工安全和结构的长期稳定性，有效保护周边环境，尽量降低监控量测费用，减少对工程施工的干扰，同时为加强监控量测实施人员规范操作，全面掌握监控量测实施全过程，结合隧道工程特点，制定本方案。2.2编制依据1、《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204——2008）；2、《铁路隧道设计规范》（TB10621——2009）；3、《高速铁路工程测量规范》（TB10601——2009）；4、施工图纸、设计要求和环境、地质条件；5、工程特点、施工方法、工程状态和可操作性。三、组织机构及作业程序3.1组织机构为保证监控量测工作正常有序开展，项目部建立总工程师负责的管理体系，工程部和安质部负责对隧道监控量测进行日常检查、指导和重大问题上报工作。并成立监控量测小组。组长余胜勇；副组长陈伟，金忠灵；成员：王伟军、陈传金、邹金鑫、王健、梁继荣。人员分工：王伟军、陈传金、邹金鑫负责布点、测量，王健、梁继荣负责资料整理汇总，余胜勇、陈伟审核把关。制定各岗位职责，明确分工，责任到人。总负责人：项目部总工程师，负责监控量测工作组织安排和重大问题的处理。主管部门：项目部工程部、质检部，负责监控量测全面管理，日常检查、指导和重大问题上报工作，并参与重大问题的处理。监控量测负责人：测量队负责主管监控量测组工作，掌握监控量测工作状态，分析和上报有关监控量测数据和情况，制定处理措施，下达技术交底资料。及时组织相关人员开展监控量测工作，并对监控量测结果负责，分析监控量测数据和上报监控量测动态。现场监控量测实施人：监控量测组员（操作人员和资料员），操作人员负责现场监控量测具体实施，负责测点的布设和保护，及时取得监控量测数据；资料员负责监控量测资料的收集、整理、签认、汇总和归档等资料管理工作。3.2作业程序（1）熟悉资料（施工图纸、规范和作业指导书等）;（2）布点量测;（3）取得数据;（4）整理签认;（5）分析处理;（6）位移管理;（7）信息反馈;（8）工程对策;（9）资料归档。四、技术要求4.1量测仪器量测仪器配备：数码相机、收敛仪、全站仪、水准仪、塔尺、钢尺等。辅助工具：爬梯、手电筒及其它辅助工具。4.2量测项目根据设计要求，结合隧道具体情况，确定围岩量测必测项目（见表4-1）。表4-1围岩量测必测项目序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注1净空变化隧道净空变化测定仪（收敛计）0.5～1mm一般进行水平收敛量测2拱顶下沉水准测量的方法、水准仪、钢尺0.5～1mm3地表下沉水准测量的方法、水准仪、塔尺0.5～1mm隧道浅埋段必测（H0≤2b）4地质和初期支护观察每次开挖后对开挖面进行观测，如发现异常应立即进行处理；对已施工的区段每天至少观察一次，发现结构开裂、突出等异常应立即采取应急措施。了解隧道支护结构及围岩地稳定情况4.3监控量测断面及测点布置原则4.3.1净空变化测点和拱顶下沉测点量测仪器、测试精度、量测断面、间距测点数量按表44.3.2表4-2量测仪器、测试精度、断面间距、测点数量围岩级别断面间距（m）水平净空变化拱顶下沉每断面测点数量量测仪器测试精度每断面测点数量量测仪器测试精度Ⅲ30～501条水平测线收敛计0.1mm1个测点水准仪、钢尺或全站仪0.5～1mmⅣ20～40每台阶1条水平测线1个测点Ⅴ～Ⅵ15～20每台阶1条水平测线1-3个测点注：洞口及浅埋地段断面间距取小值；台阶法施工特殊地段要求布设两条斜测线。4.3.34.3.4浅埋隧道（H0≤2b，H0—隧道埋深，b—隧道最大开挖宽度）应在隧道开挖前布设地表沉降测点，地表沉降测点纵向间距应符合表4表4-3地表沉降测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m）2B<H0<2.5B20～50B<H0≤2B10～20H0≤B5～10注：H0为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。4.3.5地表沉降测点横向间距为5m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于H0+B，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。其测点布置如图4-HH0基准点45°B量测范围图4-4地表沉降横向测点布置示意图4.4监控量测频率4.4.1监控量测的频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度按表4-5表4-5量测频率表位移速度（mm/d）量测断面距开挖工作面的距离量测频率≥5（0～1）B2次/d1～5（1～2）B1次/d0.5～1（2～5）B1次/2～3d0.2～0.5（2～5）B1次/3d＜0.2＞5B1次/7d注：B表示隧道开挖宽度4.4.24.4.34.4.44.5监控量测控制基准4.5.14.5.2隧道初期支护极限相对位移可参照表4-6表4-6跨度7m≤B≤12m隧道初期支护极限相对位移围岩级别隧道埋深h（m）h≤5050＜h≤300300＜h≤500拱脚水平相对净空变化（%）Ⅱ0.01～0.030.01～0.08Ⅲ0.03～0.100.08～0.400.30～0.60Ⅳ0.10～0.300.20～0.800.70～1.20Ⅴ0.20～0.500.40～2.001.80～3.00拱顶相对下沉（%）Ⅱ0.03～0.060.05～0.12Ⅲ0.03～0.060.04～0.150.12～0.30Ⅳ0.06～0.100.08～0.400.30～0.80Ⅴ0.08～0.160.14～1.100.80～1.40注：1本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。2拱脚水平相对净空变化指两拱脚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极限值乘以1.1～1.2后采用。4.5.3位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移按表4表3-7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。3.5.4根据位移控制基准，可按表4-8分为三个管理等级。表4-8位移管理等级管理等级距开挖面1B距开挖面2BⅢU＜U1B/3U＜U2B/3ⅡU1B/3≤U≤2U1B/3U2B/3≤U≤2U2B/3ⅠU＞2U1B/3U＞2U2B/3注：U为实测位移值4.5.44.5.5①隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；②隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上；③对浅埋、软弱围岩等特殊地段，应视现场具体情况确定二次衬砌施作时间。5.地质和初期支护观察地质和初期支护观察分开挖工作面观察、已施工区段初期支护观察及地表观察。5.1开挖工作面观察在每次开挖后进行一次,内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状况、围岩变形等。当地质情况无变化时，可每天进行一次，观察应绘制开挖工作面略图并作好地质素描，填写工作面状态记录表及围岩级别判定。5.2对已施工区段初期支护的观察每天一次，观察内容包括喷砼、锚杆、钢架的状况，以及施工质量是否符合规定的要求。5.3洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边仰坡的稳定、地表水渗透的观察。五、监控量测方法5.1时间要求洞内、外观察和地表沉降观测根据本作业指导书要求进行。净空变化和拱顶下沉量测布点应在开挖后至初喷前进行，若围岩出现变化异常应尽早布设;初始读数在每次开挖后12小时内取得，最晚不得迟于24小时。5.2洞内、外观察洞内观察可分为开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。其中，开挖工作面观察应在每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘察资料进行对比；已施工地段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等工作状态。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。5.3净空变化量测5.3.15.3.25.3.3①检查预埋测点有无损坏、松动，并将测点灰尘擦净。②把净空收敛仪的尺头及尺架挂钩分别固定在预埋测点孔内，选择合适的尺孔，将尺孔销插入，用尺卡将尺与联尺架固定。③调整调节螺母，记下钢尺在联尺架端时的基线长度与数显读数。为提高量测精度，每条基线应重复测三次取平均值。当三次读数极差大于0.05mm时，应重新测试。每次开挖后12h内取得初读数。④测试过程中，若数显读数已超过25mm，则应将钢尺收拢（换尺孔）重新测试，两组平均值相减，即为两尺孔的实际间距，以消除钢尺重孔距离不精确造成的测量误差。⑤一条基线测完后，应及时逆时针转动调节螺母，摘下收敛仪，打开尺卡收拢钢尺，为下一次使用作好准备。5.4拱顶下沉量测5.4.15.4.25.4.35.5地表沉降量测5.5.15.5.25.5.35.6量测注意事项5.6.15.6.25.6.35.6.4各监控量测小组须保证量测数据的真实性、准确性和及时性，如实的反应实际变化情况5.6.55.6.6六、监控量测数据分析及信息反馈6.1数据分析处理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。同时应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。6.1.1量测数据校核主要是对数据进行可靠性分析，排除各种误差影响，保证量测数据的可靠性和完整性。每次观测后应立即对观测数据进行校核和整理，包括对观测数据的计算、填表制图、误差处理等，如有异常应及时补测。6.1.2量测数据整理包括各种物理量计算和图表整理，打印相关监控量测报表，并根据数据绘制位移时态曲线图或散点图，以便于分析监控量测数据的变化规律和趋势。6.1.3数据分析通常采用比较法、作图法和数值计算等，一般采用散点图和回归分析方法，分析各监控量测物理量值大小、变化规律和发展趋势，预测该测点可能出现的最终值及影响范围，评估安全状况。绘制时间-位移和距离-位移散点图，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数进行回归分析，对最大值（最终值）进行预测，并与控制基准值进行比较，结合施工工况综合分析围岩和支护结构和工作状态。监控量测数据的分析包括以下主要内容：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、工序进行评价；④及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。6.2信息反馈及工程对策6.2.16.2.2图6-1监控量测信息反馈程序框图6.2.3实时分析：每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因并提交异常报告，及时采取措施，一般采用日报表形式。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，一般采用周报、月报形式。6.2.4工程安全性评价应根据位移管理等级分三级进行，并采用表6-1相应的工程对策。当监控量测位移管理达到Ⅲ级时，应上报监控量测组长、技术主管和现场监理工程师；当达到Ⅱ级时，上报分部工程部长、总工程师和现场施工负责人，同时总工程师根据综合情况上报设计单位、业主单位和监理单位采取相应工程措施；当达到Ⅰ表6-1工程安全性评价分级及相应对策措施管理等级应对措施Ⅲ正常施工Ⅱ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对策护Ⅰ暂停施工，采取相应工程对策注：U—实测位移值；U0—最大允许位移值。6.2.5监控量测结果监控量测结果位移（应力）是否超过Ⅲ级管理位移（应力）是否超过Ⅱ级管理位移（应力）是否达到Ⅰ级管理继续施工暂停施工位移（应力）是否超过Ⅱ级管理工程对策不安全安全否否是是图6-2工程安全性评价流程图6．2.5工程对策主要应包括下列内容1、一般措施：稳定开挖工作面措施；调整开挖方法；调整初期支护强度和刚度并及时支护；降低爆破振动影响；围岩与支护结构间回填注浆。2、辅助施工措施：地层预处理，包括注浆加固、降水、冻结等方法；超前支护，包括超前锚杆（管）、管棚、超前插板、水平高压旋喷法、预切槽法等。七、监控量测验收资料监控量测资料是竣工文件不可缺少的部分，纳入竣工文件管理程序中。分部应设专人负责监控量测资料的收集、整理、签认、归档和移交，监控量测验收资料主要包括以下内容：（1）监控量测设计方案；（2）监控量测实施细则及批复；（3）监控量测结果及上报资料；（4）监控量测数据汇总表及观测资料；（5）监控量测工作总结报告。八、监控量测质量保证措施为保证量测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项质量保证措施：（1）监测组与监理工程师、技术负责人密切配合工作，及时向监理工程师、技术负责人报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录。（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中。（3）量测项目人员相对固定，保证数据资料的连续性。（4）量测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理。（5）量测设备、元器件等在使用前均应经过检校，合格后方可使用。（6）各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的规范、标准。（7）量测数据均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。（8）量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。（9）各量测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。九、附表附录A开挖工作面地质状况记录表附录B隧道周边收敛记录表附录C隧道拱顶下沉量测记录表附录D隧道地表下沉量测记录表附录E收敛变形观测位移时态曲线（表）附录F收敛变形观测位移时态曲线（图）附录A开挖工作面地质状况记录表表A编号:隧道开挖工作面里程埋深（m）地层岩性围岩级别设计饱和极限抗压强度Rb(MPa)极硬岩硬岩较软岩软岩极软岩取样编号试验编号实际施工>6030~6015~305~15<5开挖工作面上围岩岩体结构特征层理产状单层厚度（m）层面特征与隧轴夹角节理裂隙组次产状间距(m)长度（m）缝宽（mm）充填物与隧轴夹角结构面与隧道轴线关系图1234断层产状破碎带宽度（m）破碎带特征与隧轴夹角纵坡速度（m/s）续表A侧壁围岩岩体结构特征左侧壁右侧壁层理产状单层厚度（m）层面特征与隧轴夹角层理产状单层厚度（m）层面特征与隧轴夹角节理裂隙组次产状间距（m）长度（m）缝宽（m）充填物与隧轴夹角节理裂隙组次产状间距（m）长度（m）缝宽（m）充填物与隧轴夹角11223344断层产状破碎带宽度（m）破碎带特征与隧轴夹角断层产状破碎带宽度（m）破碎带特征与隧轴夹角地下水涌水位置涌水量L/(min·10m)无水滴水线状股状含泥砂情况侵蚀类型取水样编号试验编号<1010～2525～125>125续表A稳定性洞周稳定拱部掉块边墙掉块拱部坍塌边墙坍塌塌方>10m3塌方<10m3开挖工作面稳定拱部坍塌开挖工作面挤出开挖后至掉块或坍塌的时间侧壁素描开挖工作面素描工程措施及有关参数左侧壁右侧壁开挖工作面施工方签字年月日监理签字年月日

附录B隧道周边收敛记录表附录C隧道拱顶下沉量测记录表附录D隧道地表下沉量测记录表附录E收敛变形观测位移时态曲线（表）附录F收敛变形观测位移时态曲线（图）监控量测方案报批单杭长铁路客运专线监控量测方案报批单（TA7）工程项目名称：杭长铁路客运专线施工合同段HCZJ-3编号：致：天津新亚太-德国沃森联合体监理站第二监理组(