通灌铁路隧道监控测量实施细则

新建铁路东北东部铁路通道通化至灌水段XXX合同段隧道监控测量实施细则xxxx局集团通灌铁路项目经理部二〇〇九年四月十日1、工程概况东北东部铁路新建通化至灌水段XXX标段内地形、地质复杂。管段内有兴隆沟隧道、兴隆裕隧道、大蜂蜜沟隧道、滚马岭隧道、前夹道子隧道。其中长大隧道有兴隆沟隧道、大蜂蜜沟隧道、滚马岭隧道。2、监控测量项目的选定2.1本次监控测量项目选定依据《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)和《通灌施隧参-132》中的相关规定要求量测项目可分为必测项目和选测项目两大类。2.2结合管段内隧道工程的设计要求、规模大小、地质条件、隧道埋深、开挖方法、及其他要求，选定的必测项目包括：⑴洞内、外观察；⑵二次衬砌前净空变化；⑶拱顶下沉；⑷地表沉降（隧道浅埋段，H0≤2b时）。选定的选测项目包括：（1）二次衬砌后净空变化；（2）隧底隆起。3、仪器选用和人员配置3.1仪器选用根据监控测量选定的必测项目和选测项目的特点及精度要求选用仪器如下表（1）：隧道监控测量必测项目仪器选定表（1）序号检测项目测量仪器测量精度备注1洞内、外观察现场观察、数码码相机4套2二次衬砌前净空空变化JSS30A型型数显收敛敛仪0.1～1mmm4套3拱顶下沉Leica8002型全站仪仪0.5～1mmm4套4地表沉降精密水准仪、铟铟钢尺0.5～1mmm4套隧道监控测量选测项目仪器选定表（2）序号检测项目测量仪器测量精度备注1二次衬砌后净空空变化Leica8002型全站仪仪0.5～1mmm2隧底隆起精密水准仪、铟铟钢尺0.5～1mmm3.2人员配置结合本标段内线路长，隧道数量多的特点编制监控测量人员分为5个测量小组，直接由项目总工负责管理。每个测量小组负责相应隧道的监控测量必测项目和选测项目的测点布置、观察测量、测量数据处理等任务。人员配置如下表（3）：隧道监控测量人员配置表（3）小组号人员名单负责隧道名称备注1组李文、唐峰、刘刘海涛兴隆沟隧道出口口、兴隆裕裕隧道责任人：李文2组李伟、罗京川、曹猛蜂蜜沟隧道进口口责任人：李伟3组李伟、罗京川、肖肖翔蜂蜜沟隧道斜井井口责任人：李伟4组牛永江、高江涛涛、高江波波蜂蜜沟隧道出口口责任人：牛永江江5组王佳、王昌贵、宁宁波瑞滚马岭隧道、前前夹道子隧隧道责任人：王佳4、测点布置4.1地表沉降测点布置浅埋段隧道地表沉降测点在隧道开挖前布设以便于初始观测数据的采集，布设的测点使用混凝土浇筑钢筋桩要求牢固可靠，不能遭到施工及其他的破坏。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一里程断面。地表沉降测点纵向间距根据隧道的埋深与隧道开挖宽度的关系来确定见下表（4）：地表沉降测点纵向间距表（4）埋深与开挖宽度度纵向测点间距((m)2B<H0<22.5B20～50B<H0<2BB10～20H0<B5～10注：H0—隧道埋深；B—隧道最大开挖宽度。地表沉降测点横向间距为2～5米，在隧道中线附近适当加密，隧道中线两侧的范围不小于H0+B，地表有控制性建筑物时应适当加宽，测点横向布置图见下图：图（1）4.2拱顶下沉测点布置拱顶下沉测点和净空变化测点布置在同一断面上。拱顶下沉量测点应在爆破后6小时内并且下一循环爆破前完成安设，并测量读取初读数。测点安设距开挖面2m范围内，且不大于一个循环进尺。拱顶下沉测点可在隧道开挖毛洞锚喷支护后的拱顶轴线附近处设置1个带反射器的膨胀螺钉或者膨胀螺钉挂钩作为测桩;埋设前先用小型钻机在待测部位成孔，然后将膨胀螺钉拧紧即可，并用红色油漆标识，便于后面观测寻找点位。拱顶下沉测点的间距按下表（5）布置。拱顶下沉测点断面间距（5）围岩级别断面间距(m))V～IV5～10IV10～30III30～50II视具体情况确定定间距4.3净空变化测点布置净空变化测点和拱顶下沉测量点布置在同一断面上。净空变化测点根据隧道开挖开挖方法确定测量线数，净空变化测量线线数见表（6）。净空变化测点安安设应在爆破后24小时内并且下一循环爆破前完成，并读取初读数。测点安设距开挖面2m范围内，且不大于一个循环进尺。净空变化测点一般在隧道开挖毛洞锚喷支护后的拱腰附近处，便于使用收敛仪测量的位置设置挂钩的膨胀螺钉挂钩作为测桩;埋设前先用小型钻机在待测部位成孔，然后将膨胀螺钉打入拧紧即可，并用红色油漆标识出点号、里程位置，便于后面观测。净空变化测量线线数表（6）地段开挖方法一般地段特殊地段全断面法一条水平测线—台阶法每台阶一条水平平测线每台阶一条水平平测线，两两条斜测线线分部开挖法每部分一条水平平测线上部每部分一条条水平测线线，两条斜斜测线；其其余部分一一条水平测测线4.4隧底隆起测点的布置隧底隆起测点按围岩情况一般布置在特殊地段，当隧道进入膨胀性围岩、挤压性围岩、偏压等特殊情况围岩地段。隧底隆起测点使用混凝土浇筑钢筋桩，并且做好防护，避免被车辆碾压损坏。4.5二次衬砌后净空变化点的布置二次衬砌后净空变化点应在二次衬砌拆模后及时布设。二次衬砌后净空变化线布设一条水平线，纵向间距一般为30～50米，采用油漆直接做测点，测点位置在拱腰，同时需要标出桩号、测点号。测量时使用Leica802型全站仪自由设站免棱镜功能进行水平距离的观测取得初始读数。5、测量方法5.1地表沉降测量在埋设的测点稳定后使用精密水准仪和铟钢水准标尺进行测量，需要注意的是初次测量需要在隧道开挖之前进行。测量的基点采用相对高程，即使用在地表沉降影响范围之外的测点作为基点，见图（1）。测量中按测量操作规程安装好仪器，每测点一般测读三次，取算术平均值作为观测值，并加以详细记录。每次观测后立即对原始观测数据进行校核和整理把取得的测量成果填入地表下沉测量日报，绘制时态曲线图，并加以分析，纳入位移管理等级。测量的频率根据测点距开挖面的距离及位移速度来确定，两者相比较取采用较高的频率值见表（7）、表（8）。5.2洞内、外观察洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后进行，要及时绘制开挖工作面的地质素描，并用数码相机拍摄开挖工作面情况成图归档，填写开挖工作面观察表和施工阶段围岩级别判定卡，并与勘察资料进行对比。对已经施工地段进行观察，记录喷层表面裂缝情况、喷混凝土、锚杆和钢架等的工作状态。洞外观察应重点放在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表塌陷、边坡仰坡的稳定状态、地表水渗漏情况等。5.3拱顶下沉测量拱顶下沉测量根据管段内隧道特点使用使用Leica802型全站仪进行测量。测量时采用自由设站，应用Leica802型全站仪的免棱镜功能对拱顶安设的固定点进行测量，测点的基准与洞外高程联系。测量中按各项量测操作规程安装好仪器，每测点一般测读三次，取算术平均值作为观测值，并加以详细记录。每次观测后立即对原始观测数据进行校核和整理把取得的测量成果填入拱顶下沉测量日报，绘制时态曲线图，并加以分析，纳入位移管理等级。测量的频率根据测点距开挖面的距离及位移速度来确定，两者相比较取采用较高的频率值见表（7）、表（8）。按距开挖面的距离确定的监测频率表（7）监测断面距开挖挖面距离（m）监测频率（0～1）B2次/d(1～2)B1次/d(2～5)B1次/2～3d>5B1次/7d按距位移速度确定的监测频率表（8）位移速度（㎜//d）监测频率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d＜0.51次/7d注：1、B—隧道最大开挖宽度。2、出现异常情况或不良地质时，应增大监测频率。3、由位移速度决定的监测频率和由距开挖面的距离决定的监测频率之中采用较高的频率值。5.4净空变化测量隧道净空收敛量测使用JSS30A型数显收敛仪进行测量。测量时把收敛仪两端的挂钩挂在安设好的净空变化测量点上，拧紧收敛仪使其拉力达到红线中格，读数记录。需要注意的是每次收敛仪所受拉力都要相同达到红线中格。每条水平测线一般测读三次，取算术平均值作为观测值，并加以详细记录。每次观测后立即对原始观测数据进行校核和整理把取得的测量成果填入隧道净空收敛测量日报，绘制时态曲线图，并加以分析，纳入位移管理等级。测量的频率根据测点距开挖面的距离及位移速度来确定，两者相比较取采用较高的频率值见表（7）、表（8）。5.5二次衬砌后净空变化测量二次衬砌后净空变化测量使用使用Leica802型全站仪进行测量。测量时采用自由设站，应用Leica802型全站仪的免棱镜功能对油漆喷涂的固定点进行水平距离的测量。二次衬砌后净空变化测量应在二次衬砌拆模后及时取的初始测量值。测量中按各项量测操作规程安装好仪器，每条测线一般测读三次，取算术平均值作为观测值，并加以详细记录。每次观测后立即对原始观测数据进行校核和整理把取得的测量成果填入二次衬砌后收净空敛测量日报，绘制时态曲线图，并加以分析，纳入位移管理等级。测量的频率根据测点距开挖面的距离及位移速度来确定，两者相比较取采用较高的频率值见表（7）、表（8）。5.6隧底隆起测量隧底隆起测量使用精密水准仪和铟钢水准标尺进行测量，测量时基准联系到洞外水准高程点。每个测点测量三次，取其平均值做为观测值。每次观测后立即对原始观测数据进行校核和整理把取得的测量成果加以分析，纳入位移管理等级，指导施工。测量的频率根距测点的位移速度来确定，见表（8）。6、测量数据的分析与处理6.1监控量测数据的分析处理包括监控测量资料的整理、计算和分析。每次观测后就立即对原始观测数据进行校核和整理，进行误差处理、异常值的剔除，将验核过的数据填入相关的表格中进行处理判断位移管理的等级并形成日报。6.1.1位移管理等级按三级管理，相应的位移管理等级见表（9）。位移管理等级判断表（9）位移管理等级距开挖面1B距开挖面2BIIIU＜U1B/3U＜U2B/3IIU1B/3≤U≤≤2U1B/3U1B/3≤U≤≤2U2B/3IIU≥2U1B/3U≥2U2B/3注：U实测位移值。6.1.2根据位移管理等级判断相应的等级，并采用相应的工程对策。见表（10）。工程对策表（10）管理等级工程对策III正常施工II加强监测II采取相应工程措措施并加强强监测6.2把取得的量测数据成果绘制成各种相关曲线图表，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况，并将结果反馈给设计、监理，从而实现动态设计、动态施工。6.2.1把隧道净空收敛和拱顶下沉监测取得的数据，整理绘制出位移-时间和位移-距开挖面距离的关系曲线图，当曲线趋于平缓时进行数据处理或回归分析，从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。6.2.2把地表下沉监测数据，整理绘制出地表下沉位移-时间和位移-距开挖面距离的关系曲线，当曲线趋于平缓时进行数据处理或回归分析，从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。6.2.3把二次衬砌后净空收敛监测数据，整理绘制出时间-位移曲线和位移-距开挖面距离的关系曲线，当曲线趋于平缓时进行数据处理或回归分析，从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。6.3以时间—位移速率曲线为基础，根据位移、位移速率等分析评定围岩和支护的稳定性。6.3.1当位移急骤增加、每天变形量超过10mm时，应增加观测次数，密切注意支护结构的变化。6.3.2当时间－位移速率曲线出现反弯点、支护开裂或掉快时，应采取补强措施，以防塌方。6.3.3当位移、周边收敛、拱顶下沉达到预测最终值的80～90%、收敛速度小于0.1～0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.07～0.15mm/d时，可认为变形稳定，可施工二次衬砌。7、监控量测质量保证措施7.1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。7.2施工监测紧密结合施工步骤