围岩量测方案

隧道围岩监控量测专项方案1编制依据、范围1.1编制依据（1）隧道施工技术规范（JTJ042-94）；（2）铁路隧道喷锚构筑法技术规范；（3）铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2023）；（4）设计文献、图纸和现场调查的相关地质资料。1.2编制范围编制范围为ZNTJ-12标DK547+200～DK578+880段内的所有隧道。2工程概况本段重要隧道工程有7座总长23375m，分别为：南山隧道1590m、立家长隧道4668m、红岭隧道4852m、吾沿河隧道9100m（含斜井一座，长度880m）、青草凹隧道920m、老申峧隧道1325m、克昌隧道920m（含燕尾段）。2.1沿线地形、地貌本标段位于太岳山低山丘陵区、低中山区，线路沿线沟壑纵横、地形起伏大。沿线地层出露较齐全，除泥盆系、志留系地层缺失外，其余各时代地层均有出露。黄土高原的丘陵及低山区：新生界第四系新黄土、老黄土、砂及卵砾石，第三系黏土和粉质黏土、半胶结砾岩，下伏中生界砂岩、页岩、泥岩及煤层。盆地、河谷和山前堆积新生界黄土、老黄土和第三系粉质黏土、泥岩；山区出露中生界、古生界、太古界岩层及燕山期侵入岩。太行山山前倾斜平原覆盖第四系松散堆积层，倾斜平原分布新黄土、黏性土夹角砾土，第三系黏性土、砂岩、粘土岩。2.2特殊地质沿线的特殊性地质重要有湿陷性黄土、膨胀岩土。（1）湿陷性黄土：山西境内新黄土广布，新黄土和浅部老黄土具湿陷性，多属自重湿陷性黄土，湿陷性黄土厚度为5～15m，局部可达20～30m，地基湿陷等级一般为Ⅱ、Ⅲ级，局部为Ⅳ级，湿陷系数为δs=0.015～0.126。（2）膨胀岩土：太行山山前丘陵上第三系黏土岩、泥灰岩。黏土岩、石灰岩为强膨胀岩，石千峰泥岩为弱膨胀岩。2.3不良地质沿线区域范围发育的不良地质类型重要有滑坡、顺层、岩溶等。（1）滑坡：黄土高原的黄土丘陵及低山区路段，以黄土梁、峁及冲沟为主，表覆厚层第四系新黄土、老黄土、各河流、大冲沟两岸坡的下部及局部沟心出露第三系黏土、粉质黏土、三叠、二叠系砂、泥岩。由于黄土具直立性，在干燥状态下形成陡崖或峭壁，受降雨、采矿等外界因素影响，滑坡不良地质发育。（2）顺层：山区局部地段存在岩层倾向线路的不利情况，特别是砂泥岩路堑开挖时也许诱发工程事故，须加强工程措施。（3）岩溶：区内可溶岩重要为寒武系、奥陶系碳酸盐岩，重要分布于剥蚀低中山区奥陶系中统地层中。岩溶发育限度为弱～强发育，可溶岩隧道施工中须加强综合地质预报工作，可溶岩隧道施工及路堑施工前对基底进行物探测试，采用措施防止隐伏溶洞危害。2.4水文地质及气象特性标段沿线重要河流有清漳河、浊漳河及其支流和人工沟渠。大部分河流常年流水，流量受季节影响明显，旱季流量小，雨季流量大。沿线地下水按赋存的介质分为孔隙潜水、基岩裂隙水、岩溶裂隙水及构造裂隙水。孔隙潜水赋存于平原、倾斜平原、盆地及河谷阶地的第四系松散堆积层中，埋深一般5～20m；基岩裂隙水赋存于山区各地层基岩构造裂隙中，埋藏较深，重要受大气降水的补给，以泉的形式出露排泄，在断裂带等储水构造中，水量较丰富，局部还具承压性；岩溶裂隙水赋存于奥陶系及寒武系的灰岩、白云岩中，构造裂隙水重要赋存于断裂构造带，富水地段具有突发性、出水量大的特点，对隧道工程影响较大。区内地表水和地下水多属重碳酸-钙型水，水质一般较好，对混凝土一般不具侵蚀性，大多地段可供生活饮水用和一般工程用水。本区属暖温带亚湿润区，表现为显著的大陆型气候。春季干旱多风，蒸发量大；夏季盛行东南风，降水重要集中在7～9三个月；秋季降水减少，气温骤减，冬季雨雪稀少。气温的分布与变化受地理纬度、太阳辐射和地形等条件的综合影响，呈由盆地向山区递减的规律。线路所经地区属暖湿带亚湿润气候区。四季气候特性明显，冬季受极地大陆性气团控制，夏季重要受热带海洋性气团控制，春、秋两季由大陆性气团和海洋气团交替影响，但以前者为主。按对铁路工程影响的气候分区，瓦塘至蒲县及屯留～平顺属寒冷地区，其他段落属温暖地区。沿线重要气象特性见表1（本段沿线2个县市）。表1沿线重要气象特性一览表项目地区年平均气温(℃)极端最高气温(℃)极端最低气温(℃)最冷月平均气温(℃)年平均降水量(mm)最大风速(m/s)及风向最大积雪深度(cm)备注潞城市8.837.4-24.5-6.751911.0NNE15平顺县9.238.4-20.7-5.5583.113.7W243监控量测3.1监控量测目的3.1.1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。3.1.2提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，拟定二衬和仰拱的施作时间。3.1.3通过对量测数据的分析解决，掌握地层稳定性变化规律，预见事故和险情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。3.2监控量测程序监控量测作业程序见图1。分析、研究地质资料分析、研究地质资料制定监控量测计划施工监控量测施工方法变更支护加强开挖工作面状态评价数据解决安全否经济否施工完毕否已施工区段支护加强施工方法变更支护加强结束是是是否否否 图1监控量测流程图3.3监控量测规定3.3.1掌握围岩和支护动态，进行平常施工管理。3.3.2了解支护构件的作用及效果。3.3.3了解隧道工程的安全、经济性3.3.4将量测结果反馈到设计及施工中。3.3.5了解隧道施工对附近建筑物的影响，3.3.6积累资料，作为以后施工、设计的参考。3.4监控项目及量测点的布置3.4.1量测必测项目洞内外观测、水平相对净空收敛量测、拱顶相对下沉量测，浅埋地段地表下沉量测。3.4.2选测项目围岩内部变形量测、围岩压力量测、支护及衬砌应力量测、锚杆内力量测和钢架内力及所承受的荷载量测等。3.5监控量测作业方法3.5.1洞内外观测=1\*GB3①洞内外观测分开挖工作面观测，已施工区段观测以及地表观测，开挖工作面观测应在每次开挖后进行一次，内容涉及节理裂隙发育情况、工作面稳定情况、围岩变形等，本地质情况基本变化时，可天天进行一次，观测后应绘制开挖工作面略图并做好地质素描，填写工作面状态登记表。=2\*GB3②对已施工区段的观测天天一次，观测内容涉及喷射砼、锚杆、钢架的状况，以及施工质量是否符合规定规定。=3\*GB3③洞内外观测涉及洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡稳定、地表水渗透的观测。=4\*GB3④在观测过程中，如发现地质条件恶化、初期支护发生异常现象，应立即告知施工负责人采用应急措施，并派专人进行不间断观测。3.5.2拱顶下沉和水平相对净空变化量测=1\*GB3①拱顶下沉及水平相对净空变化量测应在同一断面进行，并采用相同的量测频率。=2\*GB3②测点布置见图2。=3\*GB3③净空变形量测断面的间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸埋置深度及工程重要性等拟定，宜为10-50米，在=2\*ROMANII级围岩的隧道中可适当加大测点间距。=4\*GB3④净空变形量测应在每次开挖后尽早进行，初读数应在开挖后12h内读取，最迟不得早于24h,并且在下一循环开挖前，必须完毕初读数。=5\*GB3⑤测点应牢固可靠，易于辨认并妥善保护。拱顶量测后视测点必须埋设在稳定岩面上，并和洞内水准点建立联系。=6\*GB3⑥水平相对净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置，隧道埋深等条件拟定。在地质条件良好，采用全断面开挖时，可设一条水平测线。。当采用台阶法施工时，可在拱腰和边墙部位各设一条水平测线。图2测点布置图=7\*GB3⑦拱顶下沉量测与水平相对净空量测在同一断面内进行，可采用水准仪等测定下沉量。本地质条件复杂时，下沉量大或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，还应量测拱腰下沉及基底隆起量。=8\*GB3⑧拱顶下沉量测与水平净空量测宜采用相同频率。应从下表中根据变形速度和距开挖工作面举例选择较高的一个量测频率。隧道拱顶下沉及净空水平收敛量测频率见表2。表2监控量测必测项目及方法表序号监测项目方法及工具布置断面数监测间隔时间1-15天16天-1月1月-3月3月以后1地质和支护状况观测岩性、结构面产状及支护裂缝观测或描述开挖后及初期支护后进行爆破后2周边收敛收敛仪按设计或15m1-2次/天1次/天1次/周2次/月3拱顶下沉水准仪、收敛仪4地表沉降水准仪按设计开挖面距量测断面＜2B时，1-2次/天；开挖断面距量测断面＜5B时，1次/天；开挖面距量测面＞5B时，1次/周。说明：B表达隧道开挖宽度3.5.3地表下沉量测=1\*GB3①地表下沉量测在浅埋地段进行，量测断面布置与洞内一致，每个量测断面上测点间距为2～5m。测点应与水平净空量测的布置在同一断面内，详见图3，地表下沉量测断面间距可参见表3。图3地表下沉量测测点布置示意图表3地表下沉量测断面间距表序号围岩级别量测断面间距（m）1=5\*ROMANV级围岩102=4\*ROMANIV级围岩203=3\*ROMANIII级围岩304=2\*ROMANII级围岩50=2\*GB3②横断面方向地表下沉量测的测点间距应取2-5m,在一个量测断面内设7-11个测点。=3\*GB3③地表下沉量测频率应和拱顶下沉及相对水平净空变化的量测相同。=4\*GB3④地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h(隧道埋置深度+隧道高度)处开始，直到衬砌结构封闭，下沉基本稳定为止。3.5.4各项量测作业均应连续到变形基本稳定后1-3周。3.5.5锚杆轴力、围岩压力、衬砌应力等量测项目，开始时应和同一断面的变形量测频率相同，当量测变化不大时，可减少量测频率，从每周一次到每月一次，直到无变化为止。3.6变形管理等级变形管理等级见表4。表4变形管理等级表序号管理等级管理位移施工状态1Ⅲu0∠un/3可正常施工2Ⅱun/3≤u0≤2un/3应加强支护3Ⅰu0＞2un/3考虑采用特殊措施注u0-实测位移；un-最大位移3.7选测项目量测方法与频率监控量测选测项目及方法见表5。表5监控量测选测项目及方法表序号项目名称监控手段及工具测点布置量测频率1～15d16～30d1～3月>3月1围岩内部变形多点位移计每个代表性地段1～3个量测断面，每个断面不少于10个测点1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月2围岩压力压力盒每个代表性地段1～3个量测断面，每个断面不少于20个测点1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月3钢支撑内力支柱压力计或其他测力计每个代表性地段1～3个量测断面，每个断面1～3对测点1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月4支护、衬砌内应力各种混凝土内应力计或应变计每个代表性地段1～3个量测断面，每个断面不少于20个测点1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月3.8量测数据解决及时对现场量测数据绘制位移及位移速度随时间的变化曲线和位移及位移速度与开挖工作面距离的关系曲线。当位移～时间曲线趋于平缓时，进行数据解决或回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。当位移～时间曲线出现反弯点时，则表白围岩和支护已呈不稳定状态，此时密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。4人员及组织结构:项目部成立专门监控量测领导小组，由项目总工任组长，领导监控量测工作。下设测点埋设组、数据采集组、数据分析中心三个机构。机构人员和分工如下：组长：王利莹副组长：龚敏成员：郭乃铭、郑秋云、刑伟军、吴天文、宋建飞、赵卫星（1）测点埋设组：负责人郑秋云、刑伟军、吴天文、宋建飞、赵卫星，负责测点埋设工作，做到有计划、及时无误埋设各种测点，测点应牢固可靠，易于辨认并妥善保护，不得随意撤换和遭到破坏。（2）数据采集组：负责人郭乃铭、郑秋云、刑伟军、吴天文、宋建飞、赵卫星，负责平常量测数据的采集工作，做到及时、准确、规范，并及时绘制散点图等。（3）数据分析中心：负责人龚敏、郭乃铭、郑秋云、刑伟军、吴天文、宋建飞、赵卫星。负责量测数据的解决，及时出具分析报告；组织每月监控量测会议；编制监控量测周报和月报，准时向主管部门上报。实现信息化办公，网上传递。5仪器设备精密水准仪、水准尺、多点位移计、压力盒、压力计或其他测力计、应力计、周边收敛仪（j-1型）、钢尺。6量测管理（1）量测工作要做到“三勤、一及时”，即量测勤、数据勤、分析勤、并及时将信息反馈于施工和设计，指导施工。（2）施工时要及时埋