光坑山隧道监测量测方案上报.docx

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光坑山隧道监测量测方案上报

XX至XX铁路扩能改造工程第X标段

光坑山隧道

监控量测方案

文件编号：

版本号：

A版

修改状态：

2

发放编号：

编制：

复核：

审核：

批准：

有效状态：

中铁XX局XX铁路XX-2标项目经理部

XX年XX月XX日

目录

1编制依据2

2监控量测目的2

3工程概况3

3.1工程概况3

3.2地形、地貌3

3.3地质构造及水文地质特征3

4监控量测实施方案6

4.1人员组织6

4.2设备配置6

4.3不同围岩变形临界值7

4.4正洞监控量测7

4.5量测点的保护措施10

4.6监控量测断面间距10

4.7监控量测监测频率11

4.8隧道监测数据分析及处理13

4.9量测警戒值的设定16

4.10监控量测反馈程序16

5监控量测组织管理及质量保证措施17

5.1监测工作的组织管理17

5.2质量保证措施19

5.3质量和服务的承诺20

6安全保证措施21

附件：

21

日报附表2：

23

周报附表1：

24

周报附表2：

25

月报附表1：

26

月报附表2：

27

附表329

1编制依据

（1）《光坑山隧道设计图》；

（2）《新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准》；

（3）《铁路隧道施工技术指南》；

（4）《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10204-2002）。

2监控量测目的

（1）确保施工安全及结构的长期稳定性；

（2）验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据；

（3）确定二次衬砌施做时间；

（4）监控工程对周围环境影响；

（5）积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据；

（6）通过监控量测了解该工程条件下所表现、反映出来的一些地下工程规律和特点，为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴、依据和指导作用。

3工程概况

3.1工程概况

光坑山隧道位于XXX，行政区划XXX。

隧道进口里程DK208+890，出口里程DK210+970，隧道全长1820m，为单洞双线铁路隧道，其中Ⅲ级围岩990m，占47.62%；Ⅳ级围岩260m，占12.50%；Ⅴ级围岩829m，占39.88%。

隧道为单面上坡，坡度分别为0‰、4.769‰、11.5‰。

光坑山隧道设进、出口两个工作面。

3.2地形、地貌

光坑山隧道主要属于剥夺中低山区地带，地形较为陡峭，自然坡度20~40°，局部可达50°。

隧道最大埋深228.223m。

最大地面高程499.87m。

进出口均有公路相通，交通方便。

隧道洞身穿越区域以粉砂岩分布为主要特征，具构造剥蚀~溶蚀槽谷地貌特点。

本区地表水以山间沟水为主，水量较小，雨季时沟内水量增加明显，普遍在2~3L/s。

故隧道穿越区地表水不发育，主要以季节性水流为主。

3.3地质构造及水文地质特征

（1）地层情况

隧道区地层从上至下依次为：

Q4ml素填土，杂色、松散，主要由砂岩块石组成，厚约4m；Q4al+pl粉质黏土，褐黄色，硬塑，含10%~20%砂粒，厚0~3.4m；Q4al+pl中砂，灰黄色，中密，饱和，局部夹有碎石，厚0~3.3m；Q4al+pl卵石土，灰黄色，稍密，饱和，局部夹漂石，厚0~4.3m；Q4el+dl粉质黏土，褐黄色，硬塑，局部夹有碎石；Q4el+dl碎石土，褐黄色，青灰色，稍湿，稍密，粒径6~10cm，局部夹有块石；C11粉质岩，褐黄色，褐红色，青灰色，全弱风化，全风化岩芯呈土状，厚度13.2~43m，强风化岩芯呈碎状，厚约25.2m，下为弱风化；D3tzb砂岩，青灰色，全弱风化，层状构造，节理裂隙发育，岩芯呈块桩，短柱状。

（2）工程地质构造

隧道出口外C11粉质岩与；D3tzb砂岩呈整合接触。

（3）水文地质特征

地下水以第四系统孔隙潜水及基岩裂隙水为主，进口段发育。

地下水无化学侵蚀性。

仅根据氯离子含量判定，地下水无氯盐侵蚀性。

4监控量测实施方案

4.1人员组织

根据本管段隧道概况及水文地质条件，监测工作重要性及检测工作任务量。

我项目部成立了独立的监控量测小组。

由项目总工程师直接负责监控量测工作，领导小组日常工作。

由具有丰富量测和地下工程施工经验的技术人员担任监控量测小组组长，监测小组共6人（详见表4.1-1），监测小组负责监测测点布置、元件埋设、量测数据的收集及初步整理、分析工作。

表4.1-1光坑山隧道监控量测责任人员一览表

隧道名称

工作面

监测责任人员

主要职责及工作内容

备注

光坑山隧道

进口、出口

对监控量测数据进行审核

监控量测过程中必须保证数据的真实性

对监控量测数据进行分析和复核

对监控量测数据的收集及整理

对监控量测数据的记录及初步整理

对监控量测测点布置、元件埋设、量测数据的采集

对监控量测测点布置、元件埋设、量测数据的采集

4.2设备配置

根据本管段隧道监控量测的项目，并保证采集原始数据的准确性、真实性、可靠性和可操作性，综合考虑各方面因素，本项目隧道正洞主要监测仪器配置如下表4.2－1：

表4.2－1监控量测小组监测设备配置表

序号

监测项目

监测仪器

仪器状态

责任人

1

洞内、外观察

数码相机及规尺等

合格

2

地表沉降

精密电子水准仪、铟钢尺等

（困难地区可采用TCRA1201全站仪）

合格，在有效期内

3

隧道拱顶下沉

莱卡TCRA1201+R全站仪

合格，在有效期内

4

隧道净空变化

莱卡TCRA1201+R全站仪

合格，在有效期内

5

数据处理

电脑

合格，在有效期内

4.3不同围岩变形临界值

不同围岩变形临界值如下表4.3-1：

表4.3-1不同围岩变形临界值

序号

围岩类型

围岩变形临界值（mm）

备注

1

III

50～80

2

IV

80～100

3

V

100～150

4.4正洞监控量测

洞内、外观察通过监测人员使用肉眼、数码相机及规尺等工具对洞内、外地表情况进行监测，拱顶下沉通过监测人员使用电子水平仪对洞顶沉降观测点进行检测，隧道净空变化通过监测人员使用全站仪对埋设在洞内的监测点测量进行监测。

（1）洞内外观察

施工进行中应进行洞内外观察，洞内观察分开挖工作面观察及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，及时绘制开挖工作面地址素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况表，并与勘查资料进行对比。

洞外观察重点在洞口及洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建筑物进行观察。

（2）地表沉降监测点

暗挖段测点宜与拱顶下沉测点设在同一断面上。

为掌握地表沉降范围，在与隧道中线垂直的横断面上布置测点,间距2～5m，在一个测量断面内应设7~11个测点，靠近中线的地方测点布置密些，外侧渐稀，必要时可扩大监测范围及加密测点布置。

量测范围为中线两侧不小于HO+B,明挖段量测范围为基坑开挖边线两侧不小于3倍开挖深度。

地表有控制性建筑物时，测量范围应适当加宽。

其测点布置如下图4.4-1所示：

图4.4-1暗挖段地表测点布置示意图

测点埋设：

在地表钻孔，然后放入长300mm，直径22mm的圆头钢筋，外露5mm，四周用混凝土填实，。

在开挖影响范围以外设置水平基准点2～3个,水平基准点埋设方法见"基准点布置示意图4.4-2"所示。

图4.4-2基准点布置示意图（单位：

cm）

（3）洞内监控量测点布置

根据设计图纸及相关技术要求，隧道采用以下测点布置方式，其示意图4.4-3所示：

图4.4-3所示测点布置方式

洞内监控量测点不得焊于钢架上，必须单独打孔直接安装于岩体中，所有测点均采用45cm长Φ22螺纹钢制作，打入围岩并外露5cm，并将长5cm的5*5角钢焊接在钢筋外露部分，贴反射片，以便观测。

基准点埋设与已经施工完二衬混凝土结构的边墙部位，并标识保护。

4.5量测点的保护措施

由于隧道内作业机械、设备、人员较多，若不注意很容易碰撞或损坏监测点，现场应对作业人员进行相关保护的教育，同时监控量测点埋设后，应及时进行标识，标识牌长21cm,宽15cm,红底黄字。

标识内容见图4.5-1所示：

图4.5-1洞内监测点保护标识图

另外，埋设点位时要注意以下两点要求：

⑴地面的沉降观测点要埋实，保证观测点稳定。

沉降观测点若埋设在容易破坏的地方要设保护设施，必要时在观测点处设保护井。

对于不便于在其上设置观测点的管线，可以用其周围土体的变形来代替管线位移。

4.6监控量测断面间距

（1）地表沉降

表4.6-1洞口及浅埋段地表沉降测点监测断面布置表

隧道埋深与开挖宽度

量测断面距开挖工作面的距离（m）

2B

20~50

B

10~20

H0≤2B

5~10

备注：

H0隧道埋置深度，B隧道开挖宽度。

（2）洞内拱顶下沉及净空收敛

洞内拱顶下沉及净空收敛监测断面布置见下表4.6-2：

表4.6-2洞内拱顶下沉及净空收敛监测断面布置表

围岩级别

量测断面间距（m）

数量（个）

合计（个）

Ⅴ

5

7

966

Ⅳ

10

7

182

Ⅲ

30

7

231

4.7监控量测监测频率

必测项目为

（1）洞内外观察

洞内观察分为开挖工作面观察和已施工段观察两部分。

开挖工作观察在每次开挖后进行，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；已施工段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态，每天最少观察1次，必要时增大观察频率。

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。

每天最少观察1次，必要时增大观察频率。

（2）地表沉降

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，直至衬砌结构封闭、下沉基本停止为止；洞口浅埋段地表沉降应在边仰坡开挖后，立即布设，正常情况下每天观测1次，出现异常时，必须加大监测频率，一天必须观测2次以上。

（3）洞内拱顶下沉和净空收敛

洞内拱顶下沉和净空收敛监测频率按照位移速度决定，出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。

量测应在每次开挖后尽早进行，初始读数应在开挖后12h内读数，最迟不得大于24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初读数。

具体参照下表4.7-1：

表4.7-1按位移速度确定的监测测量频率

位移速度（mm/d）

监控量测频率

≥5

2次/d

1～5

1次/d

0.5～1

1次/2～3d

0.2～0.5

1次/3d

＜0.2

1次/7d

表4.7-2监控量测选测项目的测试精度

序号

监测项目

测试精度

1

围岩与初期支护接触压力

≤0.5%

2

喷混凝土应变

±0.1%

3

钢架应力

拉伸≤0.5%，压缩≤1%

4

初期支护与二次衬砌接触压力

≤0.5%

5

二次衬砌内应力

±0.1%

6

围岩内部位移

0.1mm

7

隧底隆起

0.5~1mm

8

爆破震动速度

1mm/s

备注：

根据本隧道的特点，监控量测时只测必测项目。

4.8隧道监测数据分析及处理

为了真实、及时、准确的反映施工现场信息，监测数据历经以下过程：

①测点埋设→②数据采集→③数据收集→④数据输入→⑤绘制曲线→⑥输入计算机→⑦生成图表→⑧信息反馈。

在监测点埋设、数据采集及收集后，应立即对观测数据进行分析，绘制曲线，具体有如下几个步骤：

（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。

如下图4.8-1所示：

图4.8-1态曲线（或散点图）和空间关系曲线

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，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小于表4.8-2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4.8-2隧道初期支护极限相对位移值（%）

围岩级别

隧道埋深h（m）

h≤50

50

300

拱脚水平相对净空变化（%）

Ⅱ

—

0.01～0.03

0.20～0.60

Ⅲ

0.03～0.10

0.08～0.40

0.30～0.60

Ⅳ

0.10～0.30

0.20～0.80

0.70～1.20

Ⅴ

0.20～0.50

0.40～2.50

1.80～3.00

拱顶相对下沉（%）

Ⅱ

—

0.03～0.06

0.05～0.12

Ⅲ

0.03～0.06

0.04～0.15

0.12～0.30

Ⅳ

0.06～0.10

0.08～0.40

0.30～0.80

Ⅴ

0.08～0.16

0.14～1.10

0.80～1.40

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）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1.1～1.2后采用。

根据测点距开挖面的距离确定位移控制基准（表4.8-3），再根据位移控制基准划分管理等级（表4.8-4），依据管理等级采取相应的工程对策（表4.8-5）。

表4.8-3位移控制标准

类别

距开挖面1B（U1B）

距开挖面2B（U2B）工作面的距离（m）

距开挖面较远

允许值

65%U0

90%U0

100%U0

表4.8-4位移管理等级

管理等级

距开挖面1B

距开挖面2B

III

U

U

II

U1B≤U<2U1B/3

U2B/3≤U<2U1B/3

I

U>2U1B/3

U>2U2B/3

表4.8-5工程安全性评价分级及相应应对措施

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

I

暂停施工，采取相应工程对策

4.9量测警戒值的设定

对于软弱围岩及不良地质铁路隧道，当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应停止掘进，并及时分析原因，采取处理措施。

4.10监控量测反馈程序

量测数据应及时进行整理,绘制位移或应力的时态变化图，适时进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移或应力值，掌握位移及应力变化规律，评价施工、结构及可能影响的构筑物的安全度，通常采用的回归函数有：

μ=Alog（1+t）+B

μ=t/（A+Bt）

μ=A•e-B/t

μ=A（e-Bt-e-Bt0）

μ=Alog[（B+t）/（B+t0）]

式中：

μ：

变形值（或应力值）

A、B：

回归系数

t、t0：

测点的观测时间（天）

量测数据的整理及回归分析均由计算机管理完成，以确保量测成果的质量，加快信息反馈速度，每次量测必须有量测成果整理报告，及时上报量测日报表，并按期向监理、设计单位提交量测报告，以及对施工情况的评价报告和下步施工建议。

如发现异常现象，立即复测核实，明确无误后及时反馈施工管理部门和报送监理及设计单位，发出警界报告，分析原因，并立即采取相应措施。

工程安全性评价流程如图4.10.1-1所示：

图4.10.1-1监测反馈程序图

分部经理和总工作为第一责任人，要每天早晨检查量测日报，并就监测结果和当日工作安排作出批示，浅埋、下穿等特殊段落应坚持每次一报制度，以便及时掌握情况，当出现异常时，应及时通知主管领导和现场负责人，并采取应急措施，每天的监测结果要以手机短信方式发至分部主要负责人。

监测组长负责每周编制监测周报，每月编制月报，监测周报报经理部工程部，并有项目经理和总工程师的签字

5监控量测组织管理及质量保证措施

5.1监测工作的组织管理

（1）实行项目组长负责制

项目组成员在日常监测工作中严格按设计文件要求及相关规范带领作业人员实施作业，并经常保持与业主、监测及总包单位的联系，及时了解场地施工进度，落实监测工作的步骤，配合施工的顺利进行。

详见5.1-1监测施工组织及流程图：

图5-1监测施工组织及流程图

（2）监测过程的质量控制

作业人员应严格按设计文件要求及相应规范进行作业，发现超出允许误差时应及时纠正或进行返工。

技术问题由工程负责人与审核人商量后作出决定，工程负责人与审核人实施监测过程中的质量控制，杜绝质量问题的产生。

（3）文件与资料的管理

监测工作中的相关函件、以及日常监测工作中的内外业资料等应分类装订统一管理，或者有计算机备份以防丢失。

提交的监测成果资料应统一格式并进行签收登记。

5.2质量保证措施

（1）监控量测仪器的管理

a、测点器具有埋设前均预先进行重复标定，以防质量不合格器具的埋入。

钻孔孔深要到位，且孔身要垂直，回填应密实。

各测点初始值的测定应待测点埋设稳定后进行（一般7～10天）。

b、监测仪器要经国家法定计量检定机构或授权的计量机构进行校准，并取得《检定证书》后方可使用。

c、量测仪器由专人使用、保养、检校、管理。

（2）野外作业的注意事项

a、组成强有力的项目组，抽调业务水平高，责任心强，工作认真负责的人员担任项目组长。

项目组的其它管理人员、操作人员具有相应的管理水平和技术操作能力，关键、特殊岗位人员持证上岗。

b、进场前，组织全体人员学习监测施工的技术方案，相应的作业程序和有关规范、规程，每个施工人员了解项目的总体要求，熟悉各自岗位的职责、技术要求和作业程序，严格按施工组织设计执行。

c、加强测点的保护工作，测点周围设置明显标志并进行编号，严防施工时损坏。

d、量测项目人员要固定

（3）内业处理

a、制定有关质量文件和记录的管理办法，及时做好各类施工记录、工程检验资料、各类试验数据、鉴定报告、材料试验单、各种验证报告的收集、整理、汇总工作；

b、量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行，均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。

c、对施工组织设计进行会审，及时编制分项施工指导性文件、制定工序质量控制文件、编制雨季施工技术措施，对关键工序进行能力验证，及时解决监测过程中出现的各种技术问题。

d、量测资料的整理均设专人负责，保证数据资料的连续性和可靠性。

5.3质量和服务的承诺

a、本项目质量目标：

创优。

b、严格执行施工组织设计的内容，主动配合业主、监理和施工单位在施工过程中各方面的协调工作，处理好各相关单位和人员的关系。

c、服务于全过程。

及时做好各类质量信息的收集、汇总、分析和反馈。

认真完成本项目由于设计与施工变更等原因而增加的工作量，并保证要求和工作质量不变。

d、实行全天候监测工作值班制。

e、坚持文明施工、安全施工，开展劳动竞赛活动。

6安全保证措施

由于隧道内地质条件环境复杂多变，平时实施监控量测作业时，加强对地质及支护状况的观察，对判断围岩稳定性、进行开挖前方的地质预报等十分重要，所以每开挖一个工作面都应进行地质观察和记录，还要进行地质描述及初期支护进行的喷射混凝土、锚杆、钢架等状况的描述。

并保留记录。

特别注意以下几个方面：

（1）隧道开挖时要及时对工作面地质变化和围岩稳定情况观察，察看喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态，发现异常时立即采取相应处理措施。

（2）进行量测作业时，应做好监测仪器及测量人员的安全防护，量测断面两侧应摆放警示标记，并专人指挥洞内车辆及人员通行，当监控量测与其它工序出现干扰时，应优先进行量测作业。

（3）所有参与监控量测的人员，应遵守安全操作规程和规章制度，佩戴齐备劳动防护用品。

附件：

日报附表1

日报附表2：

中铁X局XX至XX线扩能改造工程XX-2标

光坑山隧道（DKXXX+XXX—DKXXX+XXX）

光坑山隧道进口施工监测测量成果日报

（20XX年XX月X日）

编制：

复核:

1.监控测量完成情况及存在问题

1）完成情况：

拱顶XX处，洞内收敛XX处，累计进行XX处。

2）存在问题：

2.观测数据统计

观测断面里程

观测项目

当日下沉量（mm）

累计（mm）

备注

DKXXX+XXX

拱顶沉降

间隔时间（d）：

1

上台收敛

间隔时间（d）：

1

中台收敛

间隔时间（d）：

1

DKXXX+XXX

拱顶沉降

间隔时间（d）：

1

上台收敛

间隔时间（d）：

1

中台收敛

间隔时间（d）：

1

DKXXX+XXX

拱顶沉降

间隔时间（d）：

1

上台收敛

间隔时间（d）：

1

中台收敛

间隔时间（d）：

1

DKXXX+XXX

拱顶沉降

间隔时间（d）：

1

上台收敛

间隔时间（d）：

1

3.详细观测数据见附表

分部审查意见:

总工程师：

分部经理：

周报附表1：

第xx期

中铁X局XX至XX线扩能改造工程XX-2标

（DKxxx+xxx--DKxxx+xxx）

施工监测成果周报

（20xx年xx月xx日～20xx年xx月xx日）

编制：

复核：

分部审查意见:

总工程师：

项目经理：

经理部审查意见：

总工程师：

项目经理：

周报附表2：

XX隧道拱顶下沉观测数据表

测点里程：

DK221+930

初测时间：

2014年X月XX日

点号：

1

总天数

时间

时间间隔（d）

标高（m）

本次下沉量（mm）

下沉速率（mm/d）

累计下沉量（mm）

管理等级

备注

年月日

时

17

2014-XX-XX

10:

00

1

159.902

4

4

21

18

2014-XX-XX

14:

30

1

159.897

5

5

26

19

2014-XX-XX

09:

00

1

159.890

7

7

33

20

2014-XX-XX

10:

00

1

159.886

4

4

37

21

2014-XX-XX

09:

00

1

159.884

2

2

39

22

2014-XX-XX

09:

00

1

159.884

0

0

39

23

2014-XX-XX

10:

00

1

159.887

-3

-3

36

23

本周