施工管理公路隧道地质预报及施工现场监控量测大纲.docx
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施工管理公路隧道地质预报及施工现场监控量测大纲
毛尔盖水电站
隧道地质预报及施工现场监控量测大纲
审定：
审核：
编制：
成都XX工程咨询有限公司
二零零六年五月
实施大纲
采用新奥法施工的隧道，地质预报和监控量测对施工有重要的指导意义。
通过地质预报和监控量测可掌握围岩动态和支护结构的工作状态,对量测数据经过分析处理后，可用来预测围岩变形趋势，来验证和修改设计支护参数，从而采取相应的施工措施（如：
调整设计时锚杆、钢格栅数量来加强支护强度），科学的组织和指导施工（如：
确定隧道二次衬砌施工的最佳施工时机）.如此反复，使支护与衬砌设计参数与围岩条件相协调，不断优化施工方案，保证隧道施工安全。
1编制依据
（1）《公路隧道设计规范》JTGD70-2004；
（2）《公路隧道施工技术规范》JTJ042—94；
（3）《锚杆喷射砼支护技术规范》GB50086-2001
（4）《工程测量规范》（GB50026-93）
（5）《精密水准测量规范》（GB/T15314—940）
（6）中国水电顾问集团成都勘测设计研究院。
毛尔盖水电站S302省道改线公路隧道新奥法量测设计图及系列说明
2地质预报和监控量测的目的
（1）通过地质预报，指导不同地质条件下合理的开挖方法、支护方式、支护时间,为变更设计，修改支护参数，指导施工，提供参考信息。
（2）通过监控量测,了解和掌握隧道的动态信息，为日常施工管理提供有关数据资料,进行信息反馈及预测预报，优化施组设计，以指导现场安全施工;通过监控量测数据，反验预设计或动态设计水平，总结经验，积累资料，供同类工程提供借鉴和参考。
3实施项目
根据设计要求本大纲实施项目包括地质预报和施工现场监控量测。
施工现场监控量测项目包括：
A、必测项目包括:
1水平净空收敛
2拱顶下沉
③锚杆抗拉拔力
④地表下沉
B、选测项目包括:
①围岩的内部位移
②支护、衬砌内应力,表面应力及裂隙量测
③钢支撑内应力及外力
※我方在实施大纲时,除地质报告和必测项目外，还对选测项目中的支护衬砌内应力进行监控量测，其它项目视情况再做选择.
3.1地质预报
（1）巡查工作内容：
①开挖支护围岩的种类、结构、构造产状；
②开挖支护围岩及掌子面节理性质、组数、间距、规模，节理的发育程度和方向性,断面的状态特征，充填物的类型和产状;断层的性质、产状、破碎带的宽度、特征;
③地下水的类型，涌水量的大小、涌水位置、涌水压力；
④开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象；
⑤初期支护完成后对喷层表面的观察及裂缝状况的描述和记录；
⑥有无锚杆被拉坏或垫板陷入围岩内部的现象;
⑦喷混凝土是否产生裂隙或剥离,要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏;
⑧有无锚杆和喷混凝土质量问题；
⑨钢拱架有无被压曲现象，是否有底鼓现象；
（2）工作方法：
①每次巡视观察由经验丰富的技术人员组成专门观察小组，携带地质锤、地质罗盘、皮尺、钢卷尺、笔记本、数码相机、矿灯等进行反复式观察.
②记录内容包括:
观察时间、参加观察人员、观察的目的和内容、观察中发现的情况（记录方式采取文字记录）。
③现场记录及时整理，通过掌子面已揭露的地质体，对掌子面实见地质体向掌子面前方延伸情况进行有依据的推断，并与以往结果进行比较分析，如发现异常现象立即进行复查，保证记录的准确性。
日常巡视观察中发现问题立即采取应急措施，上报上级主管部门，同时抄送业主和监理。
3.2水平净空收敛
（1）量测设备
我方使用收敛计对水平静空收敛进行量测。
（2）测点安装
①按设计要求每10～50米一个断面，地质情况良好，采用全断面开挖方式时，设一条水平收敛测线，采用台阶式开挖方式时,在拱腰和边墙部位各设置一条水平收敛测线.
②收敛观测断面紧靠掌子面布置，一般为0.5~2米。
③清除测点埋设处的松动岩石，用钻孔工具垂直洞壁打孔，孔径视测桩大小而定,埋设深度不宜大于20cm。
安装必须牢固,外露挂钩圆环（或球头、锥头）,应尽量靠近岩面，不宜出露太长.
④收敛计安设好后，与隧道施工人员及时沟通,做好仪器保护工作。
（3）测量方法
根据量测在隧道断面设置的成对测点连成的收敛线的变化，在下一次爆破循环前获得初始数据,每次量测最少测三次，取平均值作为本次量测的测值。
3。
3拱顶下沉
（1）量测设备
拱顶下沉采用精密水准仪，钢尺进行量测。
（2）测量方法
在拱顶设置固定测点,每10~50米一个断面（Ⅲ类及以上围岩不大于40米；Ⅳ类围岩不大于25米;Ⅴ类围岩不大于10米）每个断面5个测点.将钢尺挂在拱顶测点上，读钢尺读数，后视点设在稳定的衬砌上，读出标尺读数，用水平仪进行观测，通过计算前后两次拱顶测点的高程差得到拱顶下沉数值。
（注:
净空水平收敛与拱顶下沉在同一断面设点量测）
3.4锚杆抗拉拔力
（1）量测设备
锚杆抗拉实验选用锚杆拉拔器由（空中千斤顶、手动油压泵、油压表、千分表.）
（2）测试方法
①根据锚杆的种类和实验的目的确定拉拔时间，对设计指定的锚杆进行拉拔实验。
②在锚杆尾部加上垫板,套上空中千斤顶，将锚杆外端与千斤顶内缸固定在一起，并装设位移量测设备与仪器。
③通过手动油压泵加压,从油压表读取油压，根据活塞面积换算锚杆承受的拉拔力。
可视需要从千分表读取锚杆尾部的位移,绘制锚杆拉力-—位移曲线，供分析研究.
3.5地表下沉量测:
（1）量测设备：
使用高精度水准仪，从地表设点观测，根据下沉位移量判定开挖对地表下沉的影响，以确定隧道支护结构。
（2）量测方法：
①断面的布设原则
地表下沉观测点布设在围岩较差，覆盖厚度小于40米的隧道上端，且每断面宽度3B范围内至少3个测点。
②测点的布设
基点埋设在隧道开挖纵、横向（3～5）倍洞径外的区域，参照标准水准点埋设方法，埋设2个基点，以便互相校核，所有基点应和附近水准点联测以取得原始高程（图1）。
在测点位置，开挖成长、宽、深均为200mm的坑，然后，放入地表测点预埋件（自制），测点四周用混凝土填实，在预埋件顶端安装全站仪反射贴片，待混凝土固结后即可量测。
③地表下沉用高精度水准仪进行观测。
要求：
a、应在仪器检验合格后，且测站和标尺无振动时进行观测；
b、尽量选择在每一天同一时间内进行观测；
c、在气候变化较大时,需对气压和气温进行校正.观测时坚持四固定原则，即施测人员固定，测站位置固定,测量延续时间固定，施测顺序固定，且应每隔30天用精密水准测量的方法进行基点与水准点的联测，其误差不得超过±0。
5
mm（n为测站数）.
d、每次观测结束后可绘制时间—位移与距离－位移图,对数据进行简要分析。
如果曲线正常，说明位移随施工的进行渐趋稳定；如果出现反常，出现反弯点，说明地表下沉出现骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳状况，应立即采取措施。
3.6围岩体内位移监测（洞内设点）
（1）量测设备
采用4点式多点位移计，隧道每一量测断面布设5个测点。
考虑现场的测量条件，测点采用钢弦式多点位移计。
（电测式多点位移计现场安装易失损失效，故采用钢弦式多点位移计）
（2）测点安装
a、每30～100米一个断面，每个断面设置5个测点，在预定量测部位,用直径60mm钻头，钻孔深由设计锚杆长度确定（等于锚杆长度），钻孔要求平直,并用水冲洗干净。
b、然后给钻孔中装入锚固剂，装入深度约为孔深的1/2，然后装入多点位移计,多点位移计外露基岩面（应大于喷射砼的厚度约10cm），在喷射砼时注意对测头的保护,钢弦式多点位移计的电缆注意采取保护措施，喷射砼完工后，及时清理测头的砼，以便测量。
c、当测点离开挖面很近时,必须采取防护措施，以防止爆破飞石损坏电缆及测筒。
d、为保证读数的稳定性，第一次读数的建立应不小于24小时。
e、开始阶段，每天应至少进行一次测读，随着开挖面的远离,测读间隔时间酌情延长。
（3）量测与计算:
钢弦式多点位移计采用频率计读数，根据率定系数计算测值.
3.7支护及衬砌内应力、衬砌表面应力、裂隙的量测
（1）测量设备
锚杆支护内应力量测采用锚杆应力计，衬砌内应力的量测采用砼应变计，衬砌与围岩表面应力采用界面式应压力计，裂隙的量测采用测缝计。
测点安装
根据现场实际情况，选择代表性性地段设置测点，每断面宜为9个测点.
①锚杆应力计的安装
a、安装前先完成钻孔的准备工作。
主要设备包括台车、潜孔钻机、灌浆设备等。
b、按设计要求钻孔,钻孔直径应大于锚杆应力计的最大直径，钻孔平直，其轴线弯曲度应小于钻孔半径.
c、按锚杆直径选配相应规格的锚杆应力计,将仪器两端的连接杆分别与锚杆焊接在一起，焊接强度不低于锚杆强度.焊接过程中应采取措施避免温升过高而损伤仪器。
d、在已焊接锚杆应力计的观测锚杆上安装排气管，将组装检测合格后的观测锚杆送入钻孔内，引出电缆和排气管，插入灌浆管,用水泥砂浆封闭孔口。
e、安装检查合格后进行灌浆加固.
②砼应变计的安装
a、对于设计配有钢筋的砼衬砌，砼应变计安装前，在主筋待测部位并联焊接砼应变计,在焊接过程中注意对其淋水降温。
b、对于没有配筋的砼，传感器埋设时要做一个专用的支架，把传感器固定在支架上,再把支架点焊在砼模板台车表面，以实现传感器的固定。
c、记下传感器型号，并将其编号，用透明胶布（热缩管）将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上（若传感器有自动编号功能则无需人工记录）。
d、注意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏，在浇注砼施工时,在边墙部位用PVC管包住电缆引到边墙基础砼以外，以便砼施工后进行测量。
③界面式应压力计的安装
围岩与衬砌界面间的压应力，通过预浇混凝土埋设，埋设前先在预埋位置凿出相应尺寸的坑,埋设仪器后调整并固定好压应力观测方向，再用砂浆回填空间。
④测缝计的安装
a、测缝计埋设部位混凝土与围岩界面,观测界面脱空。
b、在混凝土与围岩界面安装测缝计时，先把测缝计一端通过焊接固定到锚杆上，另一端焊接到钢筋混凝土配筋上。
c、记下测缝计型号，并将其编号,用透明胶布（热缩管）将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上（若传感器有自动编号功能则无需人工记录）.
d、注意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏，在进行混凝土衬砌时要加强对埋设仪器和电缆的保护工作。
以便施工后进行测量.
3.8钢支撑的内力及外力
（1）量测设备
对于钢支撑内应力，钢格栅若为钢筋加工,采用钢铉式钢筋计分别沿钢架的内外边缘成对布设;若为型钢拱架，也采用钢铉式钢筋应力计量测，每个测点安设一个传感器。
对于钢支撑表面应力采用钢铉式表面应变计。
（2）测点安装
每10～50米榀钢拱支撑设置一对测力计
①安装前,在钢拱架待测部位并联焊接钢筋计和应变计，在焊接过程中注意对钢筋计淋水降温,然后将钢格栅或钢拱架由工人搬至洞内安装或立好.
②记下钢筋计和应变计的型号，并编号，用透明胶布（热缩管）将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上（若传感器有自动编号功能则无需人工记录）。
注意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏，方便量测.
4监控量测频次
观测项目
施工期测次
备注
1-15天
16—30天
1–3个月
3个月后
地质预报巡视观察
每次爆破后
静空收敛
1-2次/天
1-2次/天
1-2次/周
1-3次/月
变形速率突变等情况下加密观测
拱顶下沉
1-2次/天
1-2次/天
1-2次/周
1—3次/月
应力应变
1—2次/天
1-2次/天
1-2次/周
1—3次/月
围岩内部位移
1—2次/天
1—2次/天
1—2次/周
1-3次/月
地表下沉
1—2次/天
1-2次/天
1次/周
1次/月
锚杆抗拉拔
1—2次/周
1—2次/月
5本项目拟投入的设备仪表
名称
型号
单位
数量
备注
精密水平仪
拓普康DL111C
A配
1
全新
高精度全站仪
拓普康GPT-7001L
A配
1
全新
锚杆拉拔器
300KN级
套
1
全新
频率计（读数仪）
长沙三智多功能数显仪
套
1
收敛计（仪）
长沙三智（编号型）
套
混凝土内应变计
长沙三智（编号型）
套
铟钢尺
3米（拓普康原装）
把
1
全新
生产用车
两驱皮卡
辆
1
全新
地质观察携带工具
地质锤、地质罗盘、皮尺、钢卷尺、数码相机、矿灯
全新
办公用品
台式电脑、笔记本电脑、复印机、打印机、传真机等
全新
6监测数据应用
每次观测结束后可绘制时间-位移与时间－轴力图，对数据进行简要分析，对施工提供指导.如果曲线正常，说明位移及支护受力随施工的进行渐趋稳定;如果出现反常，出现反弯点,说明地表下沉出现骤增加现象,表明围岩和支护已呈不稳状况,应立即采取措施。
7监控量测提交的资料
在隧道施工监控量测过程中提交如下资料:
（1）地质预报
隧道每进尺二十米，及时提供围岩评价及短期地质预报通知书。
（2）周报
将每周监测工作的进展、仪器埋设、监测成果图表汇总成表，阶段性的结论、建议性汇总成文，并按正规报告格式提交出周报。
（3）月报
对周监测资料进行分析整编，并对下一阶段的变形情况进行预测，按正规报告格式提交出月报。
（4）预警报告
在进行隧道监控量测的过程中，根据监测的物理量的变化规律，对下一阶段的变形情况进行预测，当有危险时,及时向业主及施工方提交监控联系单或专门的计算分析报告，并提出合理化建议。
（5）总报告
在隧道主体工程完成,以及隧道跟踪监测工作结束后,一个月内提交监测工作移交报告.
8监控量测工作要求
为保证量测数据的真实可靠及连续性,特采取以下措施:
（1）量测人员相对固定；
（2）仪器的管理采用专人使用专人保养，专人检验的方法；
（3）量测设备,在使用前均经检查校准合格后方投入使用；
（4）在监测过程中，各设备必须严格遵守操作规程，确保数据采集的科学性和真实性；
（5）量测数据均经现场检查,室内复核两次检查后方可上报；
（6）量测数据的存储计算管理均采用计算机系统进行；
（7）量测项目从设备的管理及量测资料的整理均设专人负责.
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