监控量测作业指导书.docx

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监控量测作业指导书

铁路隧道工程

监控量测施工作业指导书

1．适用范围

适用于怀邵衡铁路HSHZQ-4标段隧道监控量测。

2．作业准备

2.1内业技术准备

作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习作业指导书，熟悉有关监控量测的规范和技术标准。

掌握监控量测项目、监控方法及数据处理。

对监控人员进行上岗前技术培训，考核合格后上岗。

2.2外业技术准备

按照要求对监控量测仪器定期进行鉴定。

根据设计和规范，结合监控项目，按要求布点。

3.技术要求

3.1监控量测项目要齐全，监测及时，测量数据准确，数据分析正确。

3.2熟练对测量数据进行分析，得出结论，及时指导现场施工。

4．作业程序

作业程序为：

埋设监控量测点→进行量测并记录数据→对数据进行分析→指导施工。

5．监控量测点位埋设

5.1地表下沉点埋设

在测点位置挖长、宽、深均为200mm的坑，然后放入地表测点预埋件（自制），测点一般采用Φ20～30mm、@200～300mm的平圆头钢筋制成。

测点四周用砼填实，待砼固结后即可量测。

5.2拱顶下沉和净空变化点位埋设

拱顶下沉测点布设:

拱顶下沉主要用于确认围岩的稳定性。

在每个量测断面的拱顶中心埋设一自制的钢筋预埋件。

埋设前，先用小型钻机在待测部位成孔，然后将预埋件放入，并用砼填塞，待砼凝固后即可量测。

净空收敛埋设测点时，先在测点处用人工挖孔或凿岩机开挖孔径为20～25mm，深为40cm的孔。

在孔中填满水泥砂浆后插入收敛预埋件，尽量使两预埋件轴线在基线方向上，并使预埋件销孔轴线处于铅垂位置，上好保护帽，待砂浆凝固后即可量测，量测测点应牢固可靠，易于识别并妥善保护。

6.监控量测项目

6.1必测项目

表6-1监控量测必测项目表

序号

监测项目

常用量测仪器

备注

1

洞内外观察

现场观察、数码相机、罗盘仪

2

拱顶下沉

水准仪、钢挂尺、全站仪

3

净空变化

收敛计、全站仪

4

地表沉降

水准仪、铟钢尺、全站仪

隧道浅埋段

6.2选测项目

表6-2监控量测选测项目表

序号

检测项目

常用仪器

1

围岩压力

压力盒

2

钢架压力

钢筋计、应变计

3

喷混凝土内力

混凝土应变计

4

二次衬砌内力

混凝土应变计、钢筋计

5

初期支护与二次衬砌间接触压力

压力盒

6

锚杆轴力

钢筋计

7

遂底隆起

水准仪、铟钢尺、全站仪

8

围岩内部位移

多点位移计

9

爆破振动

振动传感器、记录仪

10

孔隙水压力

水压计

11

水量

三角堰、流量计

12

纵向位移

多点位移计、全站仪

6.3分部开挖法施工的隧道，每个分部施工中应根据特点选择必测项目。

7.监控量测断面及测点布置原则

7.1.地表沉降量测点

地表沉降量测应根据隧道埋置深度、地质条件、地表有无构筑物、所采用的开挖方式等因素确定。

浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。

地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。

一般条件下，地表沉降量测点纵向间距应按表7-1的要求布置：

表7-1地表沉降量测点断面的纵向间距

隧道埋深与开挖宽度

纵向测点间距（m）

2B＜H0＜2.5B

20~50

B＜H0≤2B

10~20

H0≤B

5~10

注：

H0为隧道埋置深度，B为隧道开挖宽度

地表沉降测点横向间距为2～5m，在一个量测断面内应设7~11个测点，在隧道中线附近测点应适当加密，隧道两侧量测范围不应小于H0+B,地表有控制性建（构）筑物时应适当加宽。

其测点布置如图7-1所示。

图7-1地表沉降横向测点布置示意图

地表沉降量测应在开挖工作面前方H0+B处开始，直至衬砌结构封闭、沉降基本停止为止。

地表沉降的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空的量测频率相同。

7.2.拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面，拱顶下沉测点原则上布置在拱顶轴线附近。

拱顶下沉和净空变化测点纵向间距见表7-2。

表7-2拱顶下沉和净空变化测点纵向间距

围岩级别

断面间距（m）

Ⅴ～Ⅵ

5

Ⅳ

10

Ⅲ

15~30

注：

①洞口及浅埋地段断面间距取小值；②软岩隧道的观测断面适当加密；③在特殊部位（斜井与正洞交叉口等）应加密测点断面，且点位可以不在一个断面上；④Ⅱ级围岩视具体情况确定是否布点及间距。

测线布设按照表7-3设置观测点，不同断面的测点应布置在相同部位，测点尽量对称布置。

表7-3净空变化量测线数

开挖方法地段

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

水平测线

每台阶一条水平测线，每分部一条水平测线

分部开挖法

每分部一条

水平测线

上部每分部一条水平测线，每分部一条水平测线，其余分部一条水平测线

拱顶下沉测点和净空变化测点布置示意图见图7-2。

图7-2拱顶下沉测点和净空变化测点布置

8.监控量测频率及控制基准

8.1.监控量测频率

必测项目的检测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度确定。

⑴按距开挖面距离确定的监控量测频率

表8-1距开挖面距离确定的监控量测频率

监控量测断面距开挖面的距离（m）

监控量测频率

（0~1）B

2次/d

（1~2）B

1次/d

（2~5）B

1次/2~3d

＞5B

1次/7d

⑵按位移速度确定的监控量测频率

表8-2位移速度确定的监控量测频率

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

⑶由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值，出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。

8.2监控量测控制基准

⑴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8-1要求确定。

表8-3位移控制基准

类别

距开挖面1B（U1B）

距开挖面2B（U1B）

距开挖面较远

允许值

65%U0

90%U0

100%U0

注：

B为隧道开挖宽度，U0为极限相对位移值。

⑵地表沉降控制基准应根据地层稳定性、周围建（构）筑物的安全要求分别确定，取最小值。

9.监控量测方法

9.1现场量测应根据设计文件的要求进行测点埋设、日常量测和数据处理，及时反馈信息，并根据地质条件的变化和施工异常情况，及时调整监控量测计划。

9.2现场测点读数读三次，取其平均值。

并详细记录。

10.监控量测数据的整理分析及反馈程序

10.1监控量测数据的整理分析

对于现场量测所得的数据及时整理，并绘制量测数据与时间的关系曲线及量测数据与开挖工作面距离的关系曲线。

并对量测数据作如下一系列的处理、分析及反馈。

⑴依据回归分析、预测位移、收敛、拱顶下沉及钢筋应力的最终值；

⑵以位移～时间曲线为基础，根据位移、位移速率等分析、评定围岩和支护的稳定性；

⑶当位移急骤增加，应重点加强观测，并密切注意支护结构的变化；

⑷当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取处理措施；

⑸当位移～时间曲线出现反弯点时，同时支护开裂或掉块，此时应尽快采取补强措施，以防塌方；

⑹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时，认为围岩基本稳定，可进行二次衬砌施工；

⑺利用位移、应力（拱架主应力）反分析程序对围岩及支护结构的稳定性进行分析、评价。

综合以上的分析结果，对施工方案、支护结构的稳定情况作出评价，及时修正支护参数，对施工及时提出建议，采取有效的措施，确保施工安全。

根据围岩与支护时间的接触应力量测结果，找出围岩压力在横断面的分布情况及围岩压力值随开挖时间变化的规律，与理论计算方法进行比较，以取得合理的围岩压力计算方法，检算初期支护的受力情况，判别初期支护的工作状态、支护特点，并对初期支护进行安全评价。

10.2监控量测数据信息反馈及工程对策

根据数据分析结果，对工程安全性评价，应根据位移管理等级分三级进行，见表10-1。

表10-1变形管理等级及对策表

管理等级

距开挖面1B

距开挖面2B

施工状态

Ⅲ

U﹤U1B/3

U﹤U2B/3

可正常施工

Ⅱ

U1B/3≤U≤2U1B/3

U2B/3≤U≤2U2B/3

综合评价设计措施，加强监控量测，必要时采取相应工程对策

Ⅰ

U﹥2U1B/3

U﹥2U2B/3

暂停施工，采取相应工程对策

注:

U—实测位移值。

当监控量测位移管理达到Ⅲ级时，应上报技术负责人和现场监理工程师；当达到Ⅱ级时，上报技术负责人和现场施工负责人，同时技术负责人根据综合情况上报有关单位，采取相应工程措施；当达到Ⅰ级时，立即暂停施工，上报参加各方，请业主单位召集各方分析原因，研究工程对策。

根据工程安全性评价结果，需变更设计时，应根据有关铁路工程变更管理办法及时进行设计变更。

11、劳动组织

表11-1每个监控班组人员配备表

负责人

1人

技术员

2人

测量工

5人

12、设备机具配置

表11-2主要测量设备配置表

编号

名称

测试精度

主要特点

1

高精度全站仪

可靠、方便、精度高

2

JSS30A型数显收敛仪

0.01mm

可靠、方便、精度高

3

DS3200水准仪

0.1mm

可靠、方便、稳定

4

50米钢卷尺

1mm

可靠、方便、稳定

13、监控量测质量保证措施

13.1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。

各施工单位应由工程技术管理中心组成专门监测小组，具体负责各项监测工作。

13.2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。

13.3施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响，据此优化施工方案。

13.4积极配合监理、设计单位做好对监测工作的检查、监督和指导，及时向监理、设计单位报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录，工程完成后，根据监测资料整理出标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。

13.5量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。

量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。

量测设备、元器件等在使用前均经过检校，合格后方可使用。

13.6测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作，及时进行资料整理及信息反馈。