监控量测作业指导书OK概要.docx

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监控量测作业指导书OK概要

监控量测作业指导书

1．适用范围

本标段共有正线隧道8座，其中1000m＜L≤2000m隧道3座，计4166m；L≤1000m隧道5座，计2305m。

隧道总长6471延米。

本作业指导书用于指导山西中南部铁路通道ZNTJ-13标段8座隧道的监控量测工作。

2．作业准备

2.1内业技术准备

⑴设计单位已根据隧道工程地质条件、环境条件、断面大小、施工方法和安全要求进行监控量测设计，并进行技术交底，提供与本工程监测项目相关的技术参数。

⑵已成立监控量测小组，责任落实到人，并建立相应的质量保证体系；监控量测人员熟练掌握监控量测的相关知识，并经过隧道监控量测施工安全教育培训，掌握安全操作技术和安全生产的基本知识。

⑶监控量测设计已申报批准，监控量测项目已明确。

2.2外业技术准备

⑴对工程地质和环境条件特别复杂的隧道，已选择有专业资质的第三方进行监控量测或复核工作。

⑵已对隧道现场进行初始调查，完成测点布设。

⑶仪器准备：

数码相机、精密水准仪、全站仪、收敛仪、钢挂尺等。

3．技术要求

3.1隧道围岩监测必测项目有洞内与洞外观察、拱顶下沉、净空变化及地表下沉等。

3.2选测项目根据工程规模、地质条件、隧道埋深、开挖方法及其他条件进行选择，主要有隧底隆起、围岩内部位移、围岩压力、钢架受力、混凝土受力、二次衬砌内应力等。

3.3监控量测工作包括现场情况的初始调查、编制实施性监控量测计划、测点布设及取得初始监测值、现场监测、提交监测结果、报送周（月）报和编写总结报告。

3.4应根据监测精度要求，减小系统误差，控制偶然误差，避免人为错误。

3.5监控量测组负责测点的埋设、日常测量、数据处理和仪器保养维修及送检等工作，并及时反馈监控量测信息以便指导施工。

3.6现场测点读数应读三次，取其平均值，并详细记录。

4．施工程序与工艺流程

4.1施工程序

监控量测工作紧跟开挖、支护作业，应按设计要求进行布点和监测，并根据现场施工情况及时调整监测项目和内容。

监测数据及时分析处理，并将结果反馈到施工过程中。

4.2监控量测管理流程

见监控量测管理流程图。

5．施工要求

5.1监控项目

隧道围岩监测必测项目有洞内与洞外观察、拱顶下沉、净空变化及地表下沉等。

选测项目根据工程规模、地质条件、隧道埋深、开挖方法及其他条件进行选择，主要有隧底隆起、围岩内部位移、围岩压力、钢架受力、混凝土受力、二次衬砌内应力等。

监控量测管理流程图

5.2量测方法

5.2.1洞内、外观察

①洞内观察可分为开挖工作面观察和已施工区段观察两部分，开挖工作面观察的主要内容为开挖面的地质描述，包括围岩岩性、岩质、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落掉块现象、有无渗漏水等。

已施工区段观察包括喷层是否产生裂缝、剥落和剪切破坏、格栅支撑是否压屈等。

洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。

②开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次，观察后应绘制开挖工作面略图（地质素描）、数码成像，填写工作面状态记录表及围岩级别判定卡，并与勘查资料进行对比。

在观察中如发现地质条件恶化，应立即采取应急措施。

对已施工区段的观察也应每天至少进行一次。

及时对数据进行分析评价，并据此对施工方法和支护参数进行修正。

5.2.2净空收敛量测

①采用收敛计量测时，测点采用焊接或钻孔预埋；采用全站仪量测时，测点应采用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标黏附在预埋件上。

②测点布设：

净空收敛量测是最基本的主要量测项目之一。

与拱顶下沉点布置在同一断面。

隧道开挖后，为尽早获得围岩开挖后初始阶段的变形动态，尽快埋设测点。

③埋设测点时，先在测点处用人工挖孔或凿岩机开挖孔径为40～80mm，深为25mm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，量测测点牢固可靠，易于识别并妥善保护。

④量测：

净空变形量测在每次开挖后尽早进行，初读数在开挖后12小时内读取，最迟不得大于24小时，而且在下一循环开挖前，必须完成初期变形值的读取。

5.2.3拱顶下沉

①拱顶下沉量测可采用精密水准仪和钢挂尺或全站仪进行，在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点，测点应与隧道外监测基点进行联测。

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，并用混凝土填塞，待混凝土凝固后即可量测。

双线隧道测点布置见示意图。

隧道测点布置示意图

5.2.4地表沉降

①地表沉降量测可采用精密水准仪、铟钢水准尺进行，基点应设置在地表沉降影响范围之外，测点采用地表钻孔埋设，四周用水泥砂浆固定。

测量精度为1mm，标高采用绝对标高或相对标高。

②地表沉降观测对于隧道浅埋地段是十分必要的，地表沉降量测应根据隧道埋置深度、地质条件、地表有无建筑物、所采用的开挖方式等因素确定。

③量测的目的：

地表下沉范围、量值；地表及地中下沉随工作面推进的规律；地表及地中下沉稳定的时间。

④地表量测点和洞内量测点布置在同一断面上，拱顶中心线及两侧和开挖轮廓外2～3m各布设1个观测点，每个量测断面上测点间距为2～5m，在每个量测断面内应设7～11个测点。

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，知道衬砌结构封闭、下沉基本停止为止。

地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空变化的量测频率相同。

施工中在地表设置观测控制桩，定期采用水准仪进行量测，并作好记录，通过整理，据此控制地表的沉降量，以确保洞口地段的施工安全。

⑤测点拟布置如下：

开挖时水平收敛基线布置2条，拱顶下沉测点每个断面内布1～3点。

各测点布置见下图：

地表沉降量测断面间距表

埋置深度H

量测断面间距（m）

H＞2B

20～50

B＜H＜2B

10～20

B＜H＜2B

5～10

拱顶下沉、净空变化量测断面间距表

围岩级别

量测断面间距（m）

Ⅴ～Ⅵ

≤5

Ⅳ

≤10

Ⅲ

30-50

净空变化量测测线数

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

每台阶一条水平测线

每台阶一条水平测线，两条斜测线

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，两条斜测线，其余分部一条水平测线

5.2.6边坡稳定监测

①基点布设：

根据边坡的具体情况，埋设在隧道洞门边坡立面横向（3～5）倍洞径外的区域，埋设9个基点，以便互相校核，参照标准水准点埋设，所有基点和附近水准点联测取得原始高程。

②测点布设：

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、φ200～300mm的平圆头钢筋制成。

测点四周用混凝土填实，待混凝土固结后即可量测。

③量测：

用全站仪进行观测。

要求a）观测在全站仪检验合格后方可进行，且避免在测站和标尺有振动时进行；b）尽量选择在每一天同一时间内进行观测；观测坚持四固定原则，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±0.5mm（n为测站数）。

④数据简要分析：

可绘制时间-位移与距离－位移图，曲线正常则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，说明边坡的位移出现骤然增加现象，表明边坡已呈不稳状况，立即采取措施。

5.2.7其他量测

除监控量测必测项目外，还根据实际情况，对隧道进行一些必要的补充量测，如隧道软弱围岩、膨胀性地层的底板上鼓、隆起量测等。

5.3必测项目的检测频率

必测项目的检测频率应根据测点的距开挖面距离及位移速度分别按照一定的要求进行。

①按距开挖面距离确定监测频率

监测断面距开挖面距离（m）

监测频率

（0～1）B

2次/d

（1～2）B

1次/d

（2～5）B

1次/2～3d

＞5B

1次/7d

②按位移速度确定的监测频率

监测断面距开挖面距离（m）

监测频率

≥5

2次/d

1～5

1次/d

0.5～1

1次/2～3d

﹤0.5

1次/7d

5.4量测数据整理分析

隧道监控量测最核心的环节是量测后的数据证了和数据分析，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：

①依据回归分析、预测位移、收敛、拱顶下沉及钢筋力的最终值。

②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。

③当位拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或者位移累计达100mm时，应停止掘进，及时分析原因，采取处理措施；

④当位移～时间曲线出现反弯点时，同时支护开裂或掉块，此时尽快采取补强措施，以防塌方；

⑤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0.2mm/天，拱顶下沉速率小于0.15mm/天时，认为围岩基本稳定，可进行二次衬砌施工；

⑥利用位移、力（拱架主力）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，当数据异常时，分析原因，制定对策。

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。

变形管理等级表

管理等级

管理位移

施工状态

Ⅲ

U

可正常施工

Ⅱ

（U0/3）≤U≤（2U0/3）

加强支护

Ⅰ

U>（2U0/3）

采取特殊措施后方可施工

注：

U—实测位移值；U0—允许位移值。

5.5报告和报警制度提交

由仪表量测的数据记录在专用的表格上，原始记录表格存档以供需要时查用。

监测日报表当日一式四份提交给业主、监理方、施工方和设计方。

所有数据均输入计算机，用专门程序进行计算处理，每周出周报，每月出月报，必要时出专门分析简报。

监测技术负责人参加工程现场会，汇报最近一段时期的监测情况，分析数据变化的趋势。

严格按有关各方讨论的具体报警值分两个阶段报警。

当监测值超过预警值的80%时，在日报表中注明，以引起有关各方注意。

当监测值达到预警值，除在日报表中注明外，专门出文通知有关各方。

监测技术负责人参加出现险情时的排险急会议，积极协同有关各方出谋划策，提出有益的建议，以采取有效措施确保安全。

6．劳动组织

项目部成立监控量测领导小组，分部成立监控量测班，专职负责各分部管区内隧道工程的监控量测工作。

7．质量控制及检验

7.1监控量测仪器精度满足下表要求，测试仪器的量程应满足设计要求，并具有良好的防震、防水、防腐蚀的性能。

监控量测必测项目测试精度

序号

监测项目

测试精度

1

拱顶下沉

0.5～1mm

2

净空收敛

0.5～1mm

3

地表沉降

0.5～1mm

监控量测选测项目测试精度

序号

监测项目

测试精度

1

围岩与初期支护接触压力

≤0.5%F.S

2

喷混凝土应变

±0.1%F.S

3

钢架应力

拉伸≤0.5%F.S，压缩≤1.0%F.S

4

初期支护与二次衬砌接触压力

≤0.5%F.S

5

二次衬砌内应力

±0.1%F.S

6

围岩内部位移

0.1mm

7

隧底隆起

0.5～1mm

8