隧道监控量测施工作业指导书.docx

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隧道监控量测施工作业指导书

监控量测

施工作业指导书

1适用范围及编制目的

适用于对新建铁路西安至宝鸡客运专线XBZQ-2标段小村隧道施工已开挖段围岩变形情况的监测，为隧道在安全条件下实现快速施工、减小风险创造条件，减少施工中的盲目性和事故发生率。

2设计概况及编制依据

2.1设计概况

2.1.1工程概况

新建铁路西安至宝鸡客运专线小村隧道工程位于宝鸡市陈仓区，渭河南岸三级阶地，属秦岭山前黄土塬区。

线路从310国道小村附近山坡进洞，下穿唐家塬，从马尾河右侧山坡出洞。

最小埋深16m，最大埋深46m，为双线黄土浅埋隧道。

隧道起讫里程DK627+747～DK628+650，全长903m，其中明挖55m,Ⅴ级围岩548m,Ⅳ级围岩300m。

隧道位于R-8000m圆曲线上，洞内纵坡为11‰和3‰的人字坡。

洞内Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法开挖；洞内Ⅳ级围岩采用三台阶七步开挖法。

隧道进口下邻310国道，出口有一水泥道路，交通条件便利。

隧道主体结构采用曲墙带仰拱复合式衬砌，衬砌采用C35钢筋混凝土结构。

隧道初期支护由钢拱架，钢筋网、锚杆和喷射混凝土组成。

隧道进口采用台阶式洞门，设置有20m明洞，洞口段基础采用φ125cm钻孔桩加固地层，并设置钢筋混凝土承台。

隧道出口采用斜切式洞门，设置有32m缓冲结构。

洞口边仰坡采用拱形骨架护坡，拱形骨架的上缘设排水槽，在拱形骨架内植草绿化。

2.1.2工程地质

小村隧道的覆盖层浅，隧道区地层岩性较简单，通过地层为第四系上更新统风积粘质黄土及粘质黄土古土壤，下部为第四系中更新统风积粘质黄土夹粘质黄土古土壤，底部为中更新统冲积及圆砾等；隧道洞身范围为粘质黄土（Q2eol3）：

分部于第一层古土壤之下，褐黄色，厚度21～51.7m，土质较均匀，发育大孔隙，可见蜗牛壳碎片及零星礓石，硬塑～坚硬，Ⅲ级硬土，σ0=200Kpa，夹有2层厚度1.0～2.2m的古土壤，具有弱膨胀性。

2.1.3水文地质

隧道通过地段内地表水及地下水均不发育。

2.1.4方案设计

1监控量测计划应根据隧道的规模、地形地质条件、支护类型和参数、开挖方式及机械设备等因素制定，并依据《铁路隧道监控量测技术规程》进行。

监控量测计划的内容包括：

量测项目及方法，量测仪器的选择、测点布置、量测频率、数据处理及量测作业人员的组织等。

施工过程中，当地质条件发生显著变化时，应及时修订监控量测计划。

2监控量测应符合下列要求：

⑴掌握围岩和支护动态，进行日常施工管理；

⑵验证支护结构效果，确认或调整支护参数和施工方法；

⑶确保隧道工程的安全性、经济性及结构的长期稳定性，确定二次衬砌施作时间；

⑷将监控量测结果反馈于设计及施工中；

⑸了解隧道施工对附近既有构筑物的影响；

⑹积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。

3监控量测可分为必测项目和选测项目两类。

必测项目是隧道工程必须进行的日常监控量测项目；选测项目是为满足隧道设计与施工的特殊要求，根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件确定进行的监控量测项目。

隧道开挖后应及时进行地质素描及数码成像，必要时进行物理力学试验。

初期支护完成后应进行喷层表面裂缝及其发展、渗水、变形观测和记录。

天然含水量较大地段以及湿陷性黄土地段可对围岩内部位移、锚杆轴力、初期支护内力、锚杆拉拔试验等进行量测。

对地下水发育段可进行水量、孔隙水压力等进行量测。

对一般软岩认为可以优化设计，减少支护结构数量时，可对锚杆轴力、围岩压力、初期支护与二次衬砌间接触压力等进行量测。

3监控量测作业

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），填写工作面状态记录表及围岩级别判定卡。

在观察中如发现地质条件恶化，应立即通知施工负责人采取紧急措施。

对已施工区段的观察也应每天至少进行一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况。

洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边仰坡稳定、地表水渗透的观察。

净空变形量测段面的间距应根据围岩级别、隧道段面尺寸、埋置深度及工程重要性等因素确定。

监控量测断面间距可参考表3进行：

净空变形量测应在每次开挖后尽早进行，初始读数应在开挖后12h内读取，最迟不得超过24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初期变形值的读取。

测点应牢固可靠，易于识别并妥善保护。

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关联。

量测应选用精度适当、性能可靠、使用及携带方便的仪器。

如拱顶下沉量测，每段面宜布置1～3个测点，应采用水准仪、水准尺和挂钩钢尺等，有条件时周边位移宜采用非接触监测仪进行量测。

锚杆或围岩内部变形量测可采用单点或多点式锚头和传递杆，配以机械式或分表式点测位移计。

变形量测可选用电阻或电感式仪器，仪器使用前必须经过严格标定。

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、隧道埋置深度等条件确定。

在地质条件良好、采用全断面开挖方式时，可设一条水平测线。

当采用台阶开挖方式时，可在拱腰和边墙位置各设一条水平测线。

拱顶下沉量测应与水平相对净空量测在同一量测断面内进行，可采用水准仪等测定下沉量。

当地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。

必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表4、表5确定。

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。

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。

地表沉降量测的测点应与水平净空相对变化和拱顶下沉量测的测点布置在同一横断面内，沿隧道中线地表下沉量测断面的间距符合设计要求。

锚杆轴力、围岩压力、衬砌应力等的量测，开始时应和同一断面的变形量测频率相同，当量测值变化不大时，可降低量测频率，从每周一次到每月一次，直到无变化为止。

各项量测作业均应维持到变形基本稳定后1～3周。

2.2编制依据

（1）《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设[2010]241号

（2）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）

（3）《铁路隧道工程监控量测技术规程》（TB10121-2007）；

（4）新建铁路西安至宝鸡客运专线小村隧道施工设计图。

3验收标准

（1）监控量测实施细则应报监理单位、建设单位，经批准后实施，并作为现场作业、检查验收的依据。

（2）必须设置专职人员并经培训上岗。

（3）应成立现场监控量测小组，建立相应的质量保证体系和等级管理、信息反馈和报告制度，负责及时将监控量测信息反馈与施工和设计，工程竣工后应将监控量测资料整理归档并纳入竣工文件。

（4）不良地质地段施工时，应加密布置量测断面，并适当增加监控量测频率。

隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距：

IV级围岩不得大于10m，V级围岩不得大于5m。

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措施。

（5）施工中应定期观察支护、二衬表面情况，对于有开裂、掉块、渗漏水灯情况应分析原因，及时采取加固措施。

（6）施工现场必须建立严格的监控量测数据复核、审查制度，保证数据的准确性。

监控量测数据应利用计算机系统进行管理，有专人负责。

如有监控量测数据异常，应及时采取补救措施，并作出详细记录。

（7）地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。

地表沉降测点应在隧道开挖前布设，布点应牢固，平面位置和断面里程应符合设计要求。

（8）隧道内测点设置平面位置和断面里程符合设计要求，IV级围岩隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距布点大于10m，V级围岩布点大于5m。

（9）监控量测数据应按设计要求的频次读取数据，量测数据内容应完整、成果真实可靠。

（10）监控量测数据应及时整理分析并反馈与施工，当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或唯一累计达100mm时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取处理措施。

（11）隧道内测点应在隧道开挖后12h内布设，并及时读取数据，最迟不得大于24h。

4作业准备

（1）施工调查，对作业现场有无异常状况加以掌握，已开挖断地表有无集中灌溉或开挖现象进行登记以用于指导施工。

（2）岗前培训组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。

对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。

对施工及操作人员进行岗前培训。

（3）技术交底施工前必须进行技术交底，实行三级交底制度。

（4）制定安全保证措施，编制针对突发状况及紧急情况下的应急预案。

（5）成立由专业监控量测人员和工程技术人员组成的监控量测小组，负责对检测资料的分析，判定和地质预报工作。

（6）收集工程范围内的地质资料，根据已有资料及工程特点编制监控量测实施细则，并报监理、业主批准后实施。

（7）配齐检测设备，掌握成熟、可靠的测试数据处理与分析技术。

（8）及时在地表按规范要求埋设沉降观测桩。

（9）清理测区环境，停止掌子面附近隧道施工，减少相关杂波和噪音的干扰。

5、技术要求

5.1平面坐标系

平面坐标系统采用与线路CPⅠ、CPⅡ相同的CGCS2000椭球（其基本参数：

长半轴6378137km，扁率298.257222101）高斯窄带投影工程独立坐标系统，满足投影变形值不大于10mm/km的要求，本标段投影带划分如下表：

西宝客运专线XBZQ-2标段独立坐标系分带表

编号

中央子午线

（°′）

投影正常

高（m）

投影面大

地高（m）

分界里程范围

高程异常

（m）

长度变形

（mm/km）

1

108°00′

490

455

DK560～DK599

-35

-2.0～+9.0

2

107°30′

580

545

DK599～DK638

-35

+1.0～+9.0

5.2高程基准

高程系统采用1985国家高程基准。

5.3监测内容

（1）对隧道地表下沉进行监测，及时分析隧道进出口施工对边坡可能产生的影响，并提供合理的处治方案供业主参考。

（2）对隧道断面周边收敛进行长期监测，判定围岩变形是否收敛，为及时施做二次衬砌提供合理建议。

（3）对隧道断面拱顶下沉进行长期监测，及时掌握隧道的整体稳定情况。

（4）对围岩与初期支护间接触压力测试，判断复合式衬砌中围岩载荷大小。

（5）对钢支撑内力进行监测，推断作用在型钢支撑上的压力大小。

判断型钢支撑尺寸、间距及设置型钢支撑的必要性。

5.4技术要求

（1）隧道施工应据地质情况、断面形式、施工环境、设计及规范要求等编制监控量测实施细则。

（2）监控量测工作应按监控量测方案和实施细则进行，及时量测和反馈，为施工提供有关围岩稳定性、支护可靠性、二次衬砌合理施作时间、围岩级别及支护参数调整、施工方法改变的信息和依据。

（3）隧道监控量测的项目应根据地址条件、周边环境、隧道埋深、断面尺寸、开挖方法和设计要求综合选定，分为必测项目和选测项目。

（4）地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一里程断面。

（5）地表沉降测点横向间距为2～5m。

在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围应不小于H0+B,地表有控制性建（构）筑物时量测范围应适当加宽，测点布置见图5.5.1

图5.5.1小村隧道地表下沉量测范围及测点布置示意图

（6）洞内拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上，并应在开挖后12h内埋设。

监测断面及测点布置应符合表5.5.1要求。

拱顶下沉测点应设置在拱顶轴线附近。

浅埋偏压段拱顶下沉测点