连拱隧道监控量测方案Word文档格式.docx
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隧道围岩以碎石土、全～中风化岩为主，呈散体～镶嵌碎裂结构
K63+543～K63+669
Ⅳ级
136
隧道围岩穿越中风化基岩，节理裂隙发育
K63+669～K66+698
19
隧道围岩以碎石土、强～中风化岩为主，呈散体～镶嵌碎裂结构
大岙岭隧道处于剥蚀丘陵区，进洞口位于黄吉岙村东南方向，出洞口位于双岙村；
山脊近东西向延伸，洞身地面最高点约72m，隧道最大埋深53.8m，自然坡度25～35°
地址情况
K66+098～K66+119
21
K66+119～K66+181
62
K66+181～K66+230
Ⅲ级
49
隧道穿越微风化基岩，节理裂隙发育
K66+230～K66+323
93
K66+323～K66+335
12
隧道围岩以碎石土、强～中风化岩为主，呈散体～镶嵌碎裂结构，围岩稳定性较差
3人员仪器计划
3.1人员配备计划
序号
姓名
职务
1
组长
2
副组长
3
4
组员
5
6
7
3.2仪器计划
仪器名称
数量
规格型号
地质罗盘
2个
DQY-1
全站仪
1台
徕卡TS06
水准仪
苏一光DSZ2
钢尺
2把
雄狮50m
收敛仪
申克JSS30A
激光断面仪
北京慧达LS1200
爆破震动检测仪
NOMIS型
8
水准仪加测微器
苏一光水准仪加测微器DSZ2+FS1
9
位移计
21型
10
应力计
CJL-3
11
钢筋计
VR200
锚杆测力计
MYJ-20
4施工工艺
4.1施工监测目的
（1）通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，把握施工过程中结构所处的安全状态，判断围岩稳定性，支护、衬砌可靠性。
（2）用现场实测的结果弥补理论分析过程中存在的不足，并把监测结果反馈设计、指导施工，为修改施工方法、调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据。
（3）通过监控量测对施工可能产生的环境影响进行全面监控。
（4）通过监控量测进行隧道日常的施工管理，确保施工安全和施工质量。
（5）通过施工现场的监控量测，确定二次衬砌合理施作时间。
4.2监测实施原则
（1）监控工程安全与改进设计、指导施工相结合，以监控工程安全为主。
（2）监测将侧重地质条件差、结构受力复杂及工程薄弱环节等重点部位，并将各监测项目的测点（线）布设在该部位，设置成重点监测断面。
（3）将重点监测断面与一般监测断面、临时监测断面相结合，以重点监测断面为主。
（4）选用稳定、可靠、新型、先进的观测仪器设备。
（5）所选择的监测项目应具有代表性和可信性，获得的观测资料能够满足反馈施工设施、综合评价工程的工作状态、预报和控制工程安全等要求。
4.3监控量测项目
监控量测项目
必测项目
洞内外观察
水平净空收敛
拱顶下沉
地表下沉
爆破震动速度
选测项目
围岩内位移
支护、初砌内应力、表面应力及裂隙量测
钢支撑内力及外力
锚杆轴力及拉拔力
4.4工艺流程
4.5监控量测方法
4.5.1洞内外观察
（1）洞外观察
重点在洞口段及岩溶发育区段地表和洞身埋置深度较浅地段，其观察内容包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况、地表植被变化等。
（2）洞内观察
1）开挖工作面观察在每次开挖后进行。
观察工作面状态、围岩变形、围岩风化变质情况、节理裂隙、断层分布和形态、地下水情况以及喷射混凝土的效果。
观察后及时绘制开挖工作面地质素描图，填写开挖工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡。
2）对已支护地段的观察每天进行一次，主要观察围岩、喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态。
观察中发现围岩条件恶化时，立即上报设计、监理单位，采取相应处理措施。
4.5.2净空位移和拱顶下沉
目的：
根据收敛位移量、收敛速度、断面的变形形态；
判断围岩的稳定性、支护的设计施工是否妥当和衬砌的浇注时问。
方法及工具：
净空位移监控量测采用收敛计测量，测试精度0.1mm；
拱顶下沉监控量测采用水准测量的方法，使用水准仪、铟钢尺等工具，测试精度0.1mm。
布置：
净空位移监控量测每5～50m一个断面，每断面2～3个对测点；
拱顶下沉监控量测每5～50m一个断面。
（1）量测坑道断面的收敛情况，包括量测拱顶下沉、净空水平收敛以及铺底鼓起（必要时）。
（2）按下表检查净空位移和拱顶下沉的量测频率，并与按下表确定的量测频率比较取大值。
施工状况发生变化时（开挖下台阶、仰拱或撤除临时支护等），增加检测频率。
（3）拱顶下沉和水平收敛量测断面的间距为：
Ⅲ级及以上围岩不大于40m；
Ⅳ级围岩不大于25m；
Ⅴ类围岩小于20m。
围岩变化处适当加密，在各类围岩的起始地段增设拱顶下沉测点1～2个，水平收敛1～2对。
当发生较大涌水时，Ⅳ、Ⅴ类围岩量测断面的间距缩小至5～10m。
（4）水平收敛量测
水平相对净空变化的量测首先要求将预埋件按要求的时间及方法埋设，然后进行仪器的安装。
当仪器安装完成后，利用弹簧秤、钢丝绳、滑管给钢尺施加固定的水平张力，并在百分表读得初始数值X0；
因第一次量测的初始读数是关键性读数，反复测读；
当连续量测3次的误差R≤0.18mm（R值根据收敛计不同而异）时才能继续爆破掘进作业。
用同样方法可读得间隔时间t后的t时刻的Xi值，则t时刻的周边收敛值Ut即为百分表两次读数差：
Ut=Lo-Lt+Xtl-Xto
式中：
L0——初读数时所用尺孔刻度值；
Lt——t时刻时所用尺孔刻度值；
Xtl——t时刻时经温度修正后的百分表读数值，
Xtl=Xt+εt
Xto——初读数时经温度修正后的百分表读数值，
Xto=Xo+εto
Xt——t时刻量测时百分表读数值；
Xo——初始时刻百分表读数值；
ε——温度修正值，
εt=α（To-T）Lα——钢尺线膨胀系数；
To——鉴定钢尺的标准温度，T0=20℃；
T——每次测量时的平均气温；
L——钢尺长度。
（5）拱顶下沉量测
拱顶下沉量测采用水准测量法进行，后视点可设在稳定衬砌上，用水平仪进行观测（如下图所示）。
将拱顶初始相对高差与t时刻相对高差相减得拱顶下沉量，即：
Ut=（Qo+Po）-（Qt+Pt）=（Qo-Qt）+（Po-Pt）。
若Ut为正值，则表示拱顶下沉；
若Ut为负值，则表示拱顶向上位移。
4.5.3地表下沉量测
隧道洞口及明洞地段仰坡的稳定和浅埋段隧道开挖时引起的地表沉陷情况。
水准测量的方法，使用水准仪、铟钢尺等工具，测试精度0.5mm。
洞口段、浅埋段。
（1）位于Ⅳ～Ⅴ级围岩中且覆盖厚度小于40m的隧道，进行地表沉降量测。
根据图纸要求或监理人指示，在施工过程中可能产生地表塌陷之处设置观测点，地表下沉观测点按普通水准基点埋设。
并在预计破裂面以外3～4倍洞径处设水准基点，作为各观测点高程测量的基准，从而计算出各观测点的下沉量。
地表下沉桩的布置宽度根据围岩类别、隧道埋置深度和隧道开挖宽度而定，地表下沉量测断面的间距按下表确定。
地表下沉量量测断面间距及频率
变形速度（mm/d）
量测断面距开挖工作面的距离
量测频率
备注
＞10
（0～1）B
1～2次/d
B表示隧道开挖宽度
10～5
（1～2）B
1次/d
5～1
（2～5）B
1次/2d
＜1
＞5B
1次/1周
地表下沉量测断面间距表
埋置深度H
地表下沉量测断面间距（m）
H>
2B
20～50
B<
H<
10～20
B
地表下沉监测范围横向延伸至隧道中线量测（1～2）（b/2+h+ho），纵向在掌子面前后（1～2）（h+ho）（b为隧道开挖宽度，h为隧道开挖高度，ho为隧道埋深）。
测点间距宜为2～5m，并根据地质条件和环境条件进行调整。
（2）地表下沉量测频率和拱顶下沉及净空水平收敛的量测频率相同。
（3）地表下沉量测在开挖工作面前方H＋h（隧道埋置深度＋隧道高度）处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。
（4）地表下沉的量测尽量与洞内拱顶下沉量测、周边位移量测在同一横断面内，当地表有建（构）筑物时，在建（构）筑物周围增设地表下沉测点。
（5）地表下沉监测在隧道开挖前开始，到二次衬砌全部施工完毕，且下沉基本停止时为止。
4.5.4选测监控量测项目
项目名称
方法及工具
布置
测试精度
量测间隔时间
1～15d
16d～1个月
1～3个月
大于3个月
围岩体内位移（洞内设点）
洞内钻孔中安设单点、多点杆式或钢丝式位移计
每代表性地段1～2个断面，每断面3～7个钻孔
0.1mm
1～2次/周
1～3次/月
围岩体内位移（地表设点）
地面钻孔中安设各类位移计
每代表性地段1～2个断面，每断面3～5个钻孔
同地表下沉要求
各类混凝土内应变计及表面应力解除法
每代表性地段1～2个断面，每断面3～7个测点
0.01MPa
～3次/月
支柱压力计或其他测力计
每代表性地段1～2个断面，每断面～7个测点或外力1对测力计
钢筋计、锚杆测力计
每代表性地段1～2个断面，每断面3～7锚杆（索），每根锚杆2～4测点
5围岩稳定性的综合判别
围岩稳定性的综合判别，根据量测结果，按下表判定：
管理等级
管理位移（mm）
施工状态
Ⅲ
U<
（U。
/3）
可正常施工
U-实测位移值；
U。
-设计极限位移值。
Ⅱ
/3）≤（2U。
加强支护
Ⅰ
U>
（2U。
暂停施工，采取相应工程对策
（1）实测位移值不大于隧道的极限位移，并按位移管理等级表施工。
一般情况下，宜将隧道设计的预留变形量作为极限位移，而设计变形量根据检测结果不断修正。
（2）根据位移速率判断：
速率大于1mm/d时，围岩处于急剧变形状态，加强初期支护；
速率变化在0.2～1.0mm/d时，加强观测，做好加固的准备；
速率小于0.2mm/d时，围岩达到基本稳定。
（3）根据位移速率变化趋势判断：
当围岩位移速率不断下降时，围岩处于稳定状态；
当围岩位移速率变化保持不变时，围岩尚不稳定，加强支护；
当围岩位移速率变化上升时，围岩处于危险状态，必须立即停止掘进，采取应急措施。
隧道监控量测结果出现异常时，采取以下工程对策处理：
1）如果是由于基底下沉引起的，尽快仰拱封闭，如仍然下沉；
在墙角处加设锚杆，复喷硷并在基底钻孔注浆加固。
2）如果是由于偏压引起的；
复喷进，加设锚杆。
3）如果是由于围岩压力引起的；
可多次复喷并用锚杆加固围岩，补强初期支护。
在下一循环施工时，修改支护参数，增强初期支护，同时增大观测频率，及时施作二次衬砌，必要时采用加强衬砌。
（4）初期支护承受的应力、应变、压力实测值与允许值之比大于或等于0.8时，围岩不稳定，应加强初期支护；
初期支护承受的应力、应变、压力实测值与允许值之比小于0.8时，围岩处于稳定状态。
6监控量测信息反馈及信息化施工
所谓信息反馈处理分析判断围岩就是根据量测手段所获得的信息、资料以数学的方式通过支护的稳定性,并及时反馈到设计、施工中，优化设计（修正支护设计的形式和参数），指导施工（变更施工的方法和采取加强支护的措施）。
6.1监测数据的分析及预测
取得监测数据后，由专业监测人员及时整理分析监测数据，并结合施工步骤对围岩、支护等变形进行分析判断，将实测数据与允许值进行比较，及时绘制各种变形一时间关系曲线，预测结构变形发展趋势，预测结构的安全性，评价施工方法，确定工程技术措施，并向监理工程师汇报，项目经理部根据监测结果并及时调整施工步序及采取相应的技术措施；
以实现信息化施工。
如上图实测数据在正常预测曲线附近分布时则说明隧道围岩变形正常，当实测数据曲线出现反弯点时，则说明围岩变形出现异常性，速率开始变大，需采取加强支护措施。
6.2监测数据的信息反馈
（1）信息反馈修正设计的基本要求
现代地下工程施工时，设计、施工紧密配合，共同研究，综合分析各项施工信息，及时进行信息反馈，最终确定和修改设计。
信息反馈修正设计，指地下工程开挖后，根据施工信息，对施工前预设计所确定的结构形式、支护参数、预留变形量、施工工艺、施工方法以及各工序施作时间等的检验和修正，是贯穿于整个施工过程的设计阶段。
施工信息是指施工观察、现场地质调查、现场监控量测等得到的数据和信息。
施工信息是隧道开挖后围岩稳定性的动态反映，也是修正设计的依据。
对各种信息进行综合分析、互相印证，对预设计参数修正和施工方法的改进是不可缺少的部分。
（2）施工信息的应用
根据一个量测断面的施工信息综合分析处理结果，进行设计参数修正，只适用于该断面前后不大于10m的同类围岩地段。
地下洞室较长段同类围岩设计参数的修正，特别是降低设计参数，以不少于三个断面的施工信息综合分析为依据。
按修正后的参数进行开挖的地段设计参数的正确和合理性根据施工信息综合分析予以验证。
（3）信息反馈修正设计的内容
1）施工方法变更的建议；
2）施工工序的更改；
3）二衬施做时间的更改；
4）预留变形量的修改或确认；
5）设计参数的修改或确认；
6）采用辅助施工措施的建议；
由于本工程的特点，在监测后及时对监测数据进行整理和分析，判断其稳定性并及时反馈去指导施工。
当施工信息给出不稳定征兆时，检查是否是由于工序不当所造成的，根据具体情况制定对策，采取措施（如暂停开挖、改变施工工序、及时喷锚、尽快封闭、加强初期支护等），促使支护结构趋于稳定。
（4）增强初期支护设计参数的确定
遇下列情况之一，将立即采取补强措施，改变施工方法或设计参数，增强初期支护：
1）隧道开挖后，工程地质和水文地质、围岩类别比预计的要差；
2）喷射混凝土层裂缝多、裂缝大或不断发展；
3）实测位移值超过规定的允许值或类似条件下的隧道位移值；
4）位移速率无明显下降，实测位移值已接近规定的允许值，位移量可能超过预留变形量；
5）稳定性特征出现异常状态。
（5）降低初期支护设计参数的确定
遇到下列情况之一，改变设计参数，适当减弱初期支护：
1）确认围岩类别、工程地质及水文地质条件比预计有明显好转或有具体工程类比；
2）初支未全部完成，位移已收敛，达到施作二次衬砌的指标；
3）初期支护全部施作完毕，位移量远小于规定允许位移值。
（6）二次衬砌施作时间确定：
二次衬砌施作时间在围岩和初期支护变形基本稳定并具备下列条件收敛：
1）各测试项目的位移速度明显收敛，围岩基本稳定；
2）周边位移速度小于0.2mm/d；
拱顶或底板垂直位移速度小于0.1mm/d；
3）施作二次衬砌前的位移相对值已达总相对位移量的90%以上；
4）初期支护表面裂缝不再继续发展。
以上条件适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩，对于Ⅴ围岩区段，当不满足这些条件时，控制过大变形及安全需要，可提前施作二次衬砌。
7质量保障措施
（1）隧道现场监控量测成立专门量测小组，负责日常量测、数据处理和仪器保养维修工作，并及时将量测信息反馈给施工部门和设计单位。
测点埋设在施工部门配合下，由量测小组完成。
各预埋测点牢固可靠，不任意撤换和破坏。
（2）现场监控量测按量测方案认真组织实施，并与其他施工环节紧密配合，不中断工作。
（3）每次量测后，及时进行数据整理和分析，并绘制量测数据失态曲线和距离开挖面距离图；
绘制地表下沉值沿隧道纵向和横向变化量和变化速率曲线。
（4）根据量测数据处理结果，及时提出调整和优化施工；
围岩变形和速率较大时，及时采取安全措施，并建议变更设计。
（5）围岩稳定性、二次支护时间根据所测得位移量或回归分析所得最终位移量、位移速度及其变化趋势、隧道埋深、开挖断面大小、围岩等级、支护所受压力、应力、应变等进行综合分析判定。
（6）定期对测量仪器进行校核。
（7）对测量人员进行技术培训，提高测量人员技术水平。
8安全保障措施
（1）建立以岗位责任制为中心的安全生产逐级负责制，制度明确，责任到人，奖罚分明。
认真贯彻执行国家安全生产、劳动保护方面的方针、政策和法规，以及地方有关安全生产管理规定。
（2）编制各项安全应急预案，并组织演练。
（3）编制好的安全专项方案要对管理人员和施工人员进行交底。
（4）进入施工作业区域登记并佩戴安全帽。
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