龙泉山隧道监控量测项目实施大纲.docx
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龙泉山隧道监控量测项目实施大纲
四川南部至成都
龙泉山隧道监控量测项目实施大纲
、
隧道监控量测项目实施大纲
1编制依据
（1）、《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）
（2）、《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）；
（3）、《公路隧道质检验量评定标准》（JTJF80/1-2004）；
（4）、《铁路隧道施工规范》（TB10204—2002）；
（5）、《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》（TBJ108—92）；
（6）、《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）
（7）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）
（8）《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007/J721-2007）
（9）隧道设计图纸
2隧道工程概况
2.1隧道概况
龙泉山隧道南部端位于金堂县三星镇双龙村，洞口地势较缓，自然斜坡坡度约10～25°，上伏1～2m的耕植土，下伏强风化砂岩，洞口整体稳定性较好。
隧道右侧50m发育一冲沟，宽约2～3m，常年有流水。
洞口植被不发育，主要为旱地及水田。
成都端位于金堂县淮口镇舒家湾村，洞口为上缓下陡地自然斜坡，植被茂密，冲沟发育，以灌木为主，出口为旱田。
隧道进出洞口均有机耕道和乡村道路前往，修建较短的便道即可至隧道洞口，交通条件较好。
进口端施工场地较平缓、开阔，离村庄近，出口端施工场地较陡，下方为冲沟，场地条件较差，需在洞口左侧约200m处设置施工场地，洞口附近均有水源，施工用水较方便，用电可利用附近电源或架设专线。
隧道起止桩号左线ZK155+568～ZK159+135，长3567m；右线YK155+570～YK159+135，长3565m，是一座上、下线分离的四车道高速公路长隧道。
隧道左右线南部端均位于R-2700m的左偏曲线上，洞身为直线段，成都端左线为R-2550m，右线R-3500m的右偏曲线；隧道左右线间距南部端由19.95m渐变至30m，成都端由30m渐变至18.55m。
左线纵坡为0.5%（862m）～-1.943%（2705m）的人字坡，右线纵坡为0.5%（860m）～-1.954%（2705m）的人字坡；隧道最大埋深约330m。
南部端洞门采用削竹式，成都端采用端墙式。
隧道内设置5处人行横洞，4处车行横洞和8处紧急停车带。
2.2地形地貌
隧址区位于新华夏系一级沉降带～四川盆地西部边缘，为构造剥蚀低山地貌区，地表植被发育，隧道洞身地形中部高，两出口地段地形较低，地形起伏较大，海拔高程489.25～882.00m，相对高差约393.3m，坡角15～35°，局部成陡崖状。
2.3隧道地质及评价
隧道南部端地形上陡下缓，第四系土厚3.0～5.0m，斜坡上方地形较陡，地面坡度15°～30°。
出露地层为侏罗系上统蓬莱组（J3p），岩性以泥岩、泥质砂岩为主，岩层走向与洞轴线近于垂直，进洞口段无断裂构造，无不良地质现象，稳定性较好。
由于隧洞开挖，将在洞前一带形成人工路堑边坡，边坡高0～8.2m，边坡物质组成为泥岩、泥质砂岩，岩体裂隙发育，呈层状碎裂结构，进口仰坡为顺向坡，但岩层倾角较平缓，其整体稳定性较差，可能产生沿外倾结构面的滑塌破坏或土体可能沿岩土界面产生滑动。
成都端洞口地形下陡上缓，第四系土厚5.0m左右，斜坡上方地形较缓，地面坡度25°～40°，出露地层为侏罗系上统蓬莱组（J3p），岩性以泥岩、泥质砂岩为主，岩层走向与洞轴线近于垂直，出洞口段无断裂构造，无不良地质现象，稳定性较好。
仰坡为反向坡，岩层倾角较缓，其整体稳定性较差，可能产生外倾结构面的滑塌破坏。
3隧道监控量测的目的和意义
在隧道施工过程中，对围岩及支护、衬砌结构的荷载、位移、应力、应变进行量测，监测围岩的自承能力和变形，支护构件内力的动态变化，以便最大限度地利用围岩自承能力，并利用掌子面附近的量测资料和已施作初期支护隧道的量测资料，对围岩及隧道支护结构当前的和最终的稳定性进行分析，并据之对设计和施工安全进行动态判断。
本次作为第三方监测，主要目的为：
（1）对隧道施工质量提供客观的数据和证明。
（2）客观真实地全面把握隧道工程质量，掌握隧道工程各主体部分的关键性指标，确保项目能按照预定的要求完成。
（3）量测数据和资料是处理工程合同纠纷的重要依据。
可以防止承包商采用虚假的资料和数据隐瞒工程质量真相，找到工程质量问题的根源所在，并在业主与承包人索赔纠纷时提供确凿的证据。
（4）通过监控量测，了解隧道各施工阶段地层与支护结构的动态变化，明确工程施工对地层的影响程度以及可能产生失稳的薄弱环节，把握施工过程中结构所处的安全状态。
（5）用现场实测的结果弥补理论分析的不足，并把监控量测结果反馈到设计和施工中，在施工过程中，及时掌握地层和支护结构的变位和受力信息，以便采取相应的施工技术措施，比如改变施工方法、确定临时支护的拆除时机及二次衬砌施作时机、调整开挖步序、修正支护参数等，以避免出现施工事故。
（6）修改工程设计。
监控量测除了表明工程的质量状况外，研究监控量测工程状况的累积记录，有助于对工程设计进行修改，并通过观测数据与数值分析及模型试验中预测的工程特性指标的比较，了解设计的合理程度。
（7）积累资料。
通过监控量测，了解该工程客观条件下所表现出来的一些地下工程施工规律和特点，为今后类似工程或工法本身的发展提供借鉴，以提高地下工程的设计和施工水平；并为龙泉山隧道运营后的养护与维修提供可靠的原始数据。
总之，监控是量测的目的，而量测是监控的手段。
对隧道施工进行监控量测使隧道的设计与施工运作纳入科学的动态管理中，使工程始终处于良好的运行状态，确保隧道施工的安全和工程建设质量，使隧道工程达到经济、合理和可靠的目的。
4、监控量测内容和方法
4.1监控量测系统的构成
隧道监控量测系统涉及的工程内容和专业范围广泛，对监控量测人员素质要求较高。
要完成对整个项目的第三方监测，就需要建立一个监控量测系统，该系统包括以下几个子系统：
（1）现场传感器及测点埋设子系统
该子系统是监控量测最基本系统，传感器和测点埋设的好坏，直接影响到量测结果的可靠性，本次监测，将与设计单位、施工单位、监理单位等密切配合，按规范要求及时准确地进行传感器及测点埋设工作。
（2）现场信息采集子系统
为了完成现场数据的准确采集和及时反馈，在项目的实施过程中，除了要求有相应的数据采集设备外，更重要的是要有由有经验的土木工程师和专业测量人员组成的联合队伍，能科学、经济而又高质量地完成现场监测任务。
西南交通大学拥有一流的仪器设备和经验丰富的工程技术人员，将在龙泉山隧道第三方监测项目中，投入必要的人力、物力，高质量地完成现场监测任务。
（3）信息处理子系统
从现场得到的数据内容繁多，要建立一个专门的数据库系统对数据按照一定的形式进行合理的存储和处理，使其结果很容易被建设单位、设计单位及监理单位采用和掌握。
（4）信息反馈及报警子系统
该子系统主要根据连续跟踪测量的结果提前预报，提前报警，尽可能地减少事故的发生，并把已发生的事故通过提供控制措施使其所造成的损失最小。
4.2监控量测内容
根据该项目的特点、技术难度，设计文件规定现场量测的工作内容为：
根据设计文件说明该隧道的实际地质等情况，结合我们的工作经验，建议进行一下内容的监测工作。
4.2.1必测项目
（1）地质及支护状况观察：
预测开挖面前方的地质条件，为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据，根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护的可靠程度。
（2）周边收敛：
根据变形的速率及量值判断围岩的稳定程度，选择适当的二次衬砌支护时机，指导现场施工。
（3）拱顶下沉：
根据量测数据确认围岩的稳定性，判断支护效果，指导施工工序预防坍塌，保证隧道施工安全。
（4）地表下沉：
对隧道埋深较浅段进行地表沉降监测，判定隧道开挖对地表的影响，与拱顶下沉数据相互应证。
（5）锚杆内力监测：
检测锚杆的受力状况，判断围岩的稳定性。
4.2.2选测项目
（1）锚杆长度及注浆饱满度检测：
检测锚杆的长度和注浆效果。
（2）选测组合：
通过对围岩体内变形、围岩压力、钢支撑应外力、初衬、二衬应力、仰拱隆起等选测项目的监测，判断围岩稳定性及支护效果，反馈设计、指导现场施工。
4.3监控量测方法
（1）、地质及支护状况观察
细致的目测观察，对于监视围岩稳定性是既省事而作用很大的监测方法，它可以获得与围岩稳定性状态有关的直观信息，如预测开挖面前方的地质条件；为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度。
对掌子面进行目测，主要了解掌子面的工程地质和水文地质条件。
目测观察的内容如表4-1。
表4-1掌子面目测观察内容
序号
目测观察内容
1
地质种类和分布状态
2
岩性特征（岩石的颜色、成分、结构、构造）
3
地层时代及产状
4
节理性质、组数、间距、规模，节理裂隙的发育程度和方向性，断面状态特征，充填物的类型和产状
5
断层的性质、产状，破碎带宽度、特征
6
涌水量大小、涌水位置、涌水压力
7
开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象
将目测观察到的有关情况和现象，应详细记录并绘制成图册：
每个监测断面绘制一张隧道开挖工作面素描图，图中包括剖面位置及间距。
初期支护目测观察内容见表4-2。
表4-2初期支护目测观察内容
序号
目测观察内容
1
初期支护完成后对喷层表面的观察以及裂缝状况的描述和记录
2
有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象
3
喷射混凝土是否产生裂缝或剥离，要特别注意喷射混凝土是否发生剪切破坏
4
有无锚杆和喷射混凝土施工质量问题
5
钢拱架有无被压屈现象
6
是否有底鼓现象
每次爆破后和初喷混凝土后，通过肉眼观察，对围岩和隧道稳定性进行评价，看围岩级别是否与设计相符，必要时应拍照。
（2）周边收敛
隧道净空收敛是指隧道周边相对方向两个固定点连线上的相对位移值，它是隧道开挖所引起围岩变形最直观的表现，采用收敛计进行量测。
隧道开挖爆破后应尽早在隧道两侧边墙、拱腰水平方向埋设测杆或球头测桩，埋设深度20～30mm，钻孔直径40～50mm，用快硬水泥固定，测桩球头必须设保护罩。
监测断面必须尽量靠近开挖工作面，但太近会造成开挖爆破下的碎石砸坏测桩，太远又会漏掉该量测断面开挖后的收敛值。
测点应按设在距开挖面1m范围之内，并应在工作面开挖以后12h内和下一次开挖之前测取初读数。
量测净空收敛位移可为判断隧道稳定性提供可靠的信息，并根据收敛速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机。
洞周收敛测点的布设见图4-1。
（台阶法）
图4-1洞周收敛测点布置
（3）拱顶下沉
拱顶下沉量测测点埋设：
一般在隧道拱顶轴线处设1个带钩的测桩（为了保证量测精度，常常在左右各增加一个测点，即埋设三个测点），吊挂钢卷尺，用精密水准仪量测隧道拱顶绝对下沉量。
可用Φ6钢筋弯成三角形钩，用砂浆固定在围岩或混凝土表层。
测点的大小要适中，过小，测量时不易找到；过大爆破易被打坏。
支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被埋掉，要尽快重新设置，以保证数据不中断。
拱顶下沉量测示意图如图4-2。
图4-2拱顶下沉量测示意图
隧道开挖后应及时进行拱顶下沉量测。
通常情况下，隧道拱顶下沉是判断围岩是否稳定的重要标志。
隧道拱顶下沉测点的布设见图4-3。
图4-3拱顶下沉量测测点布置
（4）地表沉降
地表下沉量测采用精密水准仪和水准尺，量测精度±1mm。
监测断面纵向间隔在30m左右，监测断面布设采用与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一个横断面内，每个监测断面布置9个测点，其最外点距中点距离不小于隧道结构1倍埋深距离；测点布设在隧道中线附近
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