隧道监控量测施工方案.docx
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隧道监控量测施工方案
一．编制依据
1.青荣城际铁路招标文件及新建青岛至荣城铁路工程施工图
2.青荣城际铁路Ⅳ标段指导性施工组织设计；
3.铁道部颁发的规范、规程、标准：
《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005）；
《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）；
《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）；
《铁路工程设计防火规范》（TB10063-2007J774-2008）；
《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设[2008]105号）。
4.青荣城际铁路建设指挥部有关要求。
二．编制原则
1．高效、适用原则
本方案的高效运行，能确保预报质量并有效的指导施工，适合本工程所有隧道
2．安全原则
本方案的操作实施要安全，并能指导安全施工；
3．符合本单位技术水平的原则
本方案拟投入的设备、实施人员均符合本单位现有水平，能确保方案顺利实施。
三．适用范围
适用于青荣城际铁路Ⅳ标段隧道监控量测。
四．工程概况
1．隧道概况
本标段共有隧道3座，总长度1.345Km。
隧道全部位于山东省烟台市境内，地貌形态为剥蚀丘陵，地形高低起伏，部分地段冲沟发育，基岩大部分裸露。
隧道穿越的地层岩性多为片岩、花岗岩、变质岩等，岩性变化较大。
隧道概况见表1-1。
表1-1隧道工程及围岩分级表
序号
隧道名称
起止里程
长度（m）
围岩级别（m）
Ⅱ级
Ⅲ级
Ⅳ级
Ⅴ级
Ⅵ级
1
土峻头隧道
DK184+505～DK185+185
680
85
290
305
2
谭家庄隧道
DK186+410～DK186+700
290
95
195
3
西庄隧道
DK190+175～DK190+550
375
125
85
185
2．施工存在的风险
根据设计图纸提供的地质资料，不难发现，本标段隧道施工中存在坍塌、冒顶、突水、突泥等风险。
3．监控量测目的
通过监控量测，使工程技术人员能掌握已开挖地段围岩的变形趋势及隧道支护的稳定性，并根据监测结果，判断开挖方法、支护参数是否满足施工安全要求，进而采取相应对策，调整施工方法和支护参数，以达到规避风险，确保安全施工和安全运营的目的。
4．监控量测手段
本标段主要采用精密水准仪、收敛仪、隧道断面仪等对隧道地表沉降、拱顶下沉、围岩收敛、断面变化等监控项目进行量测。
五．监控量测预报方案
1．组织机构、人员及设备
为了确保隧道监控量测能顺利、有序开展，及时准确指导施工，项目部各队均设一个监控量测作业班，配备了一定的监控量测设备，并成立监控量测领导小组。
（1）领导小组组织机构及人员配备：
组长：
钟选良
副组长：
王喜民、朱文碧
组员：
王贞友、贾腾龙、胡正凯、吴莉、刘朝峰、王向卫
监控量测总负责人：
王贞友
第二架子队监控量测负责人：
陈俊鹏
序号
隧道名称
监控量测负责人
职责
1
土峻头隧道
陈俊鹏
负责组织现场进行监测、资料整理、数据分析，及时对出现的各异常情况向隧道主管工程师、项目总工进行汇报
2
谭家庄隧道
3
西庄隧道
（2）主要设备
主要测量设备配置表
编号
名称
测试精度
主要特点
1
JSS30A型数显收敛仪
0.01mm
可靠、方便、精度高
2
DS3200水准仪
0.1mm
可靠、方便、稳定
3
隧道断面仪
可靠、方便、稳定
4
50米钢卷尺
1mm
可靠、方便、稳定
2．监控量测程序和项目
（1）监控量测必测项目
必测项目在采用喷锚构筑法施工时必须监测。
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
（2）监控量测选测项目
选测项目根据工程规模、地质条件、隧道埋深、开挖方法及其它要求选择监测。
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
（3）监控流程
监控流程见监控量测流程框图。
3．监控量测方法及工作要点
根据设计提供地勘资料，本标段隧道进出口偏压、浅埋较多，部分地段线路地表有水塘，隧址区域节理裂隙发育，部分隧道内有断层、岩溶，部分地段有突水突泥隐患。
因此，监控量测过程中要把地表沉降观测和围岩收敛变形观测作为重点，其它选测项目根据实际情况选测，以满足指导施工为准。
（1）浅埋、偏压地段地表沉降量测
洞口段、洞顶浅埋地段开挖前垂直隧道纵轴线横向埋设地表监控量测桩（混凝土桩）及水平基准点，第一个监测断面布置在明暗洞交界里程往洞内方向2m处，其余断面间隔见地表沉降观测横断面纵向间距表，布置尽量与洞内拱顶下沉、净空水平收敛断面布置一致（也可根据情况调整）。
每个地表下沉量测断面测点横向间距为2～5m（横断面布点应结合地形），横向布点埋设见（地表沉降横向测点布置示意图）。
隧道开挖时及时根据量测数据绘制地表下沉位移－时间的关系曲线，绘制地表下沉位移值－距开挖面距离的关系曲线，地表沉降量测用精密水准仪观测。
地表沉降观测横断面纵向间距表
埋深与开挖宽度（m）
纵向测点间距（m）
30＜H0＜45
20
15＜H0≤30
10
H0≤15
5
（2）拱顶下沉测点和净空变化（围岩收敛）测点应布置在同一断面，根据设计要求，Ⅴ级围岩每5m、Ⅳ级围岩每10m、Ⅲ级围岩每30m、Ⅱ级围岩每50m布设一个断面，第一个监测断面布置在明暗洞交界里程往洞内方向2m处，拱顶下沉测点原则上布置在拱顶轴线附近。
拱顶下沉及净空变化量测点布置图
净空变化量测线数
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
（3）必测项目的检测频率应符合下表要求
监控量测各断面量测频率应符合按距开挖面距离确定的监控量测频率表的要求；
对监控量测数据进行分析，计算位移速度，再按位移速度确定的监控量测频率表所确定频率监测。
按距开挖面距离确定的监控量测频率表
监控量测断面距开挖面距离（m）
监控量测频率
0-15
2次/d
15-30
1次/d
30-75
1次/2-3d
﹥75
1次/7d
备注：
B为隧道开挖宽度
按位移速度确定的监控量测频率表
移动速度（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
4．监控量测方法
（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。
（2）现场测点读数读三次，取其平均值。
并详细记录。
5．量测数据的处理与应用
（1）监控量测数据分析主要包括以下几方面：
a.拱顶下沉、净空收敛的位移量，绘制时态曲线。
b.围岩压力与支护间距接触压力值，绘制时态曲线和断面压力分布图。
c..初期支护、二次衬砌应力（应变）值，绘制时态曲线，反算结构内力并绘制断面内力分布图。
d.地表沉降值，绘制纵向和横向时态曲线。
e.孔隙水压力值，绘制孔隙水压力的时态曲线及孔隙水压力与深度的关系曲线。
f.爆破振动速度，绘制振动速度与测点至震源距离关系曲线。
（2）在分析数据时，可根据散点图进行回归分析，并将回归分析得出的变形值与允许变形值比较，从而确定下一步施工采取的措施（见变形管理等级对策表）。
Ⅴ级围岩变形管理等级对策表
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
Uo﹤50mm
可正常施工
Ⅱ
50mm≤Uo≤100mm
应加强支护
Ⅰ
Uo﹥100mm
考虑采取特殊措施
Ⅳ级围岩变形管理等级对策表
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
Uo﹤30mm
可正常施工
Ⅱ
30mm≤Uo≤60mm
应加强支护
Ⅰ
Uo﹥60mm
考虑采取特殊措施
Ⅲ级围岩变形管理等级对策表
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
Uo﹤25mm
可正常施工
Ⅱ
25mm≤Uo≤500mm
应加强支护
Ⅰ
Uo﹥50mm
考虑采取特殊措施
注:
Uo—实测位移值。
（3）根据位移变化速度判别
a.净空变化速度持续大于5.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护。
b.水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。
六．监控量测工作制度
1.组建监控量测工作机构：
项目部由总工程师总负责，各工区由工区总工程师负责，监控量测小组负责人负责日常工作，各隧道施工相关技术人员全面配合。
2.每个隧道开工前，由各工区编制监控量测方案：
根据隧道地质剖面图和施工进度，结合隧道施工进度安排，适时安排布点监测。
3.各隧道监控量负责人负责日常监控量测的全权工作，对监控量测所采集的数据负责，当天采集的数据当天必须处理完，经分析、处理的数据资料作为工程资料存档。
4.监控量测如发现地表沉降、拱顶下沉、净空变化或其它项目出现异常情况，监控组负责人应及时将情况向工区总工程师、项目部隧道工程师、项目部总工程师详细汇报。
监控量测资料在第一时间可以网络传递，但最终必须形成纸质文件。
5.各工区总工程师接到监控量测异常情况汇报后，应及时和监理联系解决，如需要和设计、业主联系，可由项目部协调解决。
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