隧道监控量测实施性方案.docx
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隧道监控量测实施性方案
烟台胜利路南延隧道工程项目
监控量测方案
陕西交建公路工程试验检测有限公司
二○一四年一月
第一章工程概述
1.1工程概况
烟台市胜利南路南延工程起点始于港城西大街与胜利路南延交叉路口处，向北穿过荆山路、峰山路，经卧龙中路、卧龙北路，再下穿塔山，终点止于胜利路与红旗中路交接部位。
拟建隧道所处地理位置图
路线全长6.1km，其中穿越塔山部位的隧道全长2.825km（双洞平均值，其中，左洞里程为ZK3+080—ZK5+900；右洞YK3+090—YK5+920）。
隧道采用双向六车道，山岭隧道形式，机械通风，电光照明。
单洞建筑限界宽度（按行车方向自左向右）0.75m（检修道）+0.5m（路缘带）+3×3.5m（行车道）+0.5m（路缘带）+1m（检修道）=13.25m。
限高5m。
设计隧道为双向六车道，左右（东西）线分离；
道路等级：
城市主干道；设计时速：
50km/h；
道路路面结构设计：
BZZ—100标准轴载；
隧道净高5m；钢筋混凝土结构；结构安全等级为一级；
结构设计基准期：
100年；车辆荷载等级：
城——A级；
隧道安全等级——一级；隧道防水等级——二级；
路面：
沥青混凝土柔性路面；抗震设防烈度：
Ⅶ度；
1.2工程地质条件
本区属丘陵地貌单元类型，地形起伏很大，沟壑发育，海拔介于。
70.72米～353.77米，最大高差238.05米。
场区地势南北两侧低，中间高。
场区进洞口及出洞口为第四系覆盖，厚度为0.5～17.3米，洞身地表植被茂密，覆盖率90%以上，通视条件及交通条件极差，山脊有数条山间小路，宽度1～3米左右。
依据钻探资料，本区地层结构主要为第四系粘性土、片岩，局部见大理岩，花岗岩穿插其中。
第四系粘性土层覆盖厚度不均，沟谷内厚度较大；基岩大部分地段裸露，风化严重。
根据本次勘察工作，场区内地层稳定，隧道通过区，洞身主要为未风化基岩，稳定性好。
洞口为第四系、基岩全风化及基岩强风化层，围岩稳定性一般。
在钻探过程中仅在zk36、zk37孔见有蚀变带存在，蚀变带周围岩体较破碎，节理裂隙发育。
此构造规模较小，对隧道施工影响不大。
此外在隧道出洞口处存在较厚的人工填土。
除些之外无其它不良地质现象。
根据本次勘察资料，区内无地有毒有害气体、地层无放射性。
1.3围岩级别及长度
表1-1胜利路南延隧道围岩级别及长度表
标段名称
隧道起讫桩号
长度
（m）
围岩长度（m）
Ⅴ
Ⅳ
Ⅲ
一标段
ZK4+490～ZK5+900
1410
310
140
960
YK4+490～YK5+920
1430
340
130
960
二标段
ZK3+080～ZK4+490
1410
330
50
1030
YK3+0900～YK4+490
1400
320
50
1030
第二章监控量测的目的
本项目监控量测是新奥法设计施工的重要组成部分之一。
新奥法利用隧道围岩本身具有不同程度的自稳能力，在隧道施工过程中最大限度地保护和利用围岩的这种自稳能力，达到这一目的的主要途径是通过围岩的适度可控制的变形来实现，其主要手段就是施工过程中的监控量测。
通过监控量测，可以及时掌握隧道实际揭露的地质情况，掌握隧道围岩、支护衬砌结构的受力特征和变形情况，据此可以尽早发现塌方、大变形等灾害征兆，及时采取措施，保障施工安全；分析围岩和支护衬砌结构的稳定状态，优化施工工艺和支护参数；并收集施工资料，为本隧道运营维护提供参考。
根据《公路隧道设计规范》（JTGD70—2004）、《公路隧道施工技术规范》（JTGF60—2009）要求，为保证胜利路南延隧道的施工安全和施工质量，对胜利路南延隧道开展监控量测工作。
开展胜利路南延隧道施工监控量测，应达到的目的为：
通过各种有效的技术手段，快速取得可靠的监测数据，快速评价隧道施工的安全状态，及时指导施工，为优化施工提供指导，最终达到安全、优质、经济的目的。
具体目的为：
1.通过每次爆破后洞内地质和支护状况观察，系统地对掌子面进行地质素描，科学、全面记录隧道穿越地带的工程地质信息，为隧道安全施工提供评定依据，为隧道运营期间的检修提供可靠资料。
2.掌握隧道围岩动态和支护结构的工作状态，利用量测结果反馈信息，及时调整支护衬砌设计参数和施工方案。
3.通过监控量测，判断初期支护稳定性，确定二次衬砌合理的施作时间。
4.通过日常观察和分析，及时发现安全隐患并予以排除。
第三章监控量测依据及原则
3.1执行的规范标准及相关文件
1.《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；
2.《公路隧道施工技术规范》JTJ042-94；
3.《公路隧道设计规范》JTGD70-2004；
4.《公路工程地质勘察规范》JTJ064-98；
5.《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004；
6.《岩土工程勘察规范》GB50021-2001；
7.本项目施工图纸及地质勘察报告。
3.2监控量测项目的原则
隧道检测的设计是整个工程中的一个重要组成部分。
监测设计不仅仅是仪器的选择和布置，而是一个综合的工程技术，应从监测目的、原则到监测资料的整理与应用等整个过程全面系统的考虑。
监测从确定目标开始，到进行操作和根据资料进行分析提出评价为止。
本项目监控过程中遵循以下监控原则：
1.在围岩条件和工程性状预测的基础上进行隧道监测设计，以施工期间监测围岩稳定性和支护结构的工作状态监测为重点。
2.观测项目和测点布置应满足施工过程的要求，监测断面应能全面监控隧道工程的工作性状，对各种内外因素所引起的相互作用，都应统一考虑。
3.观测仪器布置要合理，注意时空关系，控制工程的关键部位。
随隧道工程开挖的进展或者说随时间的推移，空间不断扩大，对按监测目的所选定的物理量应测其空间分布和随时间变化的全过程。
空间变化过程中，应有选择的做到所监测的物理量沿一定方向或沿一定边界分布；时间变化过程中，应做到尽量早的开始观测读数，中间不间断，做到空间和时间两个方面的监测都连续。
4.为尽量求得监测围岩和支护结构性状变化的全过程，在条件许可时，能在附近钻孔预埋观测仪器的，采取预埋监测的方式不具备预埋条件的，应紧跟掌子面及时埋设。
5.安全监测设计随工程开挖的推进，出现新问题时要及时补充或修改监测设计。
6.仪器监测点的布设都是典型断面和有代表性的位置，应该采取仪器监测为主，人工巡视调查与仪器监测相结合的方式，以弥补仪器覆盖面的不足。
3.3断面选取原则
隧道试验监测断面按照以下原则选取：
1.不良地质地段。
2.围岩软弱破碎带，开挖稳定性差地段。
主要是Ⅴ级、Ⅳ级及相应加强衬砌段。
3.洞口浅埋地段显著偏压地段。
4.软弱围岩深埋地段，地应力相对较高，围岩软弱破碎带，强度应力比较低，易产生较大变形和支护结构加大内力。
5.车行横洞与隧道交叉口位置，因横向开口，改变了支护结构受力状况，施工中应加强监控量测。
6.根据设计施工需要预留部分量测断面，在施工受阻，地质条件及地质构造变化与设计不符处设置。
第四章监控量测工作内容
4.1监控量测任务与技术要求
本次工程的监控量测任务包括施工量测必测项目4项、选测项目4项，以及全隧道的地质超前预报和地质素描。
4.1.1地质超前预报与全隧道地质素描
1.地质超前预报
按照《公路隧道施工技术规范》JTGF60—2009第10.2.3条规定，采用3级预报。
以地质分析法为主。
对重要地质层界面、断层或物探异常地段宜采用地震波反射法或地质雷达法进行探测，必要时采用红外探测和超前水平钻孔。
左线2820米，右线2830米，共计5650米。
2.全隧道地质素描：
左线2820米，右线2830米，共计5650米，128个断面。
本次监控量测的技术要求应严格按照现行《公路隧道施工技术规范》（JTGF60—2009）执行。
检测成果报告需经现场检查、室内复核后方可上报，按照建设单位要求在实施过程中，保证及时预报和信息反馈，每次现场预报完成后24小时内将预报结果通过建设单位的信息平台提交给施工、监理和建设单位。
编制周/月/季/年报，对超前地质预报及监控量测工作完成情况、下一步工作安排、存在问题及建议及时报送相关单位。
4.1.2隧道监控量测项目内容
1.必测项目
（1）洞内外观察
左线2820m、右线2830m，合计5650m。
（2）拱顶下沉及周边收敛工作量
Ⅴ级围岩每10m一个断面共计125个断面；Ⅳ级围岩每20m一个断面共计19个断面；Ⅲ级围岩每50m一个断面共计80个断面。
（3）浅埋地表下沉
按隧道埋深少于30米段为浅埋，洞口处100米按10米一个断面测量，其余部分按20米一个断面测量，隧道左线35个断面，右线38个断面，合计73个断面。
2.选测项目
选测项目包括锚杆轴力、钢架内力及外力、围岩压力、支护与衬砌内应力等。
按Ⅴ级、Ⅳ级、Ⅲ级每级围岩2个断面进行，共10个断面。
4.1.3监控量测的工作数量
胜利路隧道监控量测工作数量表
检测项目
单位
左线
右线
合计
备注
洞内外观察（必测项目）
米
2820
2830
5650
/
拱顶下沉（必测项目）
个•断面
115
109
224
/
周边位移（必测项目）
个•断面
115
109
224
4个测点/断面
浅埋地表下沉（必测项目）
个•断面
35
38
73
/
锚杆轴力（选测项目）
个•断面
10
10
20
每断面3根
钢架内力及外力（选测项目）
个•断面
10
10
20
5个测点/断面
围岩压力（选测项目）
个•断面
10
10
20
5个测点/断面
支护、衬砌内应力（选测项目）
个•断面
10
10
20
5个测点/断面
地质超前预报
米
2820
2830
5650
/
全隧道地质素描
个•断面
64
64
128
/
4.2监控量测项目的检测频率
隧道现场监控量测必测项目
序
号
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
1
洞内、外观察
现场观察、地质罗盘等
开挖及初期支护后进行
—
—
2
周边位移
各种类型收敛计
每5-50m一个断面，每断面2-3对测点
0.1mm
1-2次/d
1次/2d
1-2次/周
1-3次/月
3
拱顶下沉
水准测量的方法，水准仪、钢尺等
每5-50m一个断面
0.1mm
1-2次/d
1次/2d
1-2次/周
1-3次/月
4
地表下沉
水准测量的方法，水准仪、钢尺等
洞口段、浅埋段（h0≤2b）
0.5mm
开挖面距量测断面前后＜2b时，1-2次/d;开挖面距量测断面前后＜5b时，1次/2-3d;开挖面距量测断面前后＞5b时，1次/3-7d。
隧道现场监控量测选测项目
序号
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
1
钢架内力及外力
支柱压力计或其他测力计
每代表性地段1-2个断面，每断面钢支撑内力3-7个测点，或外力1对测力计
0.1MPa
1-2次/d
1次/2d
1-2次/周
1-3次/月
2
围岩压力
各种类型岩土压力盒
每代表性地段1-2个断面，每断面3-7个测点
0.1MPa
1-2次/d
1次/2d
1-2次/周
1-3次/月
3
锚杆轴力
钢筋计、锚杆测力计
每代表性地段1-2个断
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