监控测量方案说课讲解.docx
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监控测量方案说课讲解
隧道施工监控测量方案
监控测量工作是隧道新奥法施工的重要环节，通过施工现场监测掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度，为隧道的动态设计和信息化施工提供依据，以确保施工安全。
一、编制依据
1、《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）；
2、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108-2002）；
3、《招标文件》（JS2007-016）；
4、《关于加强aa铁路隧道施工监控测量工作的通知》（aa指[2007]025号）；
5、aa铁路隧道施工图。
二、适用范围
本方案适用于aa铁路Ⅳ标段DK83+380-DK104+715段内xx隧道、yy隧道施工的监控测量。
三、量测项目
隧道的监控量测主要以洞内、外观察、拱顶下沉、地表下沉、隧道周边收敛观测为监测项目。
结合隧道具体条件确定项监测项目见表1.1。
表1.1量测项目及内容
序号
监测项目
测试方法和仪表
测试精度
备注
1
洞内、外观察
现场观察、地质罗盘
2
衬砌前净空变化
隧道净空变化测定仪（收敛计、隧道激光断面仪）
0.1mm
一般进行水平收敛量测
3
拱顶下沉
水准测量的方法，精密水准仪
1mm
4
地表下沉
水准测量的方法，精密水准仪
1mm
浅埋隧道必测（H0≤2b）
注：
H0—隧道埋深；b—隧道最大开挖宽度。
四、主要量测方法
1、隧道洞内、外观察
洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。
开挖工作面观察应在每次开挖后进行。
观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施；观察后应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。
在节理、裂隙发育的镶嵌状、块状脆性硬岩地段应重视观察围岩的节理、裂隙走向及发育程度，对易引起坍塌的岩块及时进行锚杆支护或喷射砼封闭。
对已施工地段的观察每天至少应进行一次，主要观察喷射混凝土、锚杆、钢架和二次衬砌等的工作状态。
洞外观察重点应在洞口段和洞身埋置深度较浅地段，其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。
2、隧道围岩及初期支护变形量测
围岩及初支变形量测是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。
净空变化、拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等量测项目应设置在同一断面，以便于掌握变形规律。
2.1现场量测要求
2.1.1拱顶下沉、收敛量测初读数宜及早埋设测点，采集第一次数据。
2.1.2测试前检查仪表设备是否完好，如发现故障应及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，只有测点状态良好时方可进行测试工作。
2.1.3测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次；三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，若读数相差过大则应检查仪器仪表安装是否正确、测点是否松动，当确认无误后再按前述监控量测要求进行复测。
每次测试都要认真做好原始数据记录，并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。
量测数据应在现场进行粗略计算，若发现变位较大时，应及时通知现场施工负责人，以便采取相应的处理措施。
2.1.4测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作。
2.1.5进行资料整理，监控量测资料须认真整理和审核，做出时间-位移变化曲线，并进行回归分析。
2.2量测断面间距、测点布置
内容详细见表4.1。
表4.1量测断面间距和每断面测点数表
围岩级别
断面间距（m）
每断面测点数量
净空变化
拱顶下沉
Ⅴ～Ⅳ
5～10
1～2条基线
1～3点
Ⅳ
10～30
1条基线
1点
Ⅲ
30～50
1条基线
1点
测点拟布置如下：
开挖时水平收敛基线布置2条，拱顶下沉测点每个断面内布1～3点。
各测点布置见图4.1。
图4.1量测断面布置图
2.3.量测频率
各项量测项目量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离，分别按下表4.2和表4.3确定。
表4.2量测频率表（按位移速度）
位移速度（mm/d）
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
表4.3量测频率表（按距开挖面距离）
量测断面距开挖面距离（m）
量测频率
（0～1）b
2次/d
（1～2）b
1次/d
（2～5）b
1次/2～3d
＞5b
1次/7d
注：
b—隧道开挖宽度。
当按表4.2或表4.3选择量测频率出现较大差异时，宜取量测频率较高的作为实施的量测频率。
各项量测作业均应持续到变形基本稳定后2～3周结束。
位移长期没有减缓趋势时，应适当延长量测时间。
2.4洞内周边收敛量
测点埋设：
喷锚支护施作后，用风枪凿Φ40mm、深200mm的孔，先用1：
1水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆，尽量使同一基线两测点的固定方向在同一直线上，等砂浆凝固后，即可进行量测工作。
量测方法：
采用JSS30A隧道收敛计监测。
该机采用大张力自锁紧摇柄加载系统，并在结构上进行了一系列性能提升设计，具有很高的量测精度，特别适用于大跨度隧道的变形监测。
每次量测后填写表4.4“收敛记录表”。
表4.4收敛量测记录表
量测仪器：
围岩级别：
隧道开挖宽度：
测点编号:
埋设里程：
位置：
埋设日期：
观测
日期
时刻
测力环百分表读数（0.01mm）
量测
拉力
（Kg）
钢尺孔位读数（mm）
测微计读数（mm）
差值（mm）
距掌
子面
距离
（m）
初始值
终值
1
2
3
平均
3、拱顶下沉量测
拱顶位移量测的测点用风枪打眼埋设好固定杆，并在外露杆头设挂钩。
测点的大小要适中。
支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被掩埋，要尽快重新设置，以保证数据不中断。
采用精密水准仪测量拱顶下沉，精度可达0.01mm。
图4.2拱顶下沉量测示意图
4、地表下沉量测
测点布置：
与洞内收敛、拱顶下沉量测断面里程对应，地表下沉量测点集中设在隧道中线附近，并在开挖面前方H+h1处设测点，（H为隧道埋深，h1为上半断面净高），直到开挖面后方约3～5m处。
点位布置见图4.3。
测量方法：
采用精密水准仪配合测量地表沉降，精度可达0.01mm。
用全站仪将所有测点布设于同一直线上。
测点钢筋安设就位后，表面磨平，并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。
5、量测数据记录整理、分析与反馈
5.1.数据的记录、整理
测测过程中应收集以下资料：
5.1.1.现场监控量测计划。
5.1.2.实际测点布置图。
5.1.3.围岩和支护的位移—时间曲线图、空间关系曲线图、位移速度-时间曲线以及量测记录汇总表，最终位移的计算。
图4.3浅埋段地表下沉布点示意图
地表下沉量测区
5.1.4.经量测变更设计和改变施工方法地段的信息反馈记录。
5.2.量测后应及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图，对初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度，数据异常时，应根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。
由于现场量测的数据具有一定的离散性,它包含着偶然误差的影响,要经过数学处理方可应用,对所有数据进行回归计算,即用曲线u=f（t）对时间-位移散点图进行拟合,同时对变形加速率du/dt及变形速率的变化率d2u/dt2进行探讨,根据数据处理后围岩变形-时间曲线,找出不同时刻围岩的变形量以及围岩变形的发展趋势,进而预估围岩的最大变形量,用以同变形临界值相比较,以便判断遂道围岩变形是否在允许范围内,据此来判断隧道围岩的稳定性和支护结构的可靠性.
5.3.曲线图的绘制：
5.3.1.位移与时间的变化曲线；
5.3.2.位移与时间的变化曲线、位移速度时间曲线，见图4.4和4.5样式。
图4.4位移时间曲线
图4.5位移速度时间曲线
5.3.3.有必要时绘制位移与开挖工作面距离的关系曲线；
5.3.4.可作位移加速度与时间的变化曲线
5.4.数据的反馈
5.4.1.净空变化速度持续大于10-20mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统。
5.4.2.净空变化速度小于0.2mm/d时，围岩达到基本稳定。
5.4.3.根据位移时态曲线的形态来判别
当围岩位移速率不断下降时（du2/d2t＜0），围岩趋于稳定状态；
当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t＝0），围岩不稳定，应加强支护；
当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t＞0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。
五、量测管理工作
隧道现场监控量测成立专门量测小组，由测量队长刘有所负责具体实施。
各施工班另派两专人配合,量测组负责测点的埋设、日常量测、数据处理和仪器保养维修、数据处理后发现异常立即向工程部和总工汇报。
现场监控量要按量测计划认真组织实施，并将有关量测信息反馈于施工与设计。
测得的数据就尽可能在及时整理分析，尽快提交工程部、总工决策，以便及时更改施工方案，调整支护参数，合理安排施工进度。
量测数据要准确，错过工程施工的最优时机，其对施工的指导作用将荡然无存。
从某种意义上测成果提交的及时性比单增加量测次数更为重要。
由于现场量测与隧道施工工作易发生干扰，因此量测工作与施工作业必须紧密配合、相互支持，施工要为量测创造条件提供方便。
施工班组不得心任何理由中断量测，并要防止因抢工期、抢工程进度忽视时测工作而危及施工安全。
在施工过程中。
各预埋测点，应牢固可靠、易于识别，并要妥善保护，避免因施工造成人破坏，以确保现场量测工作顺利进行。
按变形管理等级指导施工内容见表5.1。
表5.1变形管理等级
管理等级
管理位移（mm）
施工状态
Ⅲ
U＜U0/3
可正常施工
Ⅱ
U0/3≤U≤2U0/3
应加强支护
Ⅰ
U＞（2U0/3）
应采取特殊措施
注：
U—实测位移值；U0—最大允许位移值。
中铁rr局集团uu公司
aa铁路工程项目部
二〇〇年八月二十日
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