和平隧道监控量测方案.docx
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和平隧道监控量测方案
和平隧道监控量测实施方案
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1.工程概况
和平隧道位于位于瓮安县和平村附近，里程桩号为:
ZK73+657-ZK74+681、Ｋ73+630-k74+675，左线长度1024m，右线长度1045m。
山顶最高高程约1241.2m，隧道最大埋深约为133.49m，该隧道为双向四车道隧道,进口段顺接瓦平大桥,出口段与路基相连。
隧址区在地貌上属于侵蚀中山地貌类型，地形起伏较大。
隧道进口处地形较陡；出口处为山坡，地形较陡。
地表植被发育，主要为低灌木和乔木。
隧道围岩级别,左洞：
ZK73+657-ZK73+770段，全长113m为V级围岩；ZK73+770-ZK73+935段，全长165m为IV级围岩；ZK73+935-ZK74+065段，全长130m为V级围岩；ZK74+065-ZK74+135段，全长70m为IV级围岩；ZK74+135-ZK74+347段，全长212m为III级围岩；ZK74+347-ZK74+427段全长80m为IV级围岩；ZK74+427-ZK74+577段全长150m为V级围岩；ZK74+577-ZK74+610段全长33m为IV级围岩；ZK74+610-ZK74+681段全长71m为V级围岩；右洞：
K73+630-ZK73+745段，全长115m为V级围岩；K73+745-K73+930段，全长185m为IV级围岩；K73+930-K74+040段，全长110m为V级围岩；K74+040-K74+110段，全长70m为IV级围岩；K74+110-K74+320段，全长210m为III级围岩；K74+320-K74+400段全长80m为IV级围岩；K74+400-K74+560段全长160m为V级围岩；K74+560-K74+600段全长40m为IV级围岩；K74+600-K74+675段全长75m为V级围岩。
2.监控量测目的
2.1保证隧道结构的稳定和施工安全。
2.2确保临近建筑物、道路及地下管线等周边环境的正常使用。
根据监测结果，分析可能发生危险的征兆，判断工程的安全状况，采取措施，遏止危险的趋势，确保施工及周边环境的安全。
2.3以施工监测的结果指导现场施工，进行信息化反馈优化设计，使设计更切合实际，安全合理，有利施工。
2.4将现场监测的结果与理论预测值相比较，修正设计参数，为优化设计提供依据。
3.监控量测内容及主要量测设备
监控量测分为必测项目和选测项目，根据隧道地质情况及隧道施工方法必须进行以下项目的监测，必要时根据设计增加选测项目。
监控测量项目如下表
监控量测设备配置表
序号
监测项目
监测仪器
1
洞内、外观察
数码相机及规尺等
2
地表沉降
Trimble电子水准仪、铟钢尺等
3
隧道拱顶下沉
Trimble电子水准仪
4
隧道净空收敛
JSS20A型系列数显收敛计
4.监控量测体系
建立专门施工监测组织机构，见图3-1。
监控量测及信息反馈小组由具有丰富施工经验、监测经验以及有结构受力计算、分析能力的工程师负责,对隧道明暗挖施工全过程实施跟踪监控量测，并将其作为一项重要工序纳入施工组织中去，随时掌握施工中支撑结构、地表建筑及地下构筑物的受力变形情况，并反馈给施工作业班组及设计单位、监理部门，及时调整支护参数和施工步骤，改进施工措施，确保邻近建筑物及地面沉降值、支护变形值等均在设计和规范允许范围内，控制并降低工程施工时对周围环境的影响。
图3-1施工监测组织机构图
针对本管段的工程规模、施工方案及工程监测项目的特点建立专业监控量测组，监测小组成员5～6人，监测小组由一名技术人员担任小组长，配置3～4名熟悉监测业务的监测人员。
为保证量测数据的真实可靠及连续性，制定以下各项措施：
（1）量测设备、元器件等在使用前均已检校合格。
（2）量测仪器由专人使用、专人保养、专人检校。
（3）制定切实可行的监测实施方案和相应测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划中。
（4）量测数据均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。
（5）各量测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责，确保数据资料的连续性。
（6）监测组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告情况及问题，并提供有关切实可靠的数据记录。
（7）各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。
（8）针对施工各关键问题开展相应的QC小组活动，及时分析各项信息，指导施工。
5.监控量测测点布置、量测断面、监控量测频率
5.1监控量测点布置
（1）地表沉降量测点
隧道洞口段、浅埋和偏压段地表沉降监测，洞口段覆盖层薄，开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测。
布点原则为：
在洞口段、Ⅴ级围岩且埋深小于40m的地段和地面上有构造物地段进行，沿隧道轴向每隔5～10m布设，量测断面上测点布置具体见地表沉降观测布置图，同时在横向依据实际情况，选定主断面，沿主断面布设测点，以了解地表沉降的横向影响范围。
监测仪器为：
精密水准仪，铟钢尺等，困难地段可采用全站仪。
地表沉降监控量测基准点应设置在地表沉降影响范围之外。
测点采用地表钻孔埋设，测点四周用水泥砂浆固定。
当采用常规水准测量手段出现困难时，可采用全站仪量测。
暗挖段测点宜与拱顶沉降测点设在同一断面上。
在与隧道中线垂直的横断面上布置测点，间距2-5m，靠近中线的位置适当加密，外侧渐稀，量测范围为中线两侧不小于HO+B，明挖段量测范围为基坑开挖边线两侧不小于3倍开挖深度。
暗挖段地表下沉测点布置示意图
（2）洞内监测点布置
根据初步设计图及相关技术要求，隧道有以下三种开挖方式，有三种测点布置方式，其示意图如下：
洞内监控量测点不得焊于钢架上，必须单独打孔直接安装于岩体中，所有测点均采用60cm长Φ22螺纹钢制作，打入围岩并外露5cm，并将长5cm的5*5角钢焊接在钢筋外露部分，贴反射片，以便观测。
基准点埋设与已经施工完二衬混凝土结构的边墙部位，并标识保护。
5.2量测断面间距
（1）地表沉降
洞口及浅埋段监测点必须按照5点法布置，每5m布置一个量测断面，进洞后若地质条件较好，可调整至10米，但不得超过10米；
（2）洞内拱顶下沉及净空收敛
洞内拱顶下沉及净空收敛监测断面布置见下表
洞内拱顶下沉及净空收敛监测断面布置表
围岩级别
量测断面间距（m）
Ⅴ（浅埋）
5
Ⅴ（深埋）
5
Ⅳ（浅埋）
10
Ⅳ（深埋）
10
Ⅲ
20
Ⅱ
20
5.3监控量测监测频率
（1）洞内外观察
洞内观察分为开挖工作面观察和已施工段观察两部分。
开挖工作观察在每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘察资料进行对比；已施工段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态，每天最少观察1次，必要时增大观察频率。
洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。
每天最少观察1次，必要时增大观察频率。
（2）地表沉降
地表沉降监测点在仰坡开挖后，立即布设，正常情况下每天观测1次，数据稳定后可减少量测频率，出现异常时，必须加大频率，一天必须观测2次及以上。
（3）洞内拱顶下沉和净空收敛
洞内拱顶下沉和净空收敛监测频率按照位移速度决定，出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。
具体参照下表：
位移速度（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
6.隧道监测数据分析及处理
为了真实、及时、准确的反映施工现场信息，监测数据历经以下过程：
①测点埋设→②数据采集→③数据收集→④数据输入→⑤绘制曲线→⑥输入计算机→⑦生成图表→⑧信息反馈。
在监测点埋设、数据采集及收集后，应立即对观测数据进行分析，绘制曲线，具体有如下几个步骤：
（1）应及时对现场量测数据绘制时态曲线（或散点图）和空间关系曲线。
如下图：
位移—时间曲线图
（2）当位移-时间曲线趋于平缓时，应进行数据处理或回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。
根据现场量测的位移－时间曲线对围岩稳定性进行如下判断：
A:
当
时，说明变形速率不断下降，位移趋于稳定；
B:
当
时，说明变形速率保持不变，应发出警告，及时加强支护系统；
C:
当
时，则表示变形速率不断增大，围岩稳定情况已进入危险状态，须立即停工，采取有效的工程措施进行加固。
当位移-时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已发生了突变，呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。
（3）隧道周壁任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的总相对位移值均应小于表1所列数值。
并根据实测值结合变形管理等级的规定，确定变形警戒线。
当实测值接近或达到警戒值，而位移速率无明显下降，或喷层表面出现明显裂缝时，应立即采取补强措施，并调整原支护设计参数或开挖方法。
表1隧道初期支护极限相对位移值（%）
围岩级别
隧道埋深h（m）
h≤50
50300拱脚水平相对净空变化（%）
Ⅱ
—
0.01～0.03
0.20～0.60
Ⅲ
0.03～0.10
0.08～0.40
0.30～0.60
Ⅳ
0.10～0.30
0.20～0.80
0.70～1.20
Ⅴ
0.20～0.50
0.40～2.50
1.80～3.00
拱顶相对下沉（%）
Ⅱ
—
0.03～0.06
0.05～0.12
Ⅲ
0.03～0.06
0.04～0.15
0.12～0.30
Ⅳ
0.06～0.10
0.08～0.40
0.30～0.80
Ⅴ
0.08～0.16
0.14～1.10
0.80～1.40
注:
（1）硬岩取下限，软岩取上限；
（2）拱脚水平相对净空变化值指两测点间净空水平变化值与其距离之比；拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比；
（3）墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化值乘以1.1～1.2后采用。
（4）根据量测结果进行综合判断，结合表2确定变形管理等级，根据工程安全性评价流程对工程安全性进行评价，据以指导施工。
变形管理等级见表2。
表2变形管理等级
管理等级
管理位移（mm）
施工状态
Ⅲ
U可正常施工
Ⅱ
（U0/3）U（2U0/3）
应加强支护
Ⅰ
U0>（2U0/3）
应采取特殊措施
注:
U—实测变形值，U0—允许变形值
工程安全性评价流程如下：
工区经理和总工作为第一责任人，要每天晚上签字量测日报，并就监测结果和当日工作安排作出批示，当出现异常时，应及时通知主管领导和现场负责人，并采取应急措施。
监测组每周编制监测周报，每月编制月报，并有工区总工程师、经理签字后上报。
7.监控量测组织管理及质量保证措施
7.1监测工作的组织管理
（1）实行项目组长负责制
项目组成员在日常监测工作中严格按设计文件要求及相关规范带领作业人员实施作业，并经常保持与业主、监测及总包单位的联系，及时了解场地施工进度，落实监测工作的步骤，配合施工的顺利进行。
针对本管段的工程规模、施工方案及工程监测项目的特点建立专业监控量测项目组，由具有丰富地下施工及监测经验的工程师担任组长。
为了确保监控量测数据的准确可靠，达到应有的精度，小组由熟悉监控量测工作的5名技术人员组成，设组长、副组长各1名，组员3名。
监测施工组织与流程见图7-1。
图7-1监测施工组织及流程图
（2）监测过程的质量控制
作业人员应严格按设计文件要求及相应规范进行作业，发现超出允许误差时应及时纠正或进行返工。
技术问题由工程负责人与审核人商量后作出决定，工程负责人与审核人实施监测过程中的质量控制，杜绝质量问题的产生。
（3）文件与资料的管理
监测工作中的相关函件、以及日常监测工作中的内外业资料等应分类装订统一管理，或者有计算机备份以防丢失。
提交的监测成果资料应统一格式并进行签收登记。
7.2质量保证措施
（1）仪器、仪表
a、测点器具有埋设前均预先进行重复标定，以防质量不合格器具的埋入。
钻孔孔深要到位，且孔身要垂直，回填应密实。
各测点初始值的测定应待测点埋设稳定后进行（一般7～10天）。
b、监测仪器要经国家法定计量检定机构或授权的计量机构进行校准，并取得《检定证书》后方可使用。
c、量测仪器由专人使用、保养、检校、管理。
（2）野外作业
a、组成强有力的项目组，抽调业务水平高，责任心强，工作认真负责的人员担任项目组长。
项目组的其它管理人员、操作人员具有相应的管理水平和技术操作能力，关键、特殊岗位人员持证上岗。
b、进场前，组织全体人员学习监测施工的技术方案，相应的作业程序和有关规范、规程，每个施工人员了解项目的总体要求，熟悉各自岗位的职责、技术要求和作业程序，严格按施工组织设计执行。
c、加强测点的保护工作，测点周围设置明显标志并进行编号，严防施工时损坏。
d、量测项目人员要固定
（3）资料采集及整理
a、制定有关质量文件和记录的管理办法，及时做好各类施工记录、工程检验资料、各类试验数据、鉴定报告、材料试验单、各种验证报告的收集、整理、汇总工作；
b、量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行，均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。
c、对施工组织设计进行会审，及时编制分项施工指导性文件、制定工序质量控制文件、编制雨季施工技术措施，对关键工序进行能力验证，及时解决监测过程中出现的各种技术问题。
d、量测资料的整理均设专人负责，保证数据资料的连续性和可靠性。
7.3质量和服务的承诺
a、本项目质量目标：
创优。
b、严格执行施工组织设计的内容，主动配合业主、监理和施工单位在施工过程中各方面的协调工作，处理好各相关单位和人员的关系。
c、服务于全过程。
及时做好各类质量信息的收集、汇总、分析和反馈。
认真完成本项目由于设计与施工变更等原因而增加的工作量，并保证要求和工作质量不变。
d、实行全天候监测工作值班制。
e、坚持文明施工、安全施工，开展劳动竞赛活动。
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