隧道监控量测方案1.docx
《隧道监控量测方案1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《隧道监控量测方案1.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
隧道监控量测方案1
隧道监控量测方案1
1、编制依据
（1）下浦隧道相关设计资料。
（2）现场踏勘所掌握的情况资料。
（3）使用于本工程量测标准、规范、规程：
《建筑基坑支护技术规程》（JCJ120-99）
《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）
《客运专线隧道施工技术指南》（TZ214-2005）
《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108-2002J159-2002）
《工程测量规范》（GB50026-93）
《新建铁路工程测量规范》（TB10101-2003）
《铁路工程物理勘察规程》（TB10013）
《岩土工程勘察规范》（GB50021）
2、工程概况
2.1工程概况
下浦隧道起讫里程从DK741+910至DK742+290，全长380米，隧道进出口里程分别为：
DK741+910、DK742+290，隧道分界里程分别为DK741+910、DK742+290。
其中暗挖段320米，明挖段60米。
DK741+910~DK741+929、DK742+275~DK742+290分别为进出口洞门，采用斜切式缓冲结构、倒斜切式缓冲结构。
暗挖段隧道开挖断面达152.4m2，其中分别采用三台阶七步法及中隔壁法（CD法）施工。
初期支护部分采用洞口φ108长管棚+3m径向注浆、洞身φ89长管棚+单层超前小导管、双层超前小导管超前支护+工字钢。
明挖段采用放坡开挖，边仰坡采用喷锚网或骨架护坡。
2.2周围环境
2.2.1邻近建筑物
本管段工程位于丘陵区，地面高程130~188m之间，相对高差30~50m，山体自然坡度8~23，最高点高程197.8m，隧区地表植被发育，杂草灌木丛生。
周边影响范围内无高层建筑。
2.2.2地下管线
本管段隧道范围内无重要管线须拆迁及特殊处理。
2.3工程地质情况
根据勘察揭示，下浦隧道隧区地层特性为表层覆盖第四系残坡粉质粘土夹细角砾，下伏基岩为二叠系小江边组（P1x）灰岩夹炭质页岩。
。
2.4量测工期安排
工程总工期计划约为24个月。
3、监控量测目的
⑴保证隧道暗挖和明挖结构的稳定和施工安全。
⑵确保邻近建筑物、道路及地下管线等周边环境的正常使用。
⑶根据量测结果，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。
⑷以施工量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。
⑸将现场量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。
4、监控量测体系
我工区根据招标文件的要求，依据《新建铁路工程测量规范》，建立专门施工量测组织机构，见图4-1。
监控量测及信息反馈小组由具有丰富施工经验、量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4-1施工量测组织机构图
针对本管段的工程规模及工程量测项目的特点工区设专业监控量测组，量测小组成员2～3人，组成5～8人的专业量测队，量测小组由一名技术人员担任小组长，配置2～3名熟悉量测业务的量测人员。
各量测小组分别负责暗挖隧道或明挖段量测点的布置、沉降收敛点埋设、量测数据的收集及初步整理工作，量测施工流程见图4-2。
为保证量测数据的真实可靠及连续性，制定以下各项措施：
⑴量测设备、元器件等在使用前均已检校合格。
⑵量测仪器由专人使用、专人保养、专人检校。
⑶制定切实可行的量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。
⑷量测数据均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。
⑸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。
⑹量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。
⑺量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。
⑻各量测项目在量测过程中必须严格遵守相应的实施细则。
⑼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。
图4-2量测施工流程图
5、监控量测计划内容
5.1量测计划
监控量测计划应根据隧道的规模、地形地质条件、支护类型和参数、开挖方式等制定。
本监控量测内容是根据《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》中双线隧道进行设计。
可根据隧道所处的地形地质情况确定监控量测内容,并根据实测资料对有关标准进行修正。
监控量测作业应根据下图（图5-1）所示的监控量测流程图进行：
图5-1监控量测流程图
监控量测计划的内容包括：
量测项目及方法、量测仪器的选择、测点布置、量测频率、数据处理及量测作业人员的组织等。
施工中，当地质条件发生显著变化时，应及时修改量测计划。
5.2监控量测应符合下列要求：
5.2.1掌握围岩和支护动态，进行日常施工管理；
5.2.2了解支护结构的作用及效果；
5.2.3了解隧道工程的安全性、经济性；
5.2.4将监控量测结果反馈于设计及施工中；
5.2.5了解隧道施工对附近建筑物的影响；
5.2.6积累资料，作为以后设计，施工参考。
5.3监控量测的分类
监控量测可分为必测项目和选测项目两类。
必测项目在采用新奥法修建的隧道中必须进行，选测项目应根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件确定。
5.3.1必测项目包括下列项目：
5.3.1.1洞内、外观察；
5.3.1.2二衬前初支净空量测；
5.3.1.3拱顶相对沉降量测；
5.3.1.4浅埋地段地表下沉量测；
5.3.1.5二衬净空量测；
5.3.1.6沉降缝两侧底板沉降量测；
5.3.1.7隧道与路基、桥梁过度段沉降观测。
5.3.2选测项目应包括下列项目：
5.3.2.1围岩内部变形量测；
6、监控量测作业
6.1洞内外观察：
6.1.1洞内外观察分开挖工作面、已施工区段观察以及地表观察，开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，内容包括节理裂缝隙发育情况、工作面稳定状态、围岩变形等，观察后应绘制开挖工作面略图并作好地质素描，填写工作面状态记录及围岩级别判定卡。
6.1.2对已施工区段的观察每天至少一次，观察内容包括拱顶下沉、周边收敛、喷射砼、锚杆、钢架的状况，以及施工质量是否符合规定的要求。
6.1.3洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水、渗透的观察。
6.1.4在观察过程中如发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，应立即通知施工负责人采取应急措施，并派专人进行不间断观察。
6.2拱顶下沉及水平相对净空变化量测
6.2.1拱顶下沉及水平相对净空变化量测应在同一断面进行，并采取相同的量测频率。
如位移出现异常情况，则加大量测频率。
6.2.2净空变形量测断面的间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性等确定，宜为5～30m，在Ⅲ级围岩的隧道中可适当加大测点间距。
6.2.3净空变形量测应在每次开挖后尽早进行，初读数应在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初读数。
6.2.4测点应牢固可靠，易于识别并妥为保护。
拱顶量测，后视测点必须埋设在稳定的土层上，并应和洞内的点联系起来。
6.2.5水平相对净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。
在地质条件良好，采用全断面开挖方式时，可设一条水平测线。
6.2.6拱顶下沉量测应与水平相对净空量测在同一断面内进行，本管段采用DSZ2水准仪等测定下沉量。
当地条件复杂，下沉量。
当地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。
6.2.7拱顶下沉量测与水平净空相对变化量测宜用相同的量测频率，应从下表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率：
量测频率
变形速度（mm/d）
量测断面距开挖工作面的距离（m）
量测频率
≥5
（0～1）B
2次/d
1～5
（1～2）B
1次/d
0.5～1
（1～2）B
1次/2d
0.2～0.5
（2～5）B
1次/（2～3d）
＜0.2
＞5B
1次/周
6.3地表下沉量测：
6.3.1地表下沉量测应根据隧道埋深、地质条件、地表有无建筑物、所采用的开挖方式等因素确定。
地表下沉量测点应与水平净空相对变化和拱顶下沉量测的测点布置在同一横断面，沿隧道中线，地表下沉量测断面的间距可按表1采用：
地表下沉量测断面间距表
隧道埋深H（m）
量测断面间距（m）
H＞2D
20～50
D＜H＜2D
10～20
H＜D
5～10
注：
无地表建筑时取表内上限值；D表示隧道开挖宽度。
由于浅埋隧道距地表较近，地质条件复杂，岩（土）性差，施工时多用台阶分部开挖。
因此，纵向断面布置测点的超前距离为隧道距地表的深度h与上台阶高度h1之和（即h+h1）。
于是整个纵向测定区间的长度为（h+h1）+（2～5）D+h/（h/为上台阶开挖超前下台阶的距离），具体见下图（图6-1）。
图6-1地表下沉量测区间
6.3.2横断面方向地表下沉量测的测点间隔应取2～5m，在一个量测断面内应设7～11个测点。
具体见下图（图6-2）：
图6-2地表下沉测点在横断面上的布置
6.3.3地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止为止。
6.3.4地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空变化的频率相对。
7、暗挖隧道监控量测
7.1监控量测项目、方法与频率
监控量测项目、方法与频率见表7-1。
监控量测项目、方法与频率表7-1
序号
量测项目
初测时间
监测频率
量测方法或仪器
1
掌子面地质观察
掌子面开挖后立即进行
1次/循环
现场观测、
地质罗盘
2
施工结构情况观察
衬砌浇注后立即进行
随时进行
目测
3
地面沉降
超前工作面20-30m
开挖一周内，2次/天；
一周至两周，1次/天；
二周至四周，1次/2天；
四周之后，1次/7天
水准测量方法，DSZ2水准仪、水准尺
4
结构顶下沉
距开挖面5-10m
开挖一周内，2次/天；
一周至两周，1次/天；
二周至四周，1次/2天；
四周之后，1次/7天
DSZ2水准仪、水准尺
5
结构边墙收敛
距开挖面5-10m
同结构顶下沉
收敛仪
6
结构底隆起
距开挖面5-10m
同结构顶下沉
DSZ2水准仪、水准尺
7.2监控量测控制标准
根据招标文件及有关施工规范，设立三级管理制度作为量测管理方式。
见表7-2。
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
U0＜Un/3
可正常施工
Ⅱ
Un/3≤U0≤2Un/3
应加强支护
Ⅰ
U0＞2Un/3
采取特殊措施
注：
U0为实测位移值，Un允许位移值
变形管理表表7-2
允许位移值Un的取值，也就是量测控制标准。
根据招标文件、类似工程经验及有关规范规定，提出控制基准见表7-3。
表7-3
序号
量测项目
控制标准
1
地表沉降及建筑物沉降
30mm
2
地表上拱
20mm
3
地下管线位移
一般管线
≤30mm
污水
≤10mm
4
建筑物倾斜
2.0‰H
5
结构顶下沉
45mm
6
净空收敛
0.005B
7.3量测点布置
7.3.1暗挖段测点布置
7.3.1.1必测项目断面设置
（1）DK741+955～DK742+005段：
该段长50m，围岩级别为Ⅴ级，隧道覆盖层厚度约12.5-22m，采用三台阶七步开挖法施工，计划布置监测项目如下：
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
DK741+955
布置
布置
DK741+960
布置
DK741+965
布置
布置
DK741+970
布置
DK741+975
布置
布置
DK741+980
布置
DK741+985
布置
布置
DK741+990
布置
DK741+995
布置
布置
DK742+000
布置
DK742+005
布置
布置
地质状况观察每次开挖后进行，支护状况观察每天至少一次
（2）DK742+005～DK742+050段：
该段长45m，围岩级别为Ⅴ级，隧道覆盖层厚度约23-42m，采用中隔壁（CD）法施工，计划布置监测项目如下：
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
DK742+010
布置
DK742+015
布置
布置
DK742+020
布置
DK742+025
布置
DK742+030
布置
布置
DK742+035
布置
DK742+040
布置
DK742+045
布置
布置
DK742+050
布置
地质状况观察每次开挖后进行，支护状况观察每天至少一次
（3）DK742+050～DK742+095段：
该段长45m，围岩级别为Ⅴ级，隧道覆盖层厚度约25-51m，采用三台阶七步开挖法施工，计划布置监测项目如下：
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
DK742+055
布置
DK742+060
布置
DK742+065
布置
布置
DK742+070
布置
DK742+075
布置
DK742+085
布置
布置
DK742+090
布置
DK742+095
布置
地质状况观察每次开挖后进行，支护状况观察每天至少一次
（4）DK742+095～DK742+225段：
该段长130m，围岩级别为Ⅴ级，隧道覆盖层厚度约15m，采用中隔壁（CD）法施工，计划布置监测项目如下：
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
DK742+100
布置
布置
DK742+105
布置
DK742+110
布置
布置
DK742+115
布置
DK742+120
布置
布置
DK742+125
布置
DK742+130
布置
布置
DK742+135
布置
DK742+140
布置
布置
DK742+145
布置
DK742+150
布置
布置
DK742+155
布置
DK742+160
布置
布置
DK742+165
布置
DK742+170
布置
布置
DK742+175
布置
DK742+180
布置
布置
DK742+185
布置
DK742+190
布置
布置
DK742+195
布置
DK742+200
布置
布置
DK742+205
布置
DK742+210
布置
布置
DK742+215
布置
DK742+220
布置
布置
DK742+225
布置
地质状况观察每次开挖后进行，支护状况观察每天至少一次
（5）DK742+225～DK742+275段：
该段长50m，围岩级别为Ⅴ级，隧道覆盖层厚度12-25m，采用双侧壁导坑法施工，DK2195+780～DK2196+270段地表为立交及道路，计划布置监测项目如下：
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
DK742+230
布置
DK742+235
布置
布置
DK742+240
布置
DK742+245
布置
布置
DK742+250
布置
DK742+255
布置
布置
DK742+260
布置
DK742+265
布置
布置
DK742+270
布置
DK742+275
布置
布置
地质状况观察每次开挖后进行，支护状况观察每天至少一次
综上所述，在金沙洲隧道暗挖段共分为5个区段，拟布置的必测断面总数如下表：
项目
地质状况观察
周边收敛
拱顶下沉
地表下沉
观测断面总数
377
69
69
29
7.3.1.2选测项目断面设置
根据暗挖段隧道地质条件及施工方法综合考虑，建议选取1个断面进行详细监测，直接为科研和支护结构的安全性评价等服务。
比较复杂的、计划选测项目布置断面为：
DK742+150，测点布置如图6。
该断面为重点测试断面，成果直接为隧道施工安全、施工技术与理论研究服务，测试内容包括：
①隧道围岩地质状况观察、断面收敛、拱顶下沉（引用必测项目结果）；
②围岩内部位移的观测（地表设点）；
③锚杆轴力量测、喷射混凝土与二次衬砌间接触压力量测、二次衬砌内力量测、钢支撑内力量测；
④爆破震动监测；
⑤隧道三维变形监测。
监控量测具有很强的实践性，由于隧道内地质条件环境复杂多变，量测的具体布置需根据现场施工情况调整。
7.3.2明挖段测点布置
7.3.2.1必测项目断面
（1）DK741+929～DK741+955段：
该段明挖边仰坡采用喷锚网或骨架护坡，本区段建议布置监测项目如下：
监测项目
断面里程
土体侧向位移
地下水位
支撑轴力
围护桩弯矩
DK741+930
布置
/
/
/
DK741+950
布置
/
/
/
7.3.2.2选测项目断面设置
选择有代表性的断面布置，并考虑数据可相互验证，将其与必测项目布置在同一断面上。
根据设计资料，在明洞DK741+950处布置监测断面。
7.4隧道施工中主要因素
对暗挖隧道实际应力变化情况与设计应力值的对比也随时掌握，以确保结构本身的安全和施工安全。
引起结构本身应力变化的主要因素有：
①施工方法、步骤的确定与改变；
②地质及围岩情况的改变；
③地表沉陷及地下水活动的异常情况出现；
④外部荷载的异常变化。
7.5量测警戒值的设定
结构物沉降警戒值为δ/h＜1/1000（δ为差异沉降值h为结构物长度），允许最大倾斜为1/2500，根据测点之间的距离控制差异沉降值的警戒值或根据设计的要求确定警戒值。
7.6监控量测反馈程序
量测数据应及时进行整理,绘制位移或应力的时态变化图，适时进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移或应力值，掌握位移及应力变化规律，评价施工、结构及可能影响的构筑物的安全度，通常采用的回归函数有：
μ=Alog（1+t）+B
μ=t/（A+Bt）
μ=A•e-B/t
μ=A（e-Bt-e-Bt0）
μ=Alog[（B+t）/（B+t0）]
式中：
μ：
变形值（或应力值）
A、B：
回归系数
t、t0：
测点的观测时间（天）
量测数据的整理及回归分析均由计算机管理完成，以确保量测成果的质量，加快信息反馈速度，每次量测必须有量测成果整理报告，及时上报量测日报表，并按期向监理、设计单位提交量测报告，以及对施工情况的评价报告和下步施工建议。
如发现异常现象，立即复测核实，明确无误后及时反馈施工管理部门和报送监理及设计单位，发出警界报告，分析原因，并立即采取相应措施。
量测反馈程序见图7-1。
图7-1量测反馈程序框图
7.7施工量测与环保要求
为保证本管段暗挖隧道施工符合环保要求，施工阶段必须对区间隧道施工影响范围内的环境实施量测，并且施工量测前埋设元件、布设测点也要符合环保要求。
为此，我们将遵照如下原则进行施工，保证达到环保要求。
⑴地面的沉降观测点要埋实，保证观测点稳定。
沉降观测点若埋设在容易破坏的地方要设保护设施，必要时在观测点处设保护井。
对暗挖隧道施工场地周围0.7～1倍隧道跨度范围内建筑物都进行观测。
环境变形量测对象基本稳定的定量值为沉降量小于1mm/100d。
8、明挖基坑监控量测
8.1监控量测项目、方法与频率
在施工过程中对周围地表土体侧向位移进行观测，严格控制隧区周边土体超载，对工程施工可能引起环境或结构本身的影响等做出必要的分析、预测。
按照可能产生变形及应力变化的因素分析、结合本管段地情况，实施按表8-1所列量测项目内容进行。
量测项目以位移量测为主，量测数据应相互印证，确保量测结果的可靠性，量测项目、手段及量测频率见表8-1。
监控量测项目、方法与频率表8-1
序号
量测项目
量测频率
量测方法或仪器
4
土体侧向位移
开挖期间，1次/天；正常情况下，1次/3天
Leica全站仪
8.2监控量测控制标准
根据招标文件及有关施工规范，设立Ⅲ级管理制度作为量测管理方式。
量测管理表见表8-2。
量测管理表表8-2
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
U0＜Un/3
可正常施工
Ⅱ
Un/3≤U0≤2Un/3
发出警告、加强量测
Ⅰ
U0＞2Un/3
应采取加强支护等措施
U0：
实测位移值、Un允许位移值
允许位移值Un的取值，也就是量测控制标准。
根据有关规范规定、招标文件“技术规范”的要求以及类似工程经验，提出控制基准见表8-3。
量测控制标准表8-3
序号
量测项目
控制标准
1
地表沉降及建筑物沉降
30mm
2
围护结构水平位移
≤0.2%H，即≤32mm
3
地下管线位移
一般管线
≤30mm
污水
≤10mm
4
建筑物倾斜
2.0‰H
8.3量测点布置
8.3.1量测点布置
各量测点的布置随基坑工程的施工步序而开展，基本按如下顺序进行：
⑴先期布设地表沉降点、建筑物沉降点及各种管线量测点。
⑵围护结构施工时，同步安装围护桩内的测斜管。
⑶围护结构及坑内外加固施工完后，钻孔埋设坑内分层沉降管及坑外的水位孔、测斜管、土压力盒埋设比。
⑷桩顶圈梁浇捣时，同步埋设桩顶的位移测点，并做好测斜管的保护工作，进行初始值的测取工作。
⑸基坑开挖前，应测出各测试项目的初始值。
⑹第一道钢支撑施工时，同步安装轴力计及钢筋计。
每根支撑上受力前，需完成轴力测试仪器的安装工作，并测出初读数。
设备安装好后做好标记，并设醒目标识，加强测点的保护工作。
测点如有损坏应及时采取有效措施补设。
8.3.2量测点的数量
量测测点数量见表8-4。
量测测点数量表8-4
序号
监测项目
单位
测点数量
1
建筑物沉降观测
个
26
2
建筑物倾斜观测
个
8
3
地下管线沉降及位移量测
个
14
4
基坑四周地表沉降观测点
个
164
5
围护桩顶沉降及水平位移
个
12
6
围护桩侧向位移
个
16
7
基坑周边土体侧向位移
个
16
8
地下水位量测孔
个
6
9
基坑底回弹隆起测孔
个
6
8.4量测警戒值的设定
（1）地表最大沉降量δm≤0.2%H（H为基坑开挖深度），速率≤2mm/12小时，不报警。
（2）围护结构最大水平位移≤0.3%H（H为基坑开挖深度），速率控制在2mm/12小时；如果在原本光滑变化的曲线上出现明显的拐点变化，也要作报警处理。
（3）刚性管线的允许张开值≤6mm，因此，管线的局部最大沉降量≤10mm，变化速率≤2mm/12小时。
管线变形警戒值由累计变化量与变化速率二个量控制，根据以往同类工程的经验，本管段工程累计变化量大于8mm或日变化量大于
升级会员 