地铁监控量测作业方案.docx
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地铁监控量测作业方案
监控量测作业方案
1编制依据
（1）《地铁设计规范》（GB50157-2003）
（2）《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-2007
（3）《建筑变形测量规范》JGJ8-2007
（4）《工程测量规范》GB50026-2007
（5）《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》TB10108-2002
（6）《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-2003；
（7）《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006；
（8）《地铁工程监控量测技术规程》DB11/490-2007
（9）《铁路工程测量规范》TB10101-2009；
（10）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314—2009；
（11）《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
（12）《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008
（13）《爆破安全规程》GB6722-2011
（14）国家或行业其它相关规范、强制性标准
（15）青岛地铁管理相关规范
（16）相关施工设计图纸
2监测范围
本工程监测范围为######城际轨道交通工程崂山隧道（K31+735~K36+315），全长4580m，包括隧道施工监控量测、爆破振动等内容。
3监测项目
监控量测对象主要包括隧道本体与其外周边环境监测。
按照《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）规定监控量测可分为必测项目和选测项目两类。
必测项目是隧道工程必须进行的日常监控量测项目；选测项目是为满足隧道设计与施工的特殊要求，根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件由设计文件规定的在局部地段进行的监控量测项目。
（1）隧道必测项目应包括表-1所列项目
表-1监测必测项目
序号
监控量测项目
常用量测仪器
备注
1
洞内、外观察及开挖面地质描述
现场观察、数码相机、罗盘仪
2
拱顶下沉
水准仪、刚挂尺或全站仪
3
净空变化
收敛计、全站仪
4
地表沉降
水准仪、刚挂尺或全站仪
隧道浅埋段
（2）隧道选测项目应包括表-2所列项目
表-2监测选测项目
序号
监控量测项目
常用量测仪器
备注
1
围岩压力
压力盒
依据设计文件进行监测；爆破振动对周边建筑影响时增加该项监测；出现涌水、形变异常等迹象时及时增加相应监测项目。
2
钢架内力
钢筋计、应变计
3
喷射混凝土内力
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
围岩内部位移
多点位移计
8
隧底隆起
水准仪、刚挂尺或全站仪
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）隧道开挖后及时进行地质素描及数码成像，必要时进行物理力学试验。
（4）初期支护完成后进行喷层表面裂缝及其发展、渗水、变形观察和记录。
（5）对围岩为土砂质时可对围岩内部位移、锚杆轴力、初期支护内力、锚杆拉拔试验等进行量测。
（6）对地下水发育断层破碎带等地质可进行水量、孔隙水压力等进行测量。
（7）对隧道附近存在隧道施工爆破影响的构筑物时，应进行爆破振动监控量测。
（8）对一般硬质岩认为可以优化设计，减少支护结构数量时，可对锚杆轴力、围岩压力、初期支护与二次衬砌间接触压力等进行量测。
4监测项目命名及测点图例
为了实现######城际轨道交通工程监控量测工作的规范化，依据本项目工程管理的要求，统一监测项目名称、编码、正负号、单位和测点图例等规定。
注意区分编码大小写。
表-1隧道工程监测规范表
序号
量测项目
编码
正负号的规定
量测项目属性
单位
1
目测
正常；异常
2
地表沉降
DC
下降为负，上升为正
地表影响范围内
mm
3
拱顶沉降
SGC
下降为负，上升为正
隧道拱顶和横通道顶
mm
4
围岩位移
WW
朝隧道中心为正，反之为负
围岩
mm
5
洞内净空收敛
SL
收缩为负，扩张为正
隧道左右两线和横通道
mm
6
围岩压力
WY
受压为正；受拉为负
围岩
kPa
7
钢格栅内力
GY
受拉为正，受压为负
隧道钢拱架
kPa
8
衬砌砼应力
CY
受拉为正，受压为负
衬砌砼
kPa
9
锚杆内力
MY
受拉为正，受压为负
锚杆
kPa
10
爆破振动
每次爆破时监测，cm/s
图3.4-1监测项目监测点图例
5监控量测断面及测点布置方案
1地表沉降测点布设
隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。
地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。
地表沉降量测应根据隧道埋置深度、地质条件、地表有无构筑物、所采用的开挖方式等因素确定。
地表沉降量测的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内，沿隧道中线地表下沉量测断面的间距可按表-1采用：
表-1地表下沉量测测点纵向间距
隧道埋深与开挖宽度
纵向测点间距（m）
2.5B＞H0＞2B
20~50
B＜H0≤2B
10~20
H0≤B
5~10
注：
1、无地表构筑物时取表中上限值。
2、H0--隧道埋深；B—隧道开挖跨度。
图-1###隧道进口端隧道埋深图
图-2###隧道出口端隧道埋深图
##隧道砌断面平均开挖跨度为11m，隧道开挖跨度B按11m计算。
隧道进出口地段均无地表建筑物，地表沉降观测点纵向间距取规范中上限值。
在隧道进口端，K31+735~K31+780区间隧道埋深小于10m，地表下沉量测测点纵向间距按8m布设；K31+780~K31+820区间隧道埋深10~20m，地表下沉量测测点纵向间距按15m布设；K31+820~K31+920区间隧道埋深20~25m，地表下沉量测测点纵向间距按40m布设。
在隧道出口端，K35+630~K36+315区间隧道埋深均介于10~20m，地表下沉量测测点纵向间距按15m布设。
在隧道中间K31+920~K35+630区间隧道埋深均大于25m，不需进行沉降观测。
横断面方向地表沉降观测点横向间距为2~5m，在一个量测断面内设7~11个测点，沿隧道中线向两侧按2m、3m、3m、4他m、5m间距布设测点，地表沉降横向测点布置示意参见3.5-3。
地表沉降观测在开挖工作面前方H0+B处开始，直至衬砌结构封闭、沉降基本停止为止。
地表沉降的观测频率和拱顶下沉及水平相对净空的量测频率相同。
图3地表沉降横向测点布置示意
2拱顶下沉测点和净空变形测点布设
拱顶下沉测点和净空变形测点布设在同一断面上，原则上设置在拱顶轴线附件。
变形量测断面的间距根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要等因素确定。
监控量测断面间距参考表3.5-2进行：
表3.5-2必测项目监控量测断面间距
围岩级别
断面间距（m）
V
5~10
IV
10~30
III
30~50
为了确保隧道施工安全，崂山隧道监控量测断面间距设计取规范要求间距上下限中间值，地质条件恶劣地段取下限值。
参见表3.5-3。
表3##隧道监控量测断面间距设计
里程
施工
方法
衬砌长度
围岩类别
地质条件及预测涌水量
设计量测
断面间距
断面
数量
K31+735~K31+750
明挖
15
Ⅵ级
隧道穿过地层主要为强~微风化花岗岩，局部为填土，局部具有承压性。
发育碎裂岩拱顶覆岩厚度不足5m。
L=5m
4
K31+750~K31+795
CRD
45
Ⅵ级
Ⅴ级
剥蚀斜坡地貌单元，地形自小历程向大里程逐渐升高。
水量通常较小，局部具有承压性。
Ⅵ级：
L=5m
Ⅴ级：
L=8m
7
K31+795~K31+915
台阶法
120
Ⅳ级
Ⅲ级
洞身在k31+860~k31+885与1断裂相交，断裂内碎裂岩较发育。
预测涌水量约151m³/d。
Ⅳ级：
L=25m
Ⅲ级：
L=40m
6
K31+915~K32+170
全断面
255
Ⅱ级
地貌为剥蚀缓坡~剥蚀残丘，局部发育煌斑岩等岩脉，预测涌水量约225m³/d。
Ⅱ级：
L=60m
4
K32+170~K32+260
台阶法
90
Ⅲ级
Ⅳ级
Ⅲ级
侵蚀堆积冲沟地貌，隧道与Fy14断裂相交，脉岩、碎裂岩较为发育，地下水水量预测涌水量190m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
4
K32+260~K32+305
全断面
45
Ⅱ级
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩，预测涌水量28m³/d。
Ⅱ级：
L=60m
1
K32+305~K32+370
台阶法
65
Ⅲ级
Ⅳ级
隧道与F2断裂相交，碎裂岩发育，预测涌水量140m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
3
K32+370~K32+605
全断面
235
Ⅱ级
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩，预测涌水量157m³/d。
Ⅱ级：
L=60m
4
K32+605~K32+725
台阶法
120
Ⅲ级
Ⅳ级
隧道与F3、FY5断裂相交，碎裂岩发育，预测涌水量462m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
5
K32+725~K32+905
全断面
180
Ⅱ级
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩，预测涌水量133m³/d。
Ⅱ级：
L=60m
3
K32+905~K33+005
台阶法
100
Ⅲ级
Ⅳ级
隧道与F4断裂相交，碎裂岩发育，预测涌水量364m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
4
K33+005~K33+425
全断面
420
Ⅱ级
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩，预测涌水量296m³/d。
Ⅱ级：
L=60m
7
K33+425~K33+495
台阶法
70
Ⅲ级
Ⅳ级
侵蚀堆积冲沟地貌，隧道与F5断裂相交，碎裂岩发育，预测涌水量,217m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
3
K33+495~K33+840
全断面
345
Ⅱ级
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩，局部发育煌斑岩岩脉，预测涌水量251m³/d。
Ⅱ级：
L=60m
6
K33+840~K33+885
台阶法
45
Ⅲ级
Ⅳ级
与F6断裂相交，预测涌水量119m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
2
K33+885~K34+040
全断面
155
Ⅱ级
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩，预测涌水量128m³/d。
Ⅱ级：
L=60m
3
K34+040~K34+120
台阶法
80
Ⅲ级
Ⅳ级
与F7断裂相交，碎裂岩发育，岩体破碎强烈，预测涌水量308m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
3
K34+120~K34+375
全断面
255
Ⅱ级
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩，预测涌水量206m³/d。
Ⅱ级：
L=60m
4
K34+375~K34+420
台阶法
45
Ⅲ级
Ⅳ级
隧道穿过地层与F8断裂相交、预测涌水量128m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
2
K34+420~K34+535
全断面
115
Ⅱ级
隧道穿过地层主要为微风化正长花岗岩，预测涌水量25m³/d。
Ⅱ级：
L=60m
2
K34+535~K34+600
台阶法
65
Ⅲ级
Ⅳ级
与F9断裂相交，预测涌水量208m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
3
K34+600~K34+740
全断面
140
Ⅱ级
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩，预测涌水量39m³/d。
Ⅱ级：
L=60m
2
K34+740~K34+800
台阶法
60
Ⅲ级
Ⅳ级
与F10断裂相交，预测涌水量170m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
3
K34+800~K34+995
全断面
195
Ⅱ级
Ⅲ级
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩，预测涌水量141m³/d。
Ⅱ级：
L=60m
Ⅲ级：
L=40m
3
K34+995~K35+055
台阶法
60
Ⅲ级
Ⅳ级
与F11断裂相交，预测涌水量149m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
3
K35+055~K35+380
全断面
325
Ⅲ级
Ⅱ级
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩及节理发育的微风化正长花岗岩，预测涌水量586m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅱ级：
L=60m
7
K35+380~K35+430
台阶法
50
Ⅲ级
Ⅳ级
与F12断裂相交，预测涌水量78m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
2
K35+430~K35+620
全断面
190
Ⅱ级
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩，预测涌水量81m³/d。
Ⅱ级：
L=60m
3
K35+620~K35+801
台阶法
181
Ⅲ级
Ⅳ级
主要为侵蚀堆积冲沟地貌，k35+675~k35+705段下穿人工改造冲沟，沟底已平整硬化，两岸建有石砌堤岸，具有排泄地表汇水功能。
在k35+695~k35+705段与F13断裂相交，其内碎裂岩较为发育。
水量中等~较大，与其的基岩裂隙水存在水力联系。
预测涌水量210m³/d。
在k35+800~k35+805段与F14断裂相交，预测涌水量121m³/d。
Ⅲ级：
L=40m
Ⅳ级：
L=25m
7
K35+801~K35+915
CRD
114
Ⅳ级
Ⅴ级
隧道穿过地层主要为强~微风化正长花岗岩，局部为微风化正长花岗岩节理发育带。
预测涌水量121m³/d。
侵蚀堆积冲沟地貌单元，下穿人工改造冲沟，沟底已平整硬化，两岸建有石砌堤岸，具有排泄地表汇水功能。
整体水量中等~较大。
预测涌水量416m³/d。
Ⅳ级：
L=25m
Ⅴ级：
L=8m
11
K35+915~K36+225
台阶法
310
Ⅳ级
Ⅲ级
Ⅴ级
剥蚀斜坡地貌单元，地形起伏较大，滨海公路一侧形成路堑边坡。
局部发育碎裂岩，地下水主要为基岩裂隙水，水量较小，但在岩脉、节理发育带及碎裂岩发育地段，水量中等，局部可具有承压性。
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩及其节理发育带，预测涌水量7m³/d。
隧道穿过地层主要为微风化花岗岩，预测涌水量13m³/d。
在k35+970~k35+975段与F15断裂相交、在k36+020~k36+025段与F16断裂相交，其内碎裂岩较为发育，预测涌水量为117m³/d。
在k36+080~k36+085段与F17断裂相交，内碎裂岩较为发育，预测涌水量为79m³/d。
在k36+130~k36+140段与F18断裂相交，其内碎裂岩发育，地下水主要为基岩裂隙水，水量较小，隧道穿过地层主要为微风化花岗岩、中等~微风化片麻岩及其节理发育带，岩性较为复杂，预测涌水量194m³/d。
Ⅳ级：
L=25m
Ⅲ级：
L=40m
Ⅴ级：
L=8m
12
K36+225~K36+265
CRD
40
Ⅳ级
Ⅴ级
剥蚀斜坡地貌单元，覆岩厚度约2~7m。
地下水水位较低。
Ⅳ级：
L=25m
Ⅴ级：
L=8m
3
K36+265~K36+315
出口明挖
50
Ⅳ级
剥蚀斜坡地貌单元，出口附近局部为侵蚀堆积冲沟，受人工回填土影响，形成较大面积堆积块石坡，最大高度约20m。
在k36+275~k36+280段与F19断裂相交，其内碎裂岩发育。
地下水主要为基岩裂隙水，水量较小，局部可具有承压性。
勘察期间地下水水位较低。
隧道穿越地层复杂，拱顶分布有较大厚度的回填块石土层，工程地质条件很差。
L≤5m
4
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。
测点布置示意图参见图-2～-5。
图-2竖井量测断面布置图图-3全断面法测点布置示意图
图-4台阶法测点布置示意图图-5CRD法测点布置示意图
净空收敛量测测线布置参见表3.5-4。
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。
当采用台阶开挖方式时，可在拱腰和边墙位置各设一条水平测线。
表-4净空收敛量测测线布置
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
CRD法
每部分一条水平测线
每台阶一条水平测线，两条斜测线，其余部分一条水平测线
3选测项目量测断面及测点布置应考虑围岩代表性、围岩变化、施工方法及支护参数的变化。
监控量测断面应在相应段落施工初期优先设置，并及时开展量测工作。
6监测频率
1地表沉降量测频率
必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表-1、表-2确定。
由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。
出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。
####隧道开挖跨度B取10m计算。
表-1按距开挖面距离确定的监控量测频率
监控量测断面距开挖面的距离（m）
监控量测频率
（0~1）B
2次/d
（1~2）B
1次/d
（2~5）B
1次/2d~3d
＞5B
1次/7d
注:
B—隧道开挖跨度。
表-2按位移速度确定的监控量测频率
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/2d~3d
0.2~0.5
1次/3d
＜0.2
1次/7d
注：
监测工作自开挖开始进行，直至结构完成且变形稳定后结束，监测频率可根据相关规范要求并结合具体施工阶段调整，如遇异常情况应加大监测频率。
①上述监测频率为正常施工情况下的频率，当工程事故或其它因素造成监测项目的变化速率加大时，根据工程的需要增加监测次数直至危险或隐患解除为止；
②当监测项目的累计变化值接近或超过报警值时，加密监测；
③当监测结果出现异常时，应及时向有关各方汇报；
④当变形曲线趋于平缓时，在有充足的证据证明即可判断变化趋于稳定，经发包人和监理工程师同意后可以停止相应项目的监测工作。
2拱顶下沉测点和净空变形量测频率
拱顶下沉测点和净空变形量测应在每次开挖后及早进行，初始读数应在开挖后12h内读取，最迟不得超过24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初期变形值的读取。
3选测项目量测频率
锚杆轴力、围岩压力、衬砌应力等选测项目，开始应和同一断面的变形量测频率相同，当量测值变化不大时，可降低量测频率，从每周一次到每月一次，直到无变化为止。
以上各项量测作业均用持续到变形基本稳定后1~3周。
7监控量测控制基准
监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等，应根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性，以及周围建（构）筑物特点和重要性等因素制定。
1隧道初期支护极限相对位移U0确定
崂山隧道开挖跨度B取10m计算，依据规范本工程监控量测的极限相对位移参见表-1。
表-1跨度7m围岩级别
隧道埋深h（m）
h≤50
50300拱脚水平相对净空变化（%）
Ⅱ
-----
0.0l~0.03
0.01~0.08
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
0.40~2.00
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）本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。
表列数值可以在施工中通过实测资料积累作适当的修正。
（2）拱脚水平相对净空变化指拱脚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）初期支护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极限值乘以1.1~1.2后采用。
2隧道位移控制基准确定
位移控制基准根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移按表3.7-2要求确定：
表3.7-2位移控制基准
类别
距开挖面1B（U1B）
距开挖面2B（U2B）
距开挖面较远
允许值
65%U0
90%U0
100%U0
注：
1、B—隧道开挖跨度。
2、U0--极限相对位移
3隧道位移控制管理等级确定
根据位移控制基准，位移管理按表3.7-3分为三个等级：
表3.7-3位移管理等级
管理等级
距开挖面1B
距开挖面2B
应对措施
III
U＜U1B/3
U＜U2B/3
可正常施工
II
U1B/3≤U≤2U1B/3
U2B/3≤U≤2U2B/3
综合评价设计施工措施，加强监控量测，必要时采取相应工程对策
I
U＞2U1B/3
U＞2U2B/3
暂停施工，采取相应工程对策
注：
U——实测位移值。
地表沉降控制基准根据地层稳定性、周围建筑物的安全要求分别确定，取最小值。
钢架内力、喷混凝土内力、二次衬砌内力、围岩压力（换算成内力）、出去支护与二次衬砌间接触压力（换算成内力）、锚杆轴力等控制基准应满足《铁路隧道设计规范》相关规定。
根据控制基准，综合时态曲线形态判别围岩与支护结构稳定性。
一般情况下，二次衬砌的施做应在满足下列要求时进行：
（1）隧道周边变形速率明显趋于缓慢；
（2）水平收敛速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d。
（3）对浅埋与围岩破碎、松散等情况，二次初期砌应尽早施作。
4主要监测项目报警值
表-4主要监测项目报警值
序号
观测名称
累计报警值
速率报警值
1
拱顶沉降
±20mm
±2mm/d
2
净空收敛
±10mm
±3mm/d
3
锚杆内力
按照规范的设计值来定
4
钢格栅内力
5
地表沉降
±30mm
±3mm/d
表3.7-5爆破振动安全允许振速
序号
保护对象类别
安全允许振速（cm/s）
＜10Hz
10~50Hz
50~100Hz
1
土窑洞、土坯房、毛石房屋
0.5~1.0
0.7~1.2
1.1~1.5
2
一般房屋、非抗震的大型砌块建筑物
2.0~2.5
2.3~2.8
2.7~3.0
3
钢筋混凝土结构房屋
0.0~4.0
3.5~4.5
4.2~5.0
4
一般古建筑与古迹
0.1~0.3
0.2~0.4
0.3~0.5
5
水工隧道
7~15
6
交通隧道
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