隧道监控量测实施方案.docx

1、隧道监控量测实施方案XX铁路CGZQSG-6标隧道监控量测实施方案1编制依据(1)铁路隧道监控量测技术规程（TB 10121-2007 J721-2007）；(2)关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知（铁建设2010120 号）；(3)工程测量规范（GB50026-2007）；(4)关于印发铁路隧道监控量测标准化管理实施意见的通知（工管办函201492号）；(5)高速铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10753-2010）；(6)高速铁路隧道工程技术指南（铁建设2010 241号）；(7)铁路隧道监控量测数据接口暂行规定（工管办函201475号）(8)XX铁路隧道

2、施工监控量测管理实施办法（XX201438号）；(9)XX铁路6标隧道设计资料；采用现行最新的规范和标准以及国家或行业其他测量规范、强制性标准。2 编制范围本施工方案编制范围是XX铁路CGZQSG-6标站前工程双线隧道及明洞工程。具体见表2-1 CGZQSG-6标站前工程隧道统计表。表2-1 CGZQSG-6标站前工程隧道统计表序 号隧道名称隧道里程桩号隧道长度(m)瓦斯初始风险等级主要围岩等级类型起讫1宝珠寺隧道D1K146+100DK146+257157中度双线2皂桷磅隧道DK146+450DK+146+773323中度、双线3佛界山隧道D1K146+925DK149+5802655低瓦斯

3、中度、双线4豆子湾隧道DK149+621DK151+7402119低瓦斯中度、双线5石岗坪隧道DK153+935DK156+0202085低瓦斯中度、双线6福汉隧道DK157+935DK158+190255中度双线7干坝咀隧道DK169+885DK170+040155中度双线8黄伞石隧道D1K172+680DK+173+130450中度双线9杨家坳隧道DK173+710DK173+890180中度双线10苏达山一号隧道DK174+730DK176+1101380低瓦斯中度、双线11苏达山二号明洞DK176+216Dk176+30589双线3隧道概况XX线自乐山市向东南经宜宾、长宁、威信、毕节，

4、最终至贵阳市，线路地理位置及交通如图3.1所示：图3.1 线路地理位置及交通图XX线位于四川、云南、贵州三省。西起于四川的乐山市乐山站，经犍为、宜宾、长宁、兴文、威信、镇雄、毕节、大方、黔西，接轨于贵阳枢纽。沿线分布岷江、金沙江、长江、乌江、大娄山、云贵高原等山川河流。呈东南走向，区域由海拔高程260800m的四川盆地过渡到海拔高程8002400m的云贵高原，总体为西北低东南渐高的趋势；经过丘陵，低、中山，云贵高原三个地貌单元： 本标段位于丘陵区(DK0D3K230)：乐山兴文段，位于“四川盆地南缘丘陵区”， 线路穿行于岷江两岸，地面高程260500m，相对高差50300m。以低矮缓丘为主，岷

5、江岸边分布五级阶地，阶地面平坦。 3.1宝珠寺隧道隧道位于南广背斜西北翼，未发现有明显构造痕迹；隧道深部为储气构造，且临近宋家庙大型天然气田，不排除深部天然气沿着岩层裂隙深入到隧道内的可能性；隧道进口仰坡顺层，围岩砂岩夹泥岩较软弱，节理裂隙发育，隧道顶板稳定性差，岩层层理倾角很大，岩层容易出现滑塌甚至是倾覆，进口工程地质条件差；隧道出口工程围岩砂岩夹泥岩较软弱，节理裂隙发育，工程地质条件较差。洞身段围岩较软弱，地下水较发育，隧道洞身岩层倾向小里程方向，倾角很大，且节理裂隙发育，工程地质条件较差。3.2皂桷磅隧道隧道位于南广背斜西北翼，未发现有明显构造痕迹；隧道深部为储气构造，且临近宋家庙大型天

6、然气田，不排除深部天然气沿着岩层裂隙深入到隧道内的可能性；隧道进口仰坡顺层，围岩砂岩夹泥岩较软弱，节理裂隙发育，进口顺曾仰坡，可能发生岩层倾覆，进口工程地质条件较差；隧道出口工程围岩砂岩夹泥岩较软弱，节理裂隙发育，工程地质条件较差。洞身段围岩较软弱，地下水较发育，隧道洞身岩层倾向小里程方向，倾角很大，且节理裂隙发育，工程地质条件较差。3.3佛界山隧道隧道为低瓦斯隧道，煤层主要以煤线形式存在于砂岩夹层中；K147+460为南广背斜核心部，两侧地层从老到新依次出露；隧道进、出口段工程地质条件较好，洞身段工程地质条件一般。3.4豆子湾隧道隧址区位于南广背斜和石岗坪向斜之间，单斜构造；DK150+95

7、0位置为桥桥湾水库，水量较大；地表水较发育，地下水中等发育；洞身围岩软弱，DK150+950DK151+740段岩层缓倾。3.5石岗坪隧道隧址区穿越石岗坪向斜，隧区深部为贾村储气构造，且临近牟家坪大型天然气田，为低瓦斯隧道；地表水主要为水田水、池塘水、水量一般，地下水弱发育，隧道地质条件较差。3.6福汉隧道隧区深部地层为储气构造，且临近大型天然气田，不排除深部天然气沿着岩层裂隙渗入到隧道内的可能性。隧道开挖右侧顺层，隧道围岩为砂泥岩，泥岩遇水易软化。洞身围岩软弱、岩层缓倾。地表水贫乏，洞身钻孔中无稳定地下水位，地下水弱发育。3.7干坝咀隧道隧道深部为储气构造，且且临近大型天然气田，不排除深部天

8、然气沿着岩层裂隙渗入到隧道内的可能性。隧道总体上工程地质条件较差。隧道区地表水贫乏，隧道围岩为砂泥岩，泥岩遇水易软化。3.8黄伞石隧道隧道深部为储气构造，且且临近大型天然气田，不排除深部天然气沿着岩层裂隙渗入到隧道内的可能性。隧道总体上工程地质条件较差。隧道围岩为砂、泥岩，泥岩遇水易软化。洞身围岩软弱，岩层缓倾。3.9杨家坳隧道隧道深部为储气构造，且且临近大型天然气田，不排除深部天然气沿着岩层裂隙渗入到隧道内的可能性。隧道总体上工程地质条件较差。隧道围岩为砂、泥岩，泥岩遇水易软化。洞身围岩软弱，岩层缓倾。3.10苏达山一号隧道隧道深部为储气构造，且且临近大型天然气田，不排除深部天然气沿着岩层裂

9、隙渗入到隧道内的可能性。隧道总体上工程地质条件较差。隧道围岩为砂、泥岩，泥岩遇水易软化，本隧为低瓦斯隧道。3.11苏达山二号隧道（明洞）隧道深部为储气构造，且且临近大型天然气田，不排除深部天然气沿着岩层裂隙渗入到隧道内的可能性。隧道总体上工程地质条件较差。隧区地表水主要为水田水，水量一般。地下水较发育，且水位随季节性变化。出口右侧坡面上分布有围岩落石。洞身围岩软弱。岩层缓倾。4监控量测目的通过监控量测掌握围岩动态和支护结构的工作状态，对量测数据经过分析处理后，用来预测围岩变形趋势，来验证和修改设计支护参数，从而采取相应的施工措施，科学的组织和指导施工，保证隧道施工安全。（1）指导隧道施工，确保

10、隧道施工安全，杜绝因监控量测管理不到位而造成人员伤亡的安全事故，尤其要杜绝施作初期支护后因监控量测管理不到位而造成的“关门”事故。（2）杜绝因监控量测管理不到位而造成工程周边较大环境影响。（3）确保结构的长期稳定性；验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为施工方法提供依据，为优化和变更设计管理提供参考意见。（4）监控量测与信息化管理相结合，切实提高现场监控量测管理水平。（5）监测数据和资料可以丰富设计人员和专家对类似工程的经验，利于解决施工中的工程难题。5 监控量测项目根据隧道的地质特点和设计资料，综合考虑高速铁路隧道工程技术指南（铁建设2010 241号）、铁路隧道监控量测技术规

11、程（TB10121-2007）、高速铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10753-2010），CGZQSG-6标设计图纸，并参考XX铁路相关技术文件，主要针对以下项目开展监控量测：表5-1 监控量测必测项目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、数码相机2衬砌前净空变化隧道净空变化测定仪（全站仪）1.0mm一般进行水平收敛量测3拱顶下沉全站仪1.0mm4地表下沉全站仪1.0mm浅埋隧道必测（H030m）表5-2 监控量测选测项目 序号监控量测项目测试方法和仪表测试精度备注1隧底隆起水准测量的方法，水准仪、铟钢尺或全站仪1.0mm2二次衬砌后净空变化隧道净空变化测

12、定仪（收敛计、隧道激光断面仪）0.1mm3围岩内部位移多点位移计0.1mm4围岩压力压力盒0.5%F.S.5二次衬砌接触压力压力盒0.5%F.S.6钢架受力钢筋计、应变计0.1%F.S.7喷混凝土内力混凝土应变计0.1%F.S.8锚杆轴力钢筋计0.1%F.S.9二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计0.1%F.S.10爆破振动振动传感器、记录仪1mm/s临近建筑物11围岩弹性波速度弹性波测试仪12孔隙水压力水压计13水量三角堰、流量计14纵向位移多点位移计、全站仪备注：F.S.为元件满量程；（应力应变的精度表述应为元器件满量程的比例）。监控量测选测项目除上表所列项目外，还包括设计单位针对工程实际情况

13、有特殊要求作为选测项目。6 监控量测工作手段在隧道现场监测实施过程中，主要采用人工采集原始数据的方法。在每个掌子面完成量测后通过业主监测数据系统，实时上网传输监测数据，根据软件分析结果，对工程安全性提出评价意见。图6-1 监测数据的网络传输示意图7 监控量测组织机构及工作职责7.1组织机构项目部组建“四川路桥XX铁路CGZQSG-6标隧道监控量测小组”，项目总工程师任组长；项目部精测队队长、分部总工、分部测量负责人任副组长；分部测量工程师、隧道施工架子队技术负责人任组员。7.2工作职责72.1负责施工现场量测工作，配设专业的监控量测人员和设备，人员要求相对稳定。72.2负责编制隧道监控量测实施

14、细则，按程序按要求报监理、现场指挥部、XX公司批准后实施。72.3负责按监控量测实施细则认真组织实施，作好量测数据的采集、上传、分析、判释、安全性评价工作。具体要求如下：（1）负责在实施监控量测工作前，应提前通知现场监理人员实施监理。并在施工日志中详细记录监控量测实施时工况环境和地质情况。 （2）负责在规定的时间内完成数据采集和上传，在每个掌子面完成量测后实时上网传输。根据软件分析结果，对工程安全性提出评价意见。（3）专人负责终端机管理，专机专用，该终端机不得进行其他工作。同时建立管理台帐和周报、月报分析制度，总结监控量测数据的变化规律，对施工安全进行评价。在月报中对安全管理基准（变形速率和累

15、计变化量）进行分析评估，并提出调整建议，每月25日前向监理单位、段落指挥部、XX公司工程部上报月报。（4）监控量测点的布设要求如下：采用长度35cm的22钢筋，一端45斜切面贴反光靶标，一端插入围岩。外露初期支护表面不大于3cm。72.4负责落实根据量测情况需要按要求采取的施工措施。72.5明确施工现场布点、实测、上传数据核对等工作负责人。项目客户端管理作为监控量测工作信息化的核心，人员配置必须具有工程技术、监控量测、电脑操作、网络管理等方面的知识，且熟练操作本信息化系统。72.6项目部设一专业监控量测工程师，负责掌握每天标段内所有测点的监控量测运行情况，发现问题及时报告相关领导。项目经理、分

16、管副经理、总工程师、安质部长及工程部长每天应掌握管段内的预警信息并及时组织处理，消除预警。8 监测项目实施方法及重难点8.1测试点布置净空变化、拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等必测项目应设置在同一断面，其量测断面间距及测点数量应根据围岩级别、隧道埋深、开挖方法等按表8-1进行。不同施工方法量测断面布点示意图见图8-13。表8-1 必测项目量测断面间距围岩级别断面间距（m）5103050注： 洞口及浅埋地段断面间距取小值； 软岩隧道的观测断面适当加密。图8-1 三台阶方法量测断面布点示意图图8-2 两台阶方法量测断面布点示意图图8-3 全断面方法量测断面布点示意图拱顶下沉、收敛量测初读数宜在每次

17、开挖后12h内取得初读数，最迟不得大于24h，且在下一循环开挖前必须完成。同一处拱顶下沉、收敛量测、隧底隆起等洞内量测应设在同一断面，以便于整个量测形成信息体系，相互印证。拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内、外水准基点建立联系。浅埋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。一般条件下，地表沉降测点纵向间距应按要求布设。地表沉降测点横向间距为25m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于（隧道宽度埋深）,地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。地表下沉量测应在开挖工作面前方，隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始量测，直到衬砌结构封闭

18、、下沉基本停止时为止。地表下沉量测频率应与洞内量测频率相同。图8-4 地表沉降观测点布置示意图8.2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，分别按表8-2和表8-3确定。当按表8-2、8-3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。表8-2 量测频率（按位移速度）位移速度（mm/d）量测频率152次/d5-151次/d1-51次/23d0.5-11次/3d0.51次/7d表8-3 量测频率（按距开挖面距离）量测断面距开挖面距离（m）量测频率（01）b2次/d（12）b1次/d（25）b1次/23d5b1次/7d注：b隧道开挖宽度。各项量测作业均

19、应持续到变形基本稳定后23周结束，或二衬紧跟后无法观测即结束量测。对于膨胀性和挤压性围岩，位移长期没有减缓趋势时，应适当延长量测时间。8.3量测重难点（1）工程重点隧道工程施工中易发生围岩失稳从而导致安全事故的不良地质段落，就是施工监控量测的重点，对于本项目而言，主要有以下几点：洞口浅埋（偏压）段本项目隧道洞口段埋深较浅，围岩风化程度一般较高，节理裂隙发育，岩体破碎，开挖时极易出现坍塌现象，偏压段隧道两侧围岩受力差异较大，是监控量测的重点之一。软弱围岩段（特别是雨季施工）本项目多数隧道段落围岩为泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、溶塌角砾岩等软弱围岩，围岩强度低（或较低），风化程度高（或较高），遇水

20、易软化，围岩自稳能力差（或较差），易发生坍塌事故，雨季施工时由于地表降水的补给，围岩软化后自稳性变得更差，是监控量测的重点之一。围岩富水、突水段众所周知，地下水对隧道围岩特别是软弱破碎围岩的自稳性影响很大，雨季施工时影响更甚，因而围岩富水、突水段是监控量测的重点之一。低瓦斯段本项目隧道位于川南油气田区，低瓦斯隧道的施工、监控及预报安全应引起高度重视。断层破碎带断层破碎带受地质构造运动的影响，围岩自身的承力体系受到极大破坏，围岩的自稳能力急剧下降，而临近地段的围岩由于围岩级别较高，围岩自承能力较好，容易降低施工单位的警惕性，从而凸显断层破碎带监控量测及超前预报的重要性。超前预报揭示的不良地质段对

21、于超前预报揭示的不良地质段落，围岩开挖中的安全风险陡然增大，因而该段的监控量测尤为重要。隧道下穿越水库段对于豆子湾隧道下穿越桥桥湾水库段，突水、突泥安全风险陡然增大，因而该段的监控量测尤为重要。（2）工程难点工作面广，工作量大，监控任务重本项目共11座隧道，监控工作战线较长，任务较重，是监控量测的难点之一。自稳性差的围岩段监控量测由于围岩自稳性差，隧道一般采用分部开挖，隧道开挖作业面较窄，加上各种施工机械的干扰，安全隐患大，这加大了监控量测布点及量测难度。对于上述重点、难点，我单位将委托具有极强组织管理能力和具有深厚理论基础及丰富工作经验的专业监测单位进驻隧道工地一线，全力攻克各个难关，为隧道

22、施工安全保驾护航。8.4量测数据整理、分析与反馈（1）实现监控量测数据采集、传输分析、预警发布与处理全过程信息化管理，APP采集软件、现场网络条件、专用电脑及客户端等软硬件系统执行铁路隧道监控量测数据接口暂行规定（工管办函201475号）。（2）每次量测后应及时通过网络将电子数据整体传输上网。采用软件进行数据整理和时态曲线图的形成。（3）通过平台获取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。（4）数据异常时，应根据具体情况由参建各方研究制定相应措施。量测数据反馈流程见图8-5。由此可见，要使量测数据正确反馈，必须确定管理基准。图8-5 量测数据反馈管理程序框图（4）隧道监控

23、量测管理基准变形监测项目管理基准针对本标段隧道，建立监测变形管理等级标准，管理等级分三等，其等级划分及相应基准值见表8-4和表8-5。通过对监测结果的比较和分析来判定支护结构的稳定性和安全性，并指导施工。表8-4 变形管理等级标准表管理等级距开挖面1B距开挖面2B2 U1B3 U2 U2B3 UU1B3U2 U1B3U2B3U2 U2B3U1B3UU2B3U注：U 为实测位移值表8-5 结构允许相对位移表（%） 埋深围岩类别300m、0.10.300.200.500.401.200.150.500.401.200.802.000.200.800.601.601.003.00注：相对位移指实测位

24、移值与两点间距离之比或拱顶下沉实测值与隧道宽度之比。依据铁路隧道工程施工技术指南规定，进行围岩稳定判别。根据位移速度变化判别：净空变化速度持续大于1.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统；净空变化速度小于0.2mm/d时，围岩达到基本稳定。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（），围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时（），围岩不稳定，应加强支护；当围岩速率不断上升时（），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。二次衬砌施工条件隧道位移监控量测结果必须同时达到下列三项标准时，才可以进行二次衬砌施作： 隧道周边位移水平收敛速度小于0.2mm/d；拱顶

25、或底板垂直位移速度小于0.1mm/d；隧道周边水平收敛速度，以及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上。（5）量测数据反馈方法为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，每次量测后应及时通过网络将电子数据整体传输上网。采用软件进行数据整理和时态曲线图的形成。同时及时上报监测日报表、周报表，并按期向有关单位提交监测月报，同时附上相应的测点位移、内力时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。掌子面地质信息反馈通过掌子面观察获得的地质信息修正隧道围岩级别，然后根据修正后的隧道围岩级别变更隧道支护结构参数和

26、隧道施工方法，具体流程见图8-6。图8-6 掌子面地质信息反馈结构变异信息反馈通过观察初期支护的变异，如开裂、屈服、底部鼓起等，来判断隧道的安全性。主要观察已施工区段初期支护的各种异常现象，根据这些异常现象对隧道稳定性进行评价，然后根据评价结果进行设计的修正。结构变异信息反馈具体流程见图8-7。图8-7 结构变异信息反馈位移信息反馈位移信息反馈能够确切地预报隧道结构的破坏，一般根据量测数据，绘制出隧道净空位移监控曲线，而后根据设计确定的监控基准，判定隧道的稳定性及可能发生的异常现象。具体流程见图8-8。图8-8 位移信息反馈流程图8.5隧道监控量测仪器及作业要求量测仪器监控量测的项目应根据工程

27、特点、规模大小和设计要求综合选定。量测项目可分为必测项目和选测项目两大类，量测项目、方法及精度要求及量测仪器见表8-6、7：表8-6监控量测必测项目及仪器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、数码相机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、全站仪)0.1mm全站仪采用非接触观测法一般进行水平收敛量测3拱顶下沉水准测量的方法，水准仪、钢尺0.51mm4地表下沉水准测量的方法，水准仪、塔尺0.51mm浅埋隧道必测(H02b)5二次衬砌后净空变化隧道净空变化测定仪(收敛计)0.01mm6沉降缝两侧底板不均匀沉降三等水准测量1mm沉降缝两侧底板(或

28、仰拱填充层面)沉降7洞口段与路基过渡段不均匀沉降观测三等水准测量1mm洞口底板(或仰拱填充层面)与洞口过渡段的沉降注：1、H0隧道埋深；b隧道最大开挖宽度。 2、必测项目在采用喷锚构筑法施工时必须进行表8-7 监控量测选测项目序号监测项目测试方法和仪表测试精度1围岩与初期支护及钢轨与地表接触压力压力盒0.5%F.S.2钢架应力钢筋计、应变计拉伸0.5%F.S. 压缩1.0%F.S.3隧底隆起水准仪、铟钢尺或全站仪0.51mm注： F.S仪器满量程监控量测的测试精度要满足设计要求。拱顶下沉、净空变化、地表沉降、纵向位移、隧道隆起测试精度为0.51mm，围岩内部位移测试精度为0.1mm，爆破震动速度试精度为0.1mm/s。元器件的质量应满足设计要求，具有良好的防震、防水、防腐性能。量测作业要点高效的组织是完成量测作业的前提条件，必须在组织建设上、组织人员搭配上根据工作目标建设好作业团队。本标段暗挖隧道地质复杂、埋深浅、地质情况差、开挖断面大、豆子湾隧道下穿水库，相应的变形规律、变形特点复杂，可以借鉴的经验不多，因此必须认真进行量测，并通过综合分析掌握隧道的变形规律。由于隧道开挖断面跨度较大，因此围岩变形规律、特点、变形管理等级等必须通过具体量测数据分析并结合有关设计、规范及以往施工经验来总结、提炼出适用于指导该隧道施工的有关控制参数，才能保证量测有效