监控量测方案.docx

1、监控量测方案新建铁路西安至成都客运专线西安至江油段（四川省境内）站前工程XCZQ-4标黄家梁隧道监控量测实施方案 编 制 人：_ 审 核 人：_ 审 批 人：_ 编制单位：中铁五局西成客专工程指挥部编制日期：2013年4月19日监控量测实施方案1 编制目的及依据1.1 编制目的 1）确保施工安全及结构的长期稳定性； 2）通过监控量测对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控； 3）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调整支护参数和施工方法提供依据；4）确定二次衬砌施做的时间；5）积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。1.2 编制依据1）关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧

2、道设计施工有关技术规定的通知铁建设（2010）120号；2）时速250公里铁路双线隧道复合式衬砌图号：西成贰隧参03；3）隧道施工工法图号：西成贰隧参09；4）施工图纸、设计要求和环境、地质条件。2 编制范围黄家梁隧道（DK431+660-DK443+292）及岩边里隧道（DK443+430-DK446+500）3 工程概况黄家梁隧道进口里程DK431+660，出口里程DK443+292，隧道长11631.947m，最大埋深为265m，洞身浅埋处仅约20m。岩边里隧道进口里程DK443+430，出口里程DK449+499，隧道长6069.118m，最大埋深约160m。我项目部负责施工区段为DK

3、443+430-DK446+500。4 监控量测项目及人员组织4.1 监控量测项目及采用设备根据本隧道工程特点、规模大小和设计要求选定洞内、外观察；净空变化；拱顶下沉；地表沉降四个必测项目，作为隧道工程应进行的日常监控量测项目，如表1。表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、后净空变化量测全站仪0.1mm一般进行水平收敛量测3拱顶下沉全站仪1mm4地表沉降全站仪1mm隧道浅埋段4.2 人员组织工作人员人数工作职责测量3量测数据的现场采集数据1量测数据的分析处理5 监控量测断面及测点布置原则5.1测点布置原则洞内测点应埋设牢

4、靠，作好标志，易于识别并派专人保护，严防爆破损坏；在待测围岩表面部位用电钻或风钻钻一孔径为3040mm深250300mm的孔，在孔中填塞水泥砂浆或专用锚固剂后插入杆件，待硬化后立即进行第一组数据的量测；地表下沉测点采用C15钢筋混凝土包桩，钢筋直径1625mm，长约2035cm，并露出混凝土表面1020mm。埋设水平杆件时应尽量使杆件轴线在同一水平线上，并与壁面垂直，杆件均采用挂钩式；水平净空变化量测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。不同断面的测点应布置在相同部位，测点应尽量对称布置，以便数据的相互验证。5.2 地表下沉量测点埋设地表下沉量测在隧道浅

5、埋（H02B）地段为必测项目，其他地段根据设计要求进行。浅埋隧道地表下沉点应在隧道开挖前布设，地表下沉测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。地表下沉测点纵向间距按表2的要求布置。表2 地表下沉测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距(m)Ho2Bm2050BHo2B1020HoB10注：H0-隧道埋深，B-黄家梁隧道最大开挖宽度地表下沉测点横向间距为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小于Ho+B，地表有控制性建（构）筑物时，应适当加宽。其测点布置如图2所示。图2 地表下沉横向测点布置示意图注：图中Ho-隧道埋深，B-隧道最大开挖宽度。5.3 净空水平收敛量测及拱顶下

6、沉量测点埋设拱顶下沉的量测目的是：监视隧道拱顶的绝对下沉量，掌握断面的变行动态，判断支护结构的稳定性。净空变化量测的目的是：根据收敛位移量、收敛速度、断面的变形形态，判断围岩的稳定性、支护的设计（施工）是否妥当，确定衬砌的浇注时间。拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一里程断面上。监控量测断面按表3的要求布置。表3 必测项目监控量测断面间距围岩级别断面间距（m）V5103050拱顶下沉测点原则上布置在拱顶轴线附近，当跨度较大或采用分部开挖时，应结合施工方法在拱部增设测点。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，参照图3、表4布置。不同工法测点布设

7、参考下面示意图：表4 净空变化量测测线数开挖方法一般地段特殊地段全断面法一条水平线台阶法每台阶一条水平线每台阶一条水平线，两条斜测线三台阶（临时仰拱）法每分部一条水平线每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分部一条水平测线图3 拱顶下沉量测及净空变化量测的测线布置示例5.4 监测频率拱顶下沉量测与水平净空相对变化宜用相同的量测频率，各项量测项目的量测频率应根据测点距开挖面距离及位移速度分别按表5和表6确定，原则上采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时，应增加监控量测频率。表5 按距开挖面距离确定的监控量测频率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

8、/23d5B 1次/7d注：B隧道开挖宽度。表6 按位移速度确定的监控量测频率位移速度（mm/d）量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d5.5 监控量测精度要求（1）极限相对位移控制基准表7 跨度7mB12m隧道初期支护极限相对位移围 岩 级 别埋 深h （m）h5050h300300 h500拱脚水平相对净空变化值（%）0.200.500.402.001.803.000.100.300.200.800.701.200.030.100.080.400.300.600.010.030.010.08拱顶相对下沉（%）0.080.160.141.10

9、0.801.400.060.100.080.400.300.800.030.060.040.150.120.300.030.060.050.12注：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。表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。 拱脚水平相对净空变化指两侧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。 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1.11.2后采用。（2）测点距开挖面距离的控制基准表8 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

10、值65%Uo90%Uo100%Uo注:B为隧道开挖宽度，Uo为极限相对位移值。6 监控量测方法6.1 洞内外观察施工过程中应进行洞内、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一次。当地质情况基本无变化时，可每天进行一次。观察后应绘制开挖工作面略图（地质素描），填写工作面状态记录表及围岩级别判定卡。在观察中如发现地质条件恶化，应及时通知施工负责人采取应急措施。对已施工区段的观察也应每天至少进行一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的情况。洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。6.2 地表下沉量测 地表下沉量测

11、可采用精密水准仪、铟钢尺进行，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。6.3 净空水平收敛量测及拱顶下沉量测净空变化净空变化量测采用全站仪配反光片进行，测点采用反光片作为测点靶标，靶标附在预埋件上，量测方法包括自由设站和固定设站两种。拱顶下沉量测采用全站仪配反光片进行。在隧道拱顶轴线附近钻孔预埋测点。地表沉降监控量测采用精密水准仪、铟钢尺进行，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。7 监控量测数据分析及信息反馈7.1 数据分析主要内容监控量测数据分析主要内容包括：根据量测值绘制时态曲线；选择回归曲线，预测最终

12、值，并与控制基准进行比较；对支护及围岩状态、工法、工序进行评价；及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。7.2 数据分析主要方法监控量测数据分析处理主要采用散点图和回归分析法，拟采用指数函数模型或采用专用软件分析。指数函数模型如下：U=A(e-B/t- e-B/t0)式中U-变形值；A、B-回归系数；t0-测点的初始观测（d）；t-测点的观测时间（d）7.3 数据处理分析要求（1）每天现场监控量测后应及时进行数据整理分析，并绘制量测数据时态曲线图和距开挖面关系图；（2）对初期的时态曲线进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度，建立最大日变形量和累计变形量的风险预警机制。（3）当数据出现异

13、常时，及时分析原因，拟定支护加固措施，并当天报告建设、设计、监理单位，以便及时制定针对施工方案。（4）按周、月进行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况进行评价，并按建设单位要求提交阶段分析报告，指导后续施工。8监控量测管理基准及工程对策监控量测实施三级管理，三级管理可通过极限位移值、位移速度、位移速度变化率综合考虑，一旦达到I级管理状态，应立即停止掌子面掘进，及时分析原因，采取处理措施，确保施工安全。（1）通过极限位移值管理主要根据测点的累计位移值U、测点距开挖面的距离来判定，如表9所示。表9 位移管理等级等级管理距开挖面1B距开挖面2B采取措施IIIUU1B/3UU2B/3可减少

14、监测频率，继续施工IIU1B/3U2U1B/3U2B/3U2U2B/3加强监测频率，加强支护措施IU2U1B/3U2U2B/3加强监测频率，暂停掘进施工注：U为实测位移值（2）通过位移速度管理III级：净空变化速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。可正常施工。II级：净空变化速度在0.2mm/d5.0mm/d之间，应加强监控量测频率。加强支护措施。I级：净空变速度持续大于5.0mm/d（或位移累计达到100mm）时，围岩处于急剧变形状态。应立即停止掘进施工，分析原因，采取处理措施。（3）通过位移速度变化率来管理III级：当围岩位移变化率不断下降时（du2/

15、d2t0），围岩趋于稳定状态；II级：当围岩位移变化率保持不变时（du2/d2t0），围岩不稳定，应加强支护；I级：当围岩位移变化率不断上升时（du2/d2t0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。9质量保证措施（1）量测仪器设备在使用前和使用过程中必须进行定期的检查、校对和率定。测点应在喷砼前预埋，测点布置时应避开钢架和脱空回填处，并保证测点打入围岩，不得将测点焊接在钢架上。（2）监控量测数据必须按照规定的频率连续、不间断采集。为提高观测数据的准确性，减少误差，监测务必做到四固定：固定观测与录入人员、固定监测仪器、固定测量方式与线路、固定测量水准基点和工作基点，使监测工作在基本相

16、同的情况下完成。（3）监控量测时与录入人员应有高度的责任感，实事求是开展工作，严禁弄虚作假，确保数据的真实性。 （4）对监控量测的数据要按“四及时”的原则进行分析和处理，即 “观测数据及时录入、监测及时预分析、对异常数据应及时查找原因、对异常监测点及时复测”。（5）监控量测资料已作为竣工文件之一，因此，施工过程中应根据建设单位要求，加强资料收集、整理工作。（6）监控量测的主要目的是保证隧道施工安全，因此，应按设计或规范要求及时进行信息反馈，以便及时采取工程应对措施。10安全保证措施（1）监控量测人员必须经过隧道施工安全教育培训，掌握安全操作技术和安全生产基本知识。进洞前必须正确佩戴安全帽等劳动

17、保护用品，遵守瓦斯隧道施工相关规定。（2）监控量测实施时配备安全员，在量测过程中设有安全岗，协调指挥洞内车辆运输交通。（3）监控量测作业区域照明的光照度必须满足数据采集和作业人员安全操作的需要。（4）隧道内观察应在开挖工作面和已施工地段分别进行，随时观察掌子面、初期支护的工作状态。（5）监控量测使用的作业台架、升降梯等必须安设牢固，作业时操作人员必须系安全带。（6）在安装量测仪器或进行钻孔时，发现岩壁松软、掉块或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异常情况时，必须停止钻进，立即上报有关部门。目 录1 编制目的及依据 11.1 编制目的 11.2 编制依据 12 编制范围 13 工程概况 14 监控量测项目及人员组织 14.1 监控量测项目及采用设备 14.2 人员组织 25 监控量测断面及测点布置原则 25.1测点布置原则 25.2 地表下沉量测点埋设 25.3 净空水平收敛量测及拱顶下沉量测点埋设 35.4 监测频率 55.5 监控量测精度要求 56 监控量测方法 66.1 洞内外观察 66.2 地表下沉量测 76.3 净空水平收敛量测及拱顶下沉量测 77 监控量测数据分析及信息反馈 77.1 数据分析主要内容 77.2 数据分析主要方法 77.3 数据处理分析要求 78监控量测管理基准及工程对策 89质量保证措施 910安全保证措施 9