梅花山隧道监控量测实施细则.docx

1、梅花山隧道监控量测实施细则赣龙铁路扩能改造工程GL-5标隧道一项目部监控量测实施细则编制：审核：审批：中铁五局（集团）公司赣龙铁路（五标）隧道一项目部2010年10月 赣龙铁路五标隧道一项目部监控量测实施细则一、概述1.1.编制目的根据铁道部关于印发的通知(铁建设200788号)要求，隧道监控量测工作已纳入工序管理中，并贯穿于施工全过程。为确保监控量测工作顺利正常开展，了解围岩稳定性、支护结构承载能力和安全信息，为施工中调整围岩级别、完善设计方案和参数、优化施工方案及工艺提供依据，及时反馈信息于设计和指导施工，确保施工安全和结构的长期稳定性，有效保护周边环境，尽量降低监控量测费用，减少对工程施

2、工的干扰，同时为加强监控量测实施人员规范操作，全面掌握监控量测实施全过程，结合赣龙铁路五标隧道一项目部工程特点，特制定本实施细则。1.2. 编制依据1.2.1铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007/ J721-2007）；1.2.2铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）；1.2.3施工图纸、设计要求和环境、地质条件；1.2.4工程特点、施工方法、工程状态和可操作性。1.3.工程概况梅花山隧道位于福建省连城上杭县境内，隧道进出口里程分别为：DK215+970、DK229+748，隧道全长13778m，为单洞双线隧道，是全线最长隧道，最大埋深668.6m。隧道所在地域属构造、

3、溶蚀、剥蚀低中山峡谷地貌，地形起伏大，地表切割严重，隧道两端为沟槽。本标段施工DK224+881DK229+748段。本隧道级围岩长1380米占隧道总长4867米的28%，级围岩长2676米占隧道总长4867米的55%，级围岩长510米占隧道总长4867米的11%，级围岩长301米占隧道总长4867米的6%。1）出口工区：位于上杭县古田镇洋稠村，交通较为便利，负责DK229+748DK227+219段主体施工任务，施工主体工程2529米，施工准备1.5个月，隧道主体工程23.0个月。2）无渣轨道长度2529米，无渣轨道等后续工程施工1.0个月即2010年10月1日至2012年10月31日在主线

4、DK226+881线路右侧设有斜井一处，斜井与线路大里程方向平面交角为63，综合坡度为7.15%,斜井长1400.80米。二、监控量测作业程序见图2-1 监控量测作业工序流程图图2-1 监控量测作业工序流程图三、监控量测项目根据铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）和设计要求，结合蒙河铁路二标隧道具体情况，确定围岩量测必测项目（见表3-1）。铁路隧道监控量测技术规程中选测项目原则上不进行，在施工过程中设计有特殊要求时再进行。表3-1 监控量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、数码相机、罗盘仪2净空变化隧道净空变化测定仪（收敛计）或全站仪0.51m

5、m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隧道浅埋段必测（H02b）四、人员组织为保证监控量测工作正常有序开展，工程部建立技术负责人负责制的管理体系。工程部建立监控量测工作实施和上报监控量测质量保证体系，成立监控量测小组，并保证监控量测人员要求相对稳定，以确保监控量测工作的连续性。制定各岗位职责，明确分工，责任到人。负责人：隧道一项目部技术负责人。 现场监控量测实施人：监控量测组员（操作人员和资料员），操作人员负责现场监控量测具体实施，负责测点的布设和保护，及时取得监控量测数据；资料员负责监控量测资料的收集、整理、

6、签认、汇总和归档等资料管理工作。五、监控量测元器件及设备根据赣龙5标隧一项目部工程特点，监控量测仪器及设备由项目部根据需要配置。仪器设备在使用前，必须经过具备资质的技术监督部门鉴定，取得鉴定证书，仪器设备必须由专人保管使用。蒙河二标隧道监控量测仪器设备配置见表5-1。表5-1 监控量测仪器设备配置仪器名称规格型号数量（台、套）监测项目备注收敛仪SWJ-每个作业面1台隧道周边位移高精度水准仪DZS3-16拱顶下沉及地表下沉观测断面仪Leica TCRM11024周边位移或断面检测也可使用其他无棱镜测距全站仪替代地质罗盘DQY-8地质素描数码相机若干地质数码摄影红外线探水仪HW-3013预报是否有

7、水，预防滞后突水六、 监控量测断面、测点布置、监控量测频率及监控量测基准6.1 监控量测断面、测点布置6.1.1净空变化测点和拱顶下沉测点量测仪器、测试精度、量测断面、间距测点数量按表6-1进行，测点具体布置见图6-1。6.1.2 净空变化测点和拱顶下沉测点应布置在同一断面上，测点布置时应避开钢架和脱空回填处，将测点布置在两榀钢架之间，并与围岩连接。净空变化、拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等必测项目必须设置在同一断面。表6-1 量测仪器、测试精度、断面间距、测点数量围岩级别断面间距（m）水平净空变化拱顶下沉每断面测点数量量测仪器测试精度每断面测点数量量测仪器测试精度30501条水平测线收敛计0

8、.1mm1个测点水准仪、钢尺或全站仪0.51mm1030每台阶1条水平测线1个测点510每台阶1条水平测线1-3个测点注：洞口及浅埋地段断面间距取小值；台阶法施工特殊地段要求布设两条斜测线；采用CD或CRD项目部开挖法要求每项目部布一条水平测线。图6-1 拱顶下沉量测和净空变化量测的测线布置示例（a）拱顶测点和1条水平测线示例；（b）拱顶测点和2条水平测线、2条斜测线示例；（c）CD或CRD法拱顶测点和测线示例；（d）双侧壁导坑法拱顶测点和测线示例。6.1.3 全断面开挖时，收敛量测点应布置在起拱线以下1m左右位置；台阶法开挖时，上台阶收敛量测点应布置在上下台阶界面以上1m左右位置，下台阶收敛

9、量测点应布置在上下台阶界面1m左右位置。预埋测点由钢筋加工而成，采用冲击电锤或风钻钻孔，埋入钢筋采用直径不小于20mm的螺纹钢，前端外露钢筋与埋入钢筋焊接，直径不小于6mm，加工成180弯钩或三角形钩。测点用快凝水泥或锚固剂与围岩锚固稳定，埋入围岩深度不小于20cm，若围岩破碎松软，应适当增加测点埋入深度。严禁测点与钢拱架焊接。6.1.4 浅埋隧道（H02b，H0隧道埋深，b隧道最大开挖宽度）应在隧道开挖前布设地表沉降测点，地表沉降测点纵向间距应符合表6-2要求。表6-2 地表沉降测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m）2BH02.5B2050BH02B1020H0B510注：H0为隧

10、道埋深，B为隧道开挖宽度。6.1.5 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H0+B，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。其测点布置如图6-2所示。图6-2 地表沉降横向测点布置示意图6.2 监控量测频率6.2.1 监控量测的频率根据测点距开挖面的距离及位移速度按表6-3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。当出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。在塑性流变岩体中，位移长期（开挖后两个月以上）不能变化时，量测要继续到每月位移速率为1mm为止。表6-3 量测频率表位

11、移速度（mm/d）量测断面距开挖工作面的距离量测频率5（01）B2次/d15（12）B1次/d0.51（25）B1次/23d0.20.5（25）B1次/3d0.25B1次/7d注：B表示隧道开挖宽度6.2.2地表下沉量测测频率与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同；地表下沉量测在开挖面前方隧道埋置深度与隧道开挖高度之和处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。当地表有建筑物时，应在建筑物周围增设下沉测点。6.2.3 隧道开挖后应及时进行地质素描及数码成像，必要时应进行物理力学试验。开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建（构）筑物的描述应每施工循环记录一次。特殊情况下应增大描述频率。6.3 监

12、控量测控制基准6.3.1 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、隧道结构的长期稳定性、隧道施工安全性，以及周围建（构）筑物特点和重要性等因素制定。6.3.2 隧道初期支护极限相对位移可参照表6-4和表6-5选用。表6-4 跨度B7m隧道初期支护极限相对位移围岩级别隧道埋深h(m)h5050h300300h500拱脚水平相对净空变化（）0.200.600.100.500.400.700.601.500.200.700.502.602.403.500.301.000.803.503.005.00拱顶相对下沉（）0.010.050.040.080.010.040.03

13、0.110.100.250.030.070.060.150.100.600.060.120.100.600.501.20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。表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。2 拱脚水平相对净空变化指两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 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1.21.3后采用。表6-5 跨度7mB12m隧道初期支护极限相对位移围岩级别隧道埋深h（m）h5050h300300h500拱脚水平相对净空变化

14、（%）0.010.030.010.080.030.100.080.400.300.600.100.300.200.800.701.200.200.500.402.001.803.00拱顶相对下沉（%）0.030.060.050.120.030.060.040.150.120.300.060.100.080.400.300.800.080.160.141.100.801.40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。表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。2 拱脚水平相对净空变化指两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

15、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极限值乘以1.11.2后采用。6.3.3 位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移按表6-6要求确定。地表沉降控制基准应根据地层稳定性、周围建（构）筑物的安全要求分别确定，取小值。表6-6 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%U090%U0100%U0注：B为隧道开挖宽度，U0为极限相对位移值。6.3.4 根据位移控制基准，可按表6-7分为三个管理等级。表6-7 位移管理等级管理等级距开挖面1B距开挖面2BUU1B/3UU2B/

16、3U1B/3U2U1B/3U2B/3U2U2B/3U2U1B/3U2U2B/3注： U为实测位移值6.3.5 围岩与支护结构的稳定性应根据控制基准，结合时态曲线形态判别。采用项目部开挖法施工的隧道应每项目部分别建立位移控制基准，同时应考虑各项目部的相互影响。6.3.6 一般情况下，二次衬砌的施作应在满足下列要求时进行：隧道水平净空变化速度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；对浅埋、软弱围岩等特殊地段，应视现场具体情况确定二次衬砌施作时间。6.4量测注意事项6.4.1 监控量测布点应在喷砼前预埋，测点布置时应避开钢架和脱空回填处，并保证布点打入围岩，严

17、禁将测点布设在钢架上。及时进行测点的布设，并做好保护，可采用桩点沿初支边墙向内凹陷，防止破坏。如果测点被破坏，应在被破坏测点附近补埋，重新进行数据采集；如果测点出现松动，则应及时加固，当天的量测数据无效，待测点加固后重新读取初读数。6.4.2测点布设以后，在测点位置用红色油漆做醒目标识。监控量测桩点上严禁悬挂重物。6.4.3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。6.4.4 各监控量测小组须保证量测数据的真实性、准确性和及时性，如实的反应实际变化情况，不得弄虚作假。6.4.5 现场监控量测与施工易发生干扰，必须紧密配合。施工现场应及时提供工作面，创造条件保证监控量测工作的正常进

18、行；监控量测工作也要尽量减少对施工工序的影响。监控量测元件的埋设计划应列入工程施工进度控制计划中。七、监控量测数据记录格式监控量测数据记录包括：开挖工作面地质状况记录表、隧道周边收敛记录表、隧道拱顶下沉量测记录表、隧道地表下沉量测记录表、收敛变形观测位移时态曲线（表）、收敛变形观测位移时态曲线（图）。八、数据处理和预测方法8.1 数据分析处理监控量测数据的分析处理包括数据校核、数据整理及数据分析。同时应注明开挖方法和施工工序以及开挖面距监控量测点距离等信息。8.1.1 数据校核量测数据校核主要是对数据进行可靠性分析，排除各种误差影响，保证量测数据的可靠性和完整性。每次观测后应立即对观测数据进行

19、校核和整理，包括对观测数据的计算、填表制图、误差处理等，如有异常应及时补测。8.1.2 数据整理量测数据整理包括各种物理量计算和图表制作，打印相关监控量测报表，并根据数据绘制位移时态曲线图或散点图，以便于分析监控量测数据的变化规律和趋势。8.1.3 数据分析数据分析通常采用比较法、作图法和数值计算等，一般采用散点图和回归分析方法，分析各监控量测物理量值大小、变化规律和发展趋势，预测该测点可能出现的最终值及影响范围，评估安全状况。绘制时间-位移和距离-位移散点图，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数进行回归分析，对最大值（最终值）进行预测，并与控制基准值进行比较，结合施工工况综合分析围岩和支

20、护结构和工作状态。监控量测数据的分析包括以下主要内容：根据量测值绘制时态曲线；选择回归曲线，预测最终值，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。8.2预测方法监控量测数据可采用指数模型、对数模型、双曲线模型、分段函数经验公式等进行分析，通过对监控量测数据的分析处理预测位移的最终值。九、监控量测信息反馈及对策9.1 信息反馈9.1.1 监控量测信息反馈应根据量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应工程对策与建议，目前以经验方法为主。9.1.2 信息反馈应以位移反馈为主，主要依据时态曲线的形态对围岩稳定性、支护结构的工作状态、

21、对周围环境的影响程度进行判定，验证和优化设计参数，指导施工。由于施工的连续性和循环进行，施工中应保证信息反馈渠道的畅通，确保信息反馈的及时性和有效性。监控量测反馈程序应贯穿于整个施工全过程，可按图9-1规定的程序进行。9.1.3 施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。实时分析：每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因并提交异常报告，及时采取措施，一般采用日报表形式。图9-1 监控量测信息反馈程序框图阶段分析：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，提交阶段分析报告，指导后续施工，一般采用周报、月报形式。9.1.4 工程安全性评价应根据位

22、移管理等级分三级进行，相应位移等级见本实施细则表6-7，并采用表9-1相应的工程对策。当监控量测位移管理达到级时，应上报监控量测组长、技术主管和现场监理工程师；当达到级时，上报项目部工程部长、总工程师和现场施工负责人，同时项目部总工程师根据综合情况上报设计单位、业主单位、监理单位和指挥部，采取相应工程措施；当达到级时，立即暂停施工，上报各方，请业主单位召集各方分析原因，研究工程对策。项目部应对位移管理等级根据每个隧道情况进行量化指标，以便于现场监控量测人员操作和汇报。表9-1 工程安全性评价分级及相应对策措施管理等级应对措施正常施工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护暂

23、停施工，采取相应工程对策9.1.5 工程安全性评价流程图见图9-2。根据工程安全性评价的结果,需要变更设计时,应根据有关铁路工程变更管理办法及时进行变更设计。9.2工程对策工程对策主要应包括下列内容9.2.1一般措施：1） 稳定开挖工作面措施；2） 调整开挖方法；3） 调整初期支护强度和刚度并及时支护；4） 降低爆破振动影响；5） 围岩与支护结构间回填注浆。9.2.2辅助施工措施：1） 地层预处理，包括注浆加固、降水、冻结等方法；2） 超前支护，包括超前锚杆（管）、管棚、超前插板、水平高压旋喷法、预切槽法等。图9-2 工程安全性评价流程图十、监控量测验收资料监控量测资料是竣工文件不可缺少的部分，纳入竣工文件管理程序中。项目部应设专人负责监控量测资料的收集、整理、签认、归档和移交，并定期向指挥部工程部提供资料。监控量测验收资料主要包括以下内容： （1）监控量测设计； （2）监控量测实施细则及批复；（3）监控量测结果及周（月）报；（4）监控量测数据汇总表及观测资料；（5）监控量测工作总结报告。