隧道监控量测方案分析

四川川交路桥XX高速公路XX合同段监控量测方案XX高速XX标监控量测方案XXXX路桥有限责任公司XX合同段项目部二O一六年七月十日四川川交路桥XX高速公路XX合同段监控量测方案目录一、编制依据……………………………………………………1二、工程概况……………………………………………………1三、工程地质特征………………………………………………2四、水文地质特征………………………………………………2五、特殊工程、水文地质………………………………………2六、气象特征……………………………………………………3七、隧道状况……………………………………………………4八、监控量测的目的……………………………………………4九、监控量测的实施……………………………………………5十、量测人员及组织机构………………………………………19十一、安全管理措施……………………………………………20十二、主要量测仪器一览表……………………………………21四川川交路桥XX高速公路XX合同段监控量测方案1XXX隧道监控量测方案一、编制依据及目的：1、编制依据：（1）《公路隧道设计规范》（JTGD70－2004）；（2）《公路隧道施工技术规范》（JTGF60－2009）；（3）《公路勘测规范》（JTGC10－2007）；（4）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086－2001）；（5）《工程测量规范》（GB50026-2007）；（6）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；（7）XXX至XX高速公路隧道施工图设计；（8）本标段总体施工组织设计。2、编制目的：（1）通过监控量测提高现场技术人员的专业技术水平，为现场施工提供理论依据。（2）通过监控量测指导隧道日常的施工管理，掌握施工要点，确保施工安全和施工质量。（4）通过监控量测了解该工程条件下所表现、所反映出来的一些地下工程规律和特点，为今后类似工程和该工程采用工法本身的发展优化提供借鉴、依据和指导作用。二、工程概况：XXX（川甘界）至XX高速公路项目位于成德绵地区至阿坝州，四川和甘肃两省之间的一条南北向快速通道，公路往北至著名风景区九寨沟、黄龙寺，并与成都经都江堰、汶川、松潘至九寨沟高速公路共同构建四川省的黄金旅游线-九环线，往东可与甘肃连接，形成一条新的出川通道。项目位于绵阳市平武县，隧道全长13013m四川川交路桥XX高速公路XX合同段监控量测方案2属特长隧道。隧道左洞桩号K41+664～K47+720，右洞YK41+664～YK47+664，左右洞平均6.026Km。左右洞竖井333m。三、工程地质特征：隧址区近呈北北西向展布，南北坡向沟谷发育，2000m以上大体多呈V型，沟壁陡直，谷底狭窄，谷坡陡峻，一般坡度大于35°，洞身地形中部高，地形起伏大，进、出口地段地形较低，海拔高程2329～3400m，相对高差约1100m，为构造剥蚀高中山地貌。Ⅲ级围岩以花岗斑岩为主，呈大块状结构，地下水局部岩体破碎带可能会以滴水状、线状渗出为主，雨季有细股状出水，隧道开挖可发生掉块现象，局部段落可能会有中等岩爆发生；Ⅳ级围岩以板岩夹砂岩为主，岩体呈薄层状结构为主，层间结合较差，受构造作用强烈，裂隙较发育，岩体较破碎，隧道开挖易发生掉块或小至中塌方现象，深埋段可能发生强岩爆，地下水以滴水、线状渗出为主，雨季有细股状出水，局部岩溶发育带可能发生涌突水灾害；Ⅴ级围岩为板岩夹砂岩及炭质板岩等，岩体呈薄层状结构为主，层间结合较差，受构造作用强烈，褶曲及次级断层发育，岩体破碎，主要为软岩、极软岩，围岩可发生岩体大变形，拱部易产生大的坍塌现象，地下水局部有股状地下水涌出。四、水文地质特征本项目水系属白马河、磨房沟沟谷水，该2条沟均常年有水，平水期水量一般为20-80L/s，各河沟具有猛涨猛落的动态特点，是典型的山区河流。根据地下水赋存条件和水动力条件等，工作区主要分布有松散岩类空隙水、碎屑岩层间裂隙水、基岩裂隙水等地下水。主洞K41+664～K43+420段坡度为1.98%，K43+420～K47+720段坡度为-0.35%。黄土梁隧道出口端施工中各部分涌水量预测结果涌水段落或部位正常涌水量（m3/d）最大涌水量（m3/d）竖井569.81139.6主洞883217664四川川交路桥XX高速公路XX合同段监控量测方案3五、特殊工程、水文地质①构造断裂带刀切加-胡家磨断裂F5及其支断裂F6，该断裂北起火溪河上游刀切加，向南经高家磨沟口，在右岸山体内延伸至岩窝沟下游一带消失，破碎带宽约30m，主要由破碎岩、片岩及断层糜棱岩组成，在祥术加附件断裂的北东盘为炭质板岩夹煤层，靠近断面处的地层产状为走向南北，倾向东，出露有约5m宽的挤压破碎带，内有一组走向北北西，倾北东的小断层。黄土梁断裂，该断层穿越黄土梁，北起火溪河上游王朗，走向N60W，南经黄土梁后折向东经跌不寨在草河坝汇入南岸-甲午池-文县沟断裂。该断裂北西段为逆断层，破碎带宽度约10～200m，主要有碎砾岩、片岩组成。②地热根据钻孔地温测试K43+982.55R87洞轴附近地温为28.8℃,高于28℃，因此隧道施工时该段可能存在有高地热的危害。③岩爆黄土梁隧道洞身岩性主要为花岗斑岩、板岩夹砂岩及炭质板岩。花岗斑岩岩石极限抗压强度一般为70MPa，属坚硬岩，弱风化，满足岩爆发生的条件。④隧道大变形段落根据构造断裂带位置，现场围岩地质条件和隧道埋深情况对大变形段落进行预测，K42+130～K42+700（YK42+060～YK42+630）、K43+200～K45+650（YK43+130～YK45+620）、K46+400～K46+975（YK46+370～YK46+858）段存在中等～强烈大变形。六、气象特征本项目工程区内存在季节性结冰，平均从10月初就开始，到次年4月结束，持续时间较长。多年平均气温14.7℃，最高值15.1℃，最低值13.9℃，极端高温37℃，极端最低温-7℃。多年平均降雨量为866.5mm，最高值1161.4mm，最低值397.3mm。本项目具有极其复杂的地形地貌；具有极其复杂的气候、水文；具有极其复杂的地四川川交路桥XX高速公路XX合同段监控量测方案4质构造；具有不良地质地段：项目区所含地层较多，地层岩性较为复杂，但总体可分为红层区、碎屑岩区碳酸岩区和岩浆岩区四大类。覆盖层主要为块碎石土、含块碎石粘土，漂卵砾石土，砾石土及含砾粉质粘土等。该项目区内沟壑较多，多数切割较深，地形坡度相对较陡，构造强烈，岩体较为破碎，项目区不良地质以崩塌(岩堆)、危岩、滑坡、泥石流为主。七、隧道概况：XX标段隧道左线K41+664-K47+720，右线YK41+664-YK47+664，左洞长6056米，右洞长6000米。左线出口桩号K47+720，右线出口桩号YK47+664，明暗洞交界桩号为K47+710、YK47+654。左线明洞长度10米，暗洞长度6046米，右线明洞长度10米，暗洞长度5990米。暗挖段隧道主洞开挖断面面积最大130.63m2，停车带开挖断面面积151.66m2。V级围岩采用上、中、下三台阶法开挖，IV级围岩采用上、下二台阶法开挖。Ⅲ级围岩采用全断面开挖。洞口段支护采用30mφ108管棚+30mφ51自进式锚杆，洞身段支护采用双层和单层φ42注浆小导管+φ22药卷锚杆+工字钢+钢筋网。明洞段采用放坡开挖，边仰坡采用φ42注浆小导管+C20喷砼+钢筋网支护。洞口段地表采用φ70钢花管进行注浆加固。隧道洞口位于新建S205线下方，相对高差约47m，洞口斜坡陡缓不均，平均坡度25～40度，斜坡上灌丛及杂草、乔木少。洞口及仰坡地段有厚5m～20m的碎石土覆盖层，下伏为板岩夹砂岩，岩层总体倾坡内，为逆向斜交结构斜坡，长大外倾节量不发育，下伏岩体无向坡外滑移条件。洞口斜坡为厚度较大堆积层，洞口开挖易引起洞口处土层滑塌失稳。八、监控量测的目的隧道监控量测对评价隧道施工方法的可行性、设计参数的合理性，了解隧道施工实际围岩级别及其变形特性等能够提供准确、及时的依据，对隧道二次衬砌的施作时间具有决定性意义；因此，它是保障隧道建设成功的重要手段。隧道监控量测四川川交路桥XX高速公路XX合同段监控量测方案5的主要目的应做到提高安全性，修正设计、指导施工、积累建设经验，实现信息化施工及动态设计，并通过对实测数据的现场分析、处理，及时向施工方、监理方、设计方和业主提供分析资料。对隧道群施工具有重要现实意义。（1）通过围岩地质状况和支护状况描述，对围岩进行合理的分类及对稳定性进行合理的评价。（2）对隧道拱顶下沉周边收敛位移进行监测，根据量测数据确认围岩的稳定性，判断支护效果，指导施工工序预防坍塌，保证施工安全。（3）对周边收敛位移进行监测，根据变形的速率及量值判断围岩的稳定程度，选择适当的二衬支护时机，指导现场施工。（4）地表下沉。对隧道埋深较浅段进行地表沉降监测，判定隧道开挖对地表的影响，与拱顶下沉数据相互应证。（5）选测组合。通过对围岩压力、钢支撑应力、衬砌应力等选测项目的监测判断围岩稳定性及支护效果，反馈设计，指导现场施工。（6）通过监控量测数据的采集及分析及时修正围岩级别及预留变形量、判断支护效果、提供设计参数修改的意见及建议、实现动态设计及信息化施工。以使设计和施工同步，保质保量完成隧道工作。九、监控量测的实施1、必测项目必测项目是施工中必须作为一道工序进行的监控量测项目。它包括：(1)地质和支护观察(2)周边收敛量测(3)拱顶下沉量测。(4)地表下沉2、选测项目选测项目是根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件它包括：(1)钢架内力及外力四川川交路桥XX高速公路XX合同段监控量测方案6(2)围岩体内位移(3)围岩压力及两层支护间压力(4)支护及衬砌内应力(5)锚杆轴力3、量测断面的间距和频率每个测点测取读数的频率不少于规范要求，按表1-1、表1-2检查净空位移和拱顶下沉的量测频率，并与表1-3确定的量测频率比较取最大值。如测点量测期间遭到破坏，恢复以后按新埋测点要求采集读数。量测过程中若遇到围岩变形速率较快时，量测频率应在规范规定的基础上加密。表1-1量测频率表序号量测项目监测频率1～15天16天～1个月1～3个月3个月以后1洞内、外观察每次爆破后、支护结构施做完成后进行2拱顶下沉1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月3周边收敛1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月4地表下沉开挖面距量测断面前后2b时，1～2次/天开挖面距量测断面前后5b时，1次/2～3天开挖面距量测断面前后5b时，1次/3～7天表1-2净空位移和拱顶下沉的量测频率（按位移速度）位移速度（mm/d）量测频率≥5mm2～3次/d1～5mm1次/d0.5～1mm1次/2～3d0.2～0.5mm1次/3d＜0.2mm1次/3～7d四川川交路桥XX高速公路XX合同段监控量测方案7表1-3净空位移和拱顶下沉的量测频率（按距开挖面距离）注：b-隧道开挖宽度4、测点设置要求及测设工具周边位移量测以水平相对净空变化值的量测为主，水平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。拱顶下沉量测断面的位置在每一断面宜布置1～3个点。测点的安装应能保证在开挖后12小时(最迟不超过24小时)内和在下一循环开挖前测到初次读数。坑道周边收敛计可选铰弹簧式或重锤式，拱顶下沉量测采用水平仪、水准仪和挂钩钢尺等，有条件时可采用激光隧道断面监测仪进行量测。变形量测可采用单点或多点式锚头和传力杆，配以机械式百分表或点测位移计。量测断面距开挖面距离（m）量测频率（0～1）b2次/d（1～2）b1次/d（2～5）b1次/2～3d﹥5b1次/3～7d四川川交路桥XX高速公路XX合同段监控量测方案85、量测方法及数据处理（1）洞内外观察：a、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