150817蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案(试行)(打印版)

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程隧道施工监控量测实施方案（试行）蒙西华中铁路股份有限公司中铁西南科学研究院有限公司2015年8月17日蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行）0目录1.编制说明................................................12.编制依据................................................23.工程概况................................................24.监测目的................................................35.监测项目................................................36.断面布设原则............................................46.1拱顶下沉和水平收敛断面.............................46.2地表沉降断面.......................................47.测点布设原则............................................57.1拱顶下沉和水平收敛测点.............................57.2地表沉降测点.......................................68.监测频率................................................68.1洞内、外观察.......................................68.2拱顶下沉和水平收敛监测.............................68.3地表沉降监测.......................................79.监测管理值..............................................79.1管理等级及对应措施.................................89.2变形总量管理值.....................................89.3变形速率管理值.....................................99.4初期支护表观现象..................................109.5变形时态曲线特征..................................1010.监测方法..............................................1111.测试精度要求..........................................1212.监测信息反馈..........................................1213.监测工作管理..........................................13蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行）1蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行）1.编制说明针对蒙华铁路隧道实际情况，开展经济合理、实用有效的监控量测（以下简称“监测”）工作，了解和掌握隧道支护结构变形情况，保障施工安全，为调整施工方法，指导二衬施作时机，进行动态设计提供参考。结合现有工程技术标准，参考国内外相关研究成果，借鉴类似工程经验等，编制本方案。1）本方案结合蒙华铁路隧道大部分情况进行编制,对于隧道特殊地段，如膨胀岩、岩溶、断层、高地应力软岩大变形、偏压、邻近或下穿重要建（构）筑物、燕尾式分叉等作为专项进行单独设计或研究。2）本方案编制过程中，主要考虑了以下因素：①.隧道穿越的地层情况：除特殊地段外，主要穿越黄土、花岗岩、安山岩、白云岩、大理岩、片麻岩、砂岩、灰岩、板岩、页岩等。②.隧道开挖方法：主要为全断面,两台阶、三台阶等及其他分部开挖法。③.隧道断面形式：主要分为单、双线正洞；单、双车道辅助坑道。④.采用变形总量、变形速率、初支表观现象和变形曲线形态等4项对隧道施工安全进行综合等级管理。⑤.现场测试精度:采用全站仪自由设站非接触量测技术进行监测工作，测试精度能满足监测规程要求的±1mm。蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行）22.编制依据1）《铁路隧道监控量测技术规程》（Q/CR9218-2015）；2）《铁路隧道监控量测标准化实施细则》（工管办函【2014】92号）；3）《铁路黄土隧道技术规范》（Q/CR9511-2014）；4）《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）；5）《新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程施工图设计》；6）蒙华铁路隧道动态设计、监控量测及机械化配套实施专题会专家意见北京，2015.08.04；7）蒙华铁路隧道施工监控量测实施方案审查会专家意见北京，2015.07.24；8）蒙华铁路隧道施工监控量测实施方案大纲审查会专家意见北京，2015.07.02；9）国内外隧道围岩稳定性相关研究成果；10）类似工程经验（宝兰客专、西成客专、成贵铁路、赣龙铁路等项目数据统计与分析）。3.工程概况蒙华铁路正线隧道共229座，总长约460km，10km以上的隧道10座（崤山隧道、中条山隧道、西安岭隧道、集义隧道、九岭山隧道、大中山隧道、如意隧道、阳山隧道、段家坪隧道、连云山隧道）；6km到10km的隧道11座，1km到6km的隧道共74座，1km以下的隧道134座。其中，Ⅰ级风险隧道7座，Ⅱ级风险隧道15座。隧道建筑限界采用《标准轨距铁路建筑限界》中“隧限2A”、“隧限2B”标准。有砟轨道隧道衬砌内轮廓设计满足大机养护要求，接触蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行）3网刚性悬挂地段拱部预留200mm接触网悬挂高度，隧道断面参数具体见表3.1。蒙华铁路隧道断面参数表表3.1序号区段断面类型净空面积（m2）开挖面积（m2）轨道接触网1单线无砟刚形悬挂33.0746.4260.842无砟链形悬挂31.2844.5258.733有砟链形悬挂37.4852.9668.924双线无砟63.9889.50126.405有砟68.4199.00136.706有砟黄土71.15114.10134.004.监测目的1）掌握初支变形，指导现场处置，保障施工安全；2）为调整施工方法提供参考;3）为二衬施作时机提供指导；4）为进行动态设计提供参考。5.监测项目蒙华铁路隧道施工监测项目分必测项目(表5.1)和选测项目。一般地段原则上只做必测项目，选测项目按隧道工程实际需要进行施做（单独进行方案设计）。蒙华铁路隧道施工监测必测项目表5.1序号监测项目监测范围常用仪器1洞内、外观察全线隧道（正洞和辅助导坑）现场观察、罗盘仪等2拱顶下沉全站仪3水平收敛全站仪4地表沉降隧道浅埋段全站仪或电子水准仪蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行）46.断面布设原则6.1拱顶下沉和水平收敛断面拱顶下沉和水平收敛监测断面间距表6.1围岩级别断面间距（m）单双线正洞单双车道辅助坑道Ⅴ510Ⅳ2030Ⅲ（软质岩）50Ⅲ（硬质岩）在特殊地段布设监测断面Ⅱ在特殊地段布设监测断面备注：1）Ⅳ级围岩，在不良地质地段（主要指土体、水平层软质岩等）监测断面应适当加密。2）Ⅲ级软质岩主要指：砂岩（三门峡以北）、片岩、板岩、页岩、泥质砂岩、砂砾岩、泥灰岩等。3）Ⅲ级硬质围岩、Ⅱ级围岩原则上不布设监测断面，特殊地段根据现场情况布设监测断面，特殊地段指：①掌子面施工时，有掉块、坍方等的地段；②初期支护有开裂、剥落等的地段；③需要进行设计调整的段落（进行一定的监测，为动态调整支护参数、施工方法等提供参考，验证调整效果）；④其他需要进行监测的地段。4）各断面布设间距误差控制在“断面间距的10%”以内。6.2地表沉降断面地表沉降监测断面间距表6.2隧道埋深与开挖宽度断面间距（m）2B＜H0≤2（H+B）20B＜H0≤2B10H0≤B5蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行）5备注：1）H0为隧道埋深，H为隧道开挖高度，B为隧道开挖宽度；2）地表沉降测点应在隧道开挖前布设；3）地表沉降断面与洞内监测断面应尽量布置在同一断面。7.测点布设原则7.1拱顶下沉和水平收敛测点1）测点布设应按施工方法区分，全断面、两台阶、三台阶按图7.1所示进行布置，其他特殊地段施工方法的测点布设根据现场实际情况进行布置。（a）全断面法（b）两台阶法（c）三台阶法图7.1拱顶下沉和水平收敛测点布置示意图2）拱顶下沉和水平收敛测点应布置在同一断面上。3）初支应与围岩密贴，测点埋设在钢架、格栅等初期支护上。4）测点应在初支支护后立即埋设。蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行）65）初始读数应在测点埋设12h内读取。6）拱顶下沉测点应埋设在拱顶轴线附近，数值采用绝对高程，周期性复核后视点，保证其数据可靠性。7.2地表沉降测点1）测点应在隧道开挖前布设，横向间距为2～5m，按图7.2所示进行布置，在隧道中线附近测点应适当加密。图7.2地表沉降横向测点布置示意图2）隧道中线两侧监测范围不应小于H0+B。当对地表沉降有特殊要求时，监测间距应适当加密，范围应适当加宽。3）基准点应设置在隧道施工影响范围以外稳定处，并设置复核性测点，保证其数据可靠性。8.监测频率8.1洞内、外观察每施工循环记录一次，必要时加大观察频率。8.2拱顶下沉和水平收敛监测1）一般为1次/天。2）台阶法施工，下部开挖过程中，频率为2次/天。3）出现异常情况时，根据现场管理要求，加大监测频率。蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行）74）当变形趋于稳定时，监测频率按表8.1进行。变形趋于稳定时的监测频率表8.1支护状态平均变形速率持续时间监控频率初支全环封闭＜2mm/d＞3天1次/3天初支全环封闭＜1mm/d＞7天1次/7天初支全环封闭＜1mm/d＞15天1次/15天5）在初期支护稳定后，可停止该断面的监测。初期支护稳定须同时满足以下条件：①初期支护表观现象正常；②拱顶下沉和水平收敛平均变形速率小于1mm/d，且持续1个月以上；③变形时态曲线已经收敛。8.3地表沉降监测1）一般为1次/天。2）出现异常情况时，应加大监测频率。3）在二次衬砌施工通过监测断面H0+B距离后（H0为该断面隧道埋深，B为该断面隧道开挖宽度），且地表沉降变形时态曲线已经收敛，可停止该断面监测。9.监测管理值采用变形总量、变形速率、初期支护表观现象和变形时态曲线等4项对隧道施工安全进行综合等级管理。变形总量与变形速率应控制在管理等级范围内，及时巡视观察初支表观有无异常，同时结合变形时态曲线形态进行综合分析处理。蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行）89.1管理等级及对应措施管理等级及对应措施表9.1管理等级对应措施正常（绿色）正常施工预警二级（黄色）加强监测，密切关注发展情况,分析原因，调整施工，使隧道变形趋稳,并制定应急方案和对策预警一级（红色）暂停施工，加强监测，启动应急预案，采取相应工程措施9.2变形总量管理值一般地段变形总量管理等级表9.2变形总量/（mm）管理等级正常（绿色）预警二级（黄色）预警一级（红色）拱顶下沉单线正洞单车道辅助坑道Ⅲ＜2020～25≥25Ⅳ＜4848～64≥64Ⅴ＜6060～80≥80双线正洞双车道辅助坑道Ⅲ＜2525～35≥35Ⅳ＜7272～96≥96Ⅴ＜9090～120≥120水平收敛单线正洞单车道辅助坑道Ⅲ＜1010～15≥15Ⅳ＜3030～45≥45Ⅴ＜4040～55≥55双线正洞双车道辅助坑道Ⅲ＜1010～15≥15Ⅳ＜3535～50≥50Ⅴ＜4545～60≥60备注：本表所建议变形总量管理等级应结合现场施工情况进行动态调整；台阶法开挖时拱顶下沉和水平收敛变形总量管理值分配表9.3基准值工法分部1分部2分部3