隧道监控量测方案

1、工程简介宁波穿山至好思房公路工程第2合同段桩号为K3+575-K9+000，全线长5.425km，隧道2座，分别是208m的大涂岭连拱隧道和495m的中岭分离式隧道。大涂岭隧道进出口端均采用削竹式洞门。其中Ⅴ级围岩78m，Ⅳ级围岩70m，Ⅲ级围岩60m。中岭隧道进出口端均采用削竹式洞门。其中Ⅴ级围岩175m，Ⅳ级围岩210m，Ⅲ级围岩110m。1、监控量测项目（1）必测项目：a．洞内、外观察；b．周边位移；c．拱顶下沉；d．洞口段、浅埋段沉降；e．锚杆拉拔力f．爆破震动速度（2）选测项目：a．钢架内力监测；b．支护、衬砌内应力监测。4、监控量测方法和手段（一）洞内、外观察1）量测方法根据洞口、洞内和浅埋段地表变形；开挖后没有支护的围岩；开挖后已初期支护段等有必要监控的地段，利用地质素描、照相或摄像技术将观测到的有关情况和现象进行详细记录。2）测试仪器地质罗盘、地质锤、放大镜、数码相机。4、监控量测方法和手段3）测试频率在隧道开挖工作面爆破后及初期支护后进行，每2~3次爆破后进行1次监测断面绘制地质素描图。每天进行洞内已施工区段以及洞外观察每天至少进行1次。4、监控量测方法和手段（二）周边位移监测1）量测方法根据围岩级别，在不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，每个断面分别在左边墙和右边墙埋设测桩，利用收敛计进行读数。2）测试仪器采用隧道收敛计或者全站仪进行数据采集。4、监控量测方法和手段3）测点布置监测断面的间距根据围岩级别不同进行设置，V级围岩10米/断面、IV级围岩20米/断面；Ⅲ级围岩不超过40米/断面；围岩变化处应适当加密，当发生较大地质条件突变时，IV、V级围岩量测断面的间距缩小至5～l0m。4）量测频度周边位移监测断面量测频率，可以根据测点埋设后时间选取，也可以根据位移速度和距工作面距离选取，量测频率必须满足设计及规范的要求。4、监控量测方法和手段（三）拱顶下沉量测1）量测方法根据围岩级别，在不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面。在确定监测的断面开挖爆破或初喷后24h内隧道断面拱顶部位布设1~3个测点，测点布设与周边位移量测点布置在同一断面。2）测试仪器拱顶下沉一般采用水准仪，也可采用全站仪进行量测。4、监控量测方法和手段3）测点布置每量测断面设置3个测点，测点分别布置在隧道及拱顶其两侧。拱顶下沉监测断面和周边位移监测断面原则上布置在同一个断面上。4）量测频度拱顶下沉监测断面量测频率同周边位移监测频率。4、监控量测方法和手段（四）洞口段、浅埋段沉降监测1）量测方法地表采用坐标测量，采集测点沉降数据进行分析的。2）监测仪器全站仪、反射片、钢尺等仪器。4、监控量测方法和手段3）断面布置在地表边坡上布设一些能全面反映隧道围岩变形特征并且应结合地质情况和地形特点，测点尽量布置在隧道轴线上方和两侧拱腰上方以及隧道隧道开挖界限上方，单洞测点一般设5~7个，双洞测点一般设12~15个；4）监测频率根据沉降位移速度和距工作面距离选取，具体如下：（a）开挖面距工作面前后2b时，1~2次/d；（b）开挖面距工作面前后5b时，1次/2~3d；（c）开挖面距工作面前后5b时，1次/3~7d。4、监控量测方法和手段（五）锚杆拉拔力锚杆拉拔力指锚杆能够承受的最大拉力，它是锚杆材料，加工和施工安装质量的综合反映，是锚杆质量检测的一项基本内容。1）拉拔设备锚杆拉拔试验的常用设备为空中千斤顶，手动油压泵，油压表，千分表。2）测试方法通过空中千斤顶和手动油压泵加压，一般以每分钟10KN的速率匀速加载。从油压表读取油压，根据活塞面积，换算锚杆承受的拉拔力。4、监控量测方法和手段4）试验要求（a）每安装300根锚杆至少随机抽样（3根），设计变更或材料变更时另作一组拉拔力测试。（b）同组锚杆锚固力或拉拔力的平均值，应大于或等于设计值。（c）同组单根锚杆的锚固力或拉拔力，不得低于设计值的90%。5）锚杆拉拔力测试频率每10米一个断面，每个断面3根，作为一组测试。4、监控量测方法和手段（六）爆破震动监测1）监测仪器震动速度传感器、振动信号自记仪4、监控量测方法和手段（六）爆破震动监测1）测试方法在先行施工隧道内的爆破振动测点的布置如图所示。隧道断面内布置3个监测点，每个点布置3个速度传感器，其中垂直速度传感器1个，水平速度传感器2个。隧道轴向测点布置根据围岩性质、地质结构及施工方法而定，一般代表性区域布置1个断面。小净距隧道或连拱隧道先行施工隧道内爆破振动测点布置4、监控量测方法和手段在爆破施工隧道内的监测断面测点布置按接近爆破区的拱顶、拱腰和拱脚进行布置，洞内监测断面的测点布置详见下图所示。2）监测仪器震动速度传感器、振动信号自记仪。爆破作业隧道内爆破振动测点布置4、监控量测方法和手段（七）钢架内力1）测点布置在每代表性地段设置1~2个断面，每个断面沿隧道周边在初衬钢架内、外侧对称地设置3~5对钢筋应力计进行监测。2）测试仪器振弦式钢筋应力计、频率计。4、监控量测方法和手段3）监测频率根据钢筋应力计安装结束时间确定，具体如下：（a）在钢筋计安装结束1~15天内，1～2次/d；（b）在钢筋计安装结束16~30天内，1次/2d；（c）在钢筋计安装结束30～90天内，1~2次/周；（d）在钢筋计安装结束90天后，1~3次/月。4、监控量测方法和手段（八）支护、衬砌砼内应力1）量测内容量测初衬、二衬混凝土内应力、表面应力，每代表性地段1~2个断面，每断面宜为3~5个测点。2）测试方法在代表性地段设置监控量测断面，在初衬与二衬中性轴两侧对称布置3~5支混凝土应变计，安设完毕待初衬与二衬施工后测读初始读数。根据混凝土应变计的频率可将量测数据来直接换算出相应的应变值。4、监控量测方法和手段3）测试仪器混凝土应变计。4）监测频率根据混凝土应变计施工时间确定，（a）在钢筋计安装结束1~15天内，1～2次/d；（b）在钢筋计安装结束16~30天内，1次/2d；（c）在钢筋计安装结束30～90天内，1~2次/周；（d）在钢筋计安装结束90天后，1~3次/月。1、预报内容隧道施工地质超前预报的内容一般包括：（a）不良地质预报及灾害地质预报；（b）断层及其破碎带的预报；（c）预报可能发生中型以上塌方地段；（d）预报地下水富集的区域和地段；（e）预测隧洞内可能发生岩爆、瓦斯或其它有害气体的地段和程度；2预报目的（a）了解开挖面围岩的稳定性；（b）预报断层、破碎带、溶洞、突水、突泥位置及规模；（c）了解支护结构变形、开裂情况；（d）核准围岩级别。3、预报方法--地质素描及掌子面观察法（1）基本原理地质素描法是利用地质理论和作图法，将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量等准确记录下来并绘制成图表，结合已有勘测资料，进行隧道开挖面前方地质条件的预测预报。（2）主要内容地质素描主要包括：基础地质资料、地表地质调查资料、掌子面地质素描。1）数据采集断面测点布置好后即可通过各种监控量测仪表进行数据的采集工作。每次采集回的数据，测试人员要立即交数据处理员输入计算机进行初步分析处理。2）实测资料的整理（a）详细的观测记录、观测时的环境、开挖情况是资料整理的基础，应与成果报告同时提供。（b）绘制各量值与时间、空间的关系曲线。4、监测成果反馈3）实测资料分析、处理（一）力学计算法可以通过力学计算来调整和确定支护系统。（二）经验法经验法法是建立在现场量测基础之上，其核心是根据经验建立一些判断标准来直接根据量测结果或回归分析数据来判断围岩的稳定性和支护系统的工作状态。4、监测成果反馈4、监测成果反馈高速公路隧道设计图施工组织设计施工方案初步优化；初步施工操作要点。动态反馈设计：设计方案优化；设计修改。国内外隧道现状及发展调查；初步设计方法及理论分析；设计方案初步优化。隧道施工；施工工艺、参数优化；施工方法优选；信息化施工的实施与控制。地质超前预报；现场监控量测。地质预报大纲；监控量测大纲。施工监理动态反馈与信息化施工组；工程例会；专题讨论会；专家咨询会；动态反馈与信息化施工实施决策。数据分析与反馈；设计、施工修改建议。工程结束动态反馈设计与信息化施工工作流程5）报警指标根据《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）规定，隧道周边最大允许相对位移为0.20%～0.80%。二衬施工在满足下列要求时进行：（a）各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；（b）已产生的各项位移已达预计总位移量的80%-90%；（c）周边位移速率小于0.1-0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.07-0.15mm/d。4、监测成果反馈6）监测成果报告在监测过程中，实时对监测结果进行整理，按要求以预警报告、周报（或联系单）及月报等形式，监测报告必须保证及时性。工程结束时提交完整的监测总结报告及电子文档。4、监测成果反馈1）质量保证方案为保证量测数据的真实可靠及连续性，特采取以下措施：（1）在施工现场派驻机构（2）量测人员相对固定；（3）仪器的管理采用专人使用专人保养，专人检验的方法；（4）量测设备，传感器等各种元器件在使用前均经检查校准合格后方投入使用；（5）直读式仪表每月检查一次，以保证仪表的准确度。填写观测记录表，注明仪器异常，仪表或装置故障情况；（6）各量测项目在监测过程中必须严格遵守相应的监测项目实施细则；（7）量测数据均经现场检查，室内复核两次检查后方可上报；（8）量测数据的存储计算管理均采用计算机系统进行；（9）各量测项目从设备的管理，使用及量测资料的整理均设专人负责；（10）信息反馈和提交资料及时，并对监控量测结果负责。5、质量保证方案及措施2、问题处理措施根据量测结果进行修正的方法基本也可分为两类，即按净空位移值大于和小于预测值分类。5、质量保证方案及措施