最新隧道进口监控量测方案

新建铁路****标监控量测方案编制：复核：审批：中铁***分公司**工程一队2010年11月11日一、监控量测目的现场监控量测是判断围岩和隧道的稳定状态、保证施工安全、指导施工生产、进行施工管理和提供设计信息的重要手段。根据石质隧道施工特点，结合设计文件，在西梁隧道进口施工过程中，将按照现行规范要求进行监控量测，以量测资料为基础及时修正支护参数，使支护参数与地层相适应并充分发挥围岩的自承能力，围岩与支护体系达到最佳受力状态，并在施工中进行信息化动态管理，随时掌握初期支护的工作状态，指导和确定衬砌施作时间。二、工程概况2.1工程简介**隧道在**标段内。西梁隧道位于**省境内，隧道进口里程DK255+360，位于***村；出口里程DK257+715，位于***村。隧道全长2355公里。本隧道处于DK254+908.973～DK255+379.073段设置圆曲线上，曲线半径为1600m，并在DK256+765.748～DK257+715段设置圆曲线，曲线半径为2000m。隧道纵坡设置：为单面下坡，坡度分别为10.4‰、7.1‰、3‰，变坡点里程分别为DK255+440、DK257+250，无竖曲线。2.2工程地质**隧道位于**省北部，**中西部，华北北部燕山山脉中段。中山区及低山区，地形起伏较大，部分地段山势陡峭，地表大部分地段植被覆盖较少,乔、灌木、杂草丛生，山间沟谷发育，隧道经过区域最高山峰，海拔高650m，隧道出口处高程约520.723m,其相对高差达130m。海拔高度为510～630m之间,相对高差120m左右。自然山坡坡度10°～55°不等。浅切割中山和山间宽谷地形，侵蚀构造-侵蚀堆积地貌类型。**隧道地段部分基岩裸露，大部分表层覆盖粘性土及碎石类土。沿线地层岩性主要有粘性土、粉土、煌斑岩、花岗闪长岩、变粒岩、二长花岗岩、安山岩等。总体隧道地地层倾向东北，属于单斜构造。节理裂隙较发育。白土山隧道沿线地震动峰值加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期值为0.35s。2.3水文地质隧道洞身内主要为基岩裂隙水，弱富水，局部节理裂隙发育地段有少量地下水，主要由大气降水补给。雨季洞身地下水位变化较大。隧道区地下水主要为裂隙潜水。三、监控量测项目洞内外观察，净空水平收敛量测，拱顶下沉量测以及浅埋地段地表下沉测量四个必测项目，为日常施工管理提供有关数据资料。必要时，根据现场实际情况，在断层带增设隧道底上鼓量测项目。四、监控量测断面布置及间距1、在隧道每个量测断面各布置一个拱顶下沉测点和两条净空水平收敛量测测线。测点布置附表1。2、浅埋地段隧道地表下沉测量断面布置宜与洞内水平净空变化和拱顶下沉在同一横断面内。横断面方向在隧道中心及两侧间距2～5m布设下沉测点，每段面布设7～11个测点，监测范围应在隧道开监控量测流程是结束是是否否施工完成否经济否施工方法变更支护加强已施工区段的支护加强安全否数据处理开挖工作面状态评价监控量测施工制定监控量测计划否施工方法变更支护减弱分析、研究地质勘察资料挖影响范围以外。地表下沉量测应在开挖面前方隧道埋深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。地表下沉量测频率应和拱顶下沉和水平收敛净空变化的量测频率相同。3、量测断面间距根据《铁路隧道监控量测技术规则》和《铁道部第120号文件》要求，净空变形量测断面的间距应根据围岩级别，隧道断面尺寸，埋置深度及工程重要性等确定。一般Ⅴ级围岩地段5m；Ⅳ级围岩地段10m；Ⅲ级围岩地段30～50m；Ⅱ级围岩地段可根据需要设置测点。为掌握各级围岩位移变化规律，应在各级围岩起始地段增设量测断面。在洞口及浅埋地段可根据现场实际情况适当增加监控量测断面。五、量测频率1、洞内观察分为开挖工作面观察和初期支护状况观察两部分。开挖工作面应在每次开挖后进行，地质情况基本无变化时，可每天进行一次。对初期支护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，钢架的支护状况。2、洞外观察包括边仰坡稳定，地表水渗透等观察。3、净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。量测频率见下表。实际量测频率应从下表中根据变形速度和开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。六、测量方法为确保量测精度和加快量测速度，拟在隧道拱顶下沉和水平收敛量测中采用目前比较先进的无接触围岩量测技术。它具有快速、准确、灵活方便等优点。(1)、量测方法：无接触法围岩量测观测方案见下图。测量人员按量测频率要求对隧道断面上布设的观测点进行全自动多测回全圆观测，得到这些点的收敛信息。无接触法围岩量测观测方案示意图量测测点布置断面间距不超过下表规定值。监控量测断面间距围岩级别断面间距（m)每断面测点数量水平净空变化拱顶下沉Ⅴ≤5每台阶（或分部）1条基线1～3个点IV≤10每台阶（或分部）1条基线1个点III20~30每台阶（或分部）1条基线1个点II501条基线1个点注：1、III级围岩视具体情况确定间距；2、测点布置还要根据开挖方法等具体情况确定。测点布置在距开挖面1米范围内并尽快安设读数。初读数在开挖后12h内读取，最迟不超过24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初期变形值的读数。(2)、测点布置如下图所示，沿隧道周边左右对称布置。布置原则参考下表。地段开挖方法一般地段特殊地段图示全断面法一条水平测线———a台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线，两条斜测线b监控量测测点布置示意图(3)、拱顶下沉量测与水平净空相对变化量测宜采用相同的量测频率，应从下表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。量测频率表变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作面的距离（m）量测频率≥5（0～1）B（1～2）次/d1～5（1～2）B1次/d0.5～1（1～2）B1次/（2～3）d0.2～0.5（2～5）B1次/2d＜0.2＞5B1次/周注：B为隧道开挖宽度。（4）、在隧道浅埋段,地表必须设置监测网点并实施监测。1、沿隧道洞口开挖边仰坡线布置地表沉降测点，测点间距2～5米。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。2、隧道浅埋段地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。一般条件下，地表沉降测点纵向间距应按下表要求布置。3、地表沉降测点按普通水准点基点埋设。并在预计破裂面以外3～4倍洞径以外设水准基点，作为各观测点高程测量的基准，从而计算出各种观测点的下沉量。地表沉降测点纵向间距隧道埋深(H)与开挖宽度(B)地表沉降测点纵向间距(m)H2B20～50BH2B10～20HB5～10七、监控量测方法与要求序号测量项目测点布置量测方法与要求备注1洞外观察1.洞外观察包括地表情况，地表沉陷，边坡及仰坡的稳定，地表水渗透的观察2.洞内观察a.掌子面观察b.支护结构观察目视观察的方法，对围岩和支护做以下观察：1.地质观察：隧道在放炮后一次喷混凝土前进行，每次开挖后均应绘制地质素描图，用以核对围岩类别及判断支护对围岩的稳定性。地质素描应贯穿整个隧道施工全过程，以便及时掌握围岩的工程性质，核对围岩分类，观察支护系统受力情况，为安全施工提供直观的、必要的信息。2.检查喷射混凝土有无裂损及发展，锚杆有无松动，钢架支护的工作状态等，并做好相应记录。2净空水平收敛量测隧道最大跨度及以上地方，左右两侧3m对称布置量测桩，每个量测断面设7个收敛桩，量测断面间距根据围岩级别确定。采用坑道收敛计和全站仪进行量测，开挖后按要求迅速安装收敛桩并编号，初始读数应在开挖后2h内读取，最迟不得大于24H，并且在下一循环开挖前获取初始读数，测点应牢固可靠，易于识别并妥为保护。本项测量是研究洞室变形规律，判断施工安全与否及确定二次衬砌施作时间的主要信息，是各项量测的重点。3拱顶下沉量测正拱顶设置一个下沉桩，量测断面间距与净空水平收敛量测一致喷射混凝土应迅速在测点处设固定桩，采用精密水准仪和收敛计钢尺进行测量，在两端洞口处各设一水准基点供洞内拱顶下沉量测用，量测频率及其它要求同净空水平收敛量测要求。拱顶下沉量测的目的是了解围岩与结构共同作用的情况，其量测结果与净空水平收敛量测结果具有同等重要的作用和意义。4浅埋段地表下沉测量断面布置宜于洞内水平净空变化和拱顶下沉在同一横断面内，在一个量测断面内应设7～11个测点。地表下沉测量应在开挖工作面前方2B（隧道开挖宽度）外开始，直到开挖面后方约（3～5）B，地表下沉基本停止时为止。防止隧道塌方八、监控量测管理监测控制标准根据有关规范、规程、设计资料及类似工程经验，制定本隧道监控量测变形管理等级，据此指导施工。观察及量测发现异常时，应及时修改支护参数。一般正常状态须同时满足以下条件：净空变化速度小于0.2mm/d时，喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝，围岩基本稳定；位移速度除在最初1～2天允许有加速外，应逐渐减少。当净空变化速度持续大于1.0mm/d时，加强初期支护。当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取处理措施。变形管理等级管理等级管理位移施工状态ⅢUUo/3可正常施工ⅡUo/3≤U≤2Uo/3应加强支护ⅠU2Uo/3停工，采取特殊措施后方可施工注：U为实测位移值；Uo为最大允许位移值。监控量测体系监测管理流程见下图：施工监测管理流程图监控量测小组:为了真实反映监测结果，及时了解围岩稳定情况，迅速指导现场施工，施工监测由工程一队总工负责，组成专业监测小组，具体负责各项监测工作。组长：***副组长:***组员：施工量测安全性经济性量测计划是否变管理基准是否变措施（改变施工方法，调整支护参数）措施（优化支护结构）改变量测计划改变管理基准是是否否否否是是监测管理:积极配合监理工程师做好对监测工作的检查、监督和指导，工程完成后，根据监测资料整理出本标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。现场量测要求:监控量测工作必须紧接开挖、支护作业，按设计要求进行布点和监测，并根据现场情况及时进行调整量测的项目和内容。量测数据应及时分析处理，并与工程类比法相结合，及时调整支护参数或施工决策。拱顶下沉、收敛量测初读数在开挖后2h内取得初读数，最迟不大于24h，且在下一循环开挖前必须完成。测点应牢固可靠、易于识别，并注意保护，严防爆破损坏。拱顶下沉和地表下沉量测基点与洞内、外水准基点建立联系。隧道浅埋地段地表下沉的量测与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面内。横断面方向应在隧道中线两侧每隔2～5m布设地表下沉测点，每个断面设7～11点，监测范围应在隧道开挖影响范围以内。地表下沉量测在开挖工作面前方，隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始，直到二次衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。地表下沉量测频率与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同。十、监控量测保证措施将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重要的施工工序来抓，并保证监测有确定的时间和空间。制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划。施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响，据此优化施工方案。监测组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告情况和问题，并提供切实可靠的数据记录。量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。量测设备、元器件等在使用前均经过检校，合格后方可使用。各监测项目在监测过程中严格遵守相应的实施细则，量测数据均经现场检查和技术室两级复核后上报。量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。十一、监测资料整理、数据分析及反馈现场量测所取得的原始数据，不可避免的会具有一定的离散性，其中包含着测量误差。不经过数学处理的量测数据难以直接利用。数学处理的目的是：(1)将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确定量测数据的可靠性；(2)探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化规律。判定围岩和支护系统稳定状态。11.1绘制曲线绘制位移—时间关系曲线，根据曲线形态判断围岩的稳定情况。a.当位移—时间关系曲线趋于平缓时(如图A