i隧道监控量测方案

陈山坞隧道监控量测方案1、概述1.1、工程概述隧道全长1001.5m，隧道进出口里程分别为DK438+900、DK439+901.5；隧线分界里程分别为：DK438+900、DK439+910.5。隧道位于右偏曲线上，左线曲线半径9000m，由小里程至大里程设计坡度2%，竖曲线半径25000m，具体分布见表1-1。表1-1陈山坞隧道围岩分布情况表里程围岩级别长度（m)备注DK438+900～DK438+910V10明洞段DK438+910～DK438+917V7明洞段DK438+917～DK438+972V55DK438+972～DK438+995V23DK438+995～DK439+015IV20DK439+015～DK439+150Ⅲ135DK439+150～DK439+290IV140DK439+290～DK439+340V50DK439+340～DK439+360IV20DK439+360～DK439+825Ⅲ465DK439+825～DK439+845IV20DK439+845～DK439+870V25DK439+870～DK439+891.5V21.5DK439+891.5～DK439+901.5V10明洞段1.2、地貌特征随址区为剥蚀丘陵区（Ⅲb），自然坡度20～50°，植被茂密，多位松林、灌木、杂草等。1.3、地层岩性（1）1Qedl含粉质黏土，褐黄色，硬塑，含35%的粗角砾，厚度约为20m。（1）1Qed+dl含粉质黏土，褐黄色，硬塑，含砾石，厚度0.8～2.1m，发布于丘坡表层。（2）1Zlz长石石英砂岩，灰黄色，全风化，土柱状。（2）2Zlz长石石英砂岩，灰黄色，强风化，岩质较软，节理裂隙发育，岩体破碎。（2）3Zlz长石石英砂岩，灰绿色，弱风化，岩质硬，节理裂隙发育，岩体较完整。岩层产状：240°∠76°,123°∠68°1.4、地质构造F1：洞身DK439+320处发育F1断层，属姜村北东向断裂构造的次级断层，压扭性，后期活动显张性，断层产状340°∠76°。断裂表现为挤压破碎带，带宽5～10米，带内岩体泥化现象严重，钻探揭示破碎带厚度约6m。1.5、水文地质DK440+855～DK441+116地下水只要为基岩裂隙及孔隙水，预测最大涌水量为51m3/d；DK441+116～270地下水主要为基岩裂隙水、岩溶水，预测最大涌水量为1356m3/d；DK441+270～DK442+012地下水主要为基岩裂隙水、孔隙水，预测最大涌水量为251m3/d；隧道其余地下水类型主要为基岩裂隙水及孔隙水。环境水无侵蚀性，碳化环境作用等级T2。1.6、物理地质地震动峰加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。1.7、岩土施工工程分级及地基基本承载力（1）1Qdel含砾粉质黏土，硬塑，σ0=180kPa，Ⅲ；（1）2Qed+dl粉质黏土，硬塑，σ0=180kPa，Ⅲ；（2）1Z1z长石石英杂砂岩，全风化，σ0=250kPa，Ⅲ；（2）2Z1z长石石英杂砂岩，强风化，σ0=500kPa，Ⅳ；（2）3Z1z长石石英杂砂岩，强风化，σ0=800kPa，Ⅴ。2、监控量测的目的为了保证隧道施工的安全和顺利进行，掌握围岩和支护的动态信息,使隧道结构既安全，满足其使用要求，又经济合理;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，进行全面、系统的监控量测。1）根据监测围岩变形和压力情况，验证支护衬砌的设计效果，保证围岩稳定和施工安全，掌握围岩和支护的状态，根据监测数据和分析结果进行日常施工管理；2）提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，通过监测数据的连续变化，分析支护结构的作用及效果，确定二衬和仰拱的施作时间；3）通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性变化规律，预见事故和险情，为大变形发展情况及研究、决策提供基础资料，作为调整和修正支护设计参数及施工方法的依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息；4）将监控量测结果及时反馈于隧道设计、施工、建设管理中，确定施工管理等级；5）积累资料，供以后工程设计、施工参考。3、监控量测的原则根据隧道的工程地质和水位地质条件，结合我公司在以往隧道监测中积累的经验，编制本监测方案遵循以下原则：1)监测方案以安全监测为目的，根据工程特点确定监测对象和主要监测指标。2)根据监测对象的重要性确定监测规模和内容、监测项目和测点布置，较全面地反映围岩的实际工作状态。3)采用先进、可靠的监测仪器和设备，设计先进的监测系统。4)为确保提供可靠、连续的监测资料，各监测项目间相互校验，以便数值计算、故障分析和状态研究。5)在满足工程安全的前提下，尽量减少对工程施工的交叉干扰影响。6)按照国家现行的有关规定、规范及招标文件要求编制监测方案。4、编制依据及原则4.1编制依据（1）《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121~2007；（2）《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204~2008；（3）《铁路隧道设计规范》TB10003~2005（4）《京福铁路客专闽赣II标总体实施性施工组织设计》（5）《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304~2009（6）《陈山坞隧道设计图》合福施（隧）974.2编制原则（1）严格执行相关技术规范和技术标准；（2）在保证质量和工期的前提下，做到三个确保，即：确保施工过程中人员、设备的安全；确保结构的安全；确保各项土工环境标准控制在限定值范围内；（3）施工部署科学合理，施工工艺成熟先进，各项保证体系完善，保证措施具体可行；（4）充分估计施工中可能发生的隐患，提前准备好周密详尽的预防措施。5、监测重点难点针对陈山坞隧道工程的特点，为确保暗挖和明挖的顺利安全施工，切实做到监测指导施工，科学合理化施工。并拟定针对性措施，详见表1-2“监测难点、重点及对策表”表1-2监测难点、重点及对策表序号监测难点及重点项目针对性措施1陈山坞隧道洞门监测1.预埋沉降观测点，及时监测控制山体下滑塌方。2.早刷破、早支护、早封闭，有效控制破碎带失稳。3.仰坡采取砂浆锚杆防护，适当放缓坡度比例。4.加强超前地质预报，做好防水排水。5、及时施作二次衬砌并监测。2陈山坞隧道掌支面监测1．拍照对掌子面做出准确素描，以便及时有效地监控，防止围岩大变形。2．严格按施工图进行施工。为防止暗挖段下沉，开挖时初支上台阶增设临时仰拱，格栅拱脚增设锁角锚杆，拱墙增设法向锚杆。3．洞内备用抢险机械设备、抢险物质，发现情况及时处理，洞外及时加固和做好交通疏解。4．按照“管超前、严注浆、强支护、紧封闭、勤量测、快循环”的十八字方针组织施工。5．合理采用动态施工，通过有效监测减小围岩应力大变形。3DK439+290～DK442+340段破碎带、岩泥发育、稳定性较差地段监测1.加强监控量测及施工超前地质预报，及时施作支护结构。2.采用超前单/双层小导管预支护，三台阶临时仰拱法施工。3.加强瓦斯检测及施工通风。4.必要地段采取局部周边注浆。5.合理改变布点位置及观测频率。6、监控量测内容监控量测项目分为必测项目和选测项目两大类，如业主、监理根据陈山坞隧道的地质、水文条件，确定需要选测项目的，可以依据文件实施选测项目，具体隧道监控量测项目见表1-3、表1-4表1-3陈山坞隧道监控量测必测项目表序号监测项目量测仪器1洞内、外观察现场观察、地质罗盘，数码相机2水平收敛全站仪3拱顶下沉水准仪、铟钢尺、全站仪4地表下沉水准仪、铟钢尺表1-4陈山坞隧道监控量测选测项目表序号监测项目量测仪器1围岩体内位移监测压力盒2钢架内力钢筋计、应变计3喷混凝土内力混凝土应变计4二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计5初期支护与二次衬砌间接触压力压力盒6锚杆轴力钢筋计7围岩内部位移多点位移计8隧底隆起水准仪、铟钢尺9纵向位移多点位移计、全站仪7、监控项目的实施方案7.1洞内外观察7.1.1洞内外观察的内容1)洞内观察包括开挖工作面观察和已施工段观察：开挖工作面观察应在每次开挖后进行，内容包括围岩岩性、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、有无剥落掉块现象、有无渗漏水、工作面稳定状态等；观察后应及时绘制开挖工作面地质素描及数码成像图，填写工作面地质状态记录表及围岩级别判定卡。2)对已施工段观察每天至少一次，应记录初期支护状态，包括喷层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、钢架是否变形及二次衬砌效果等。3)洞外观察重点在洞口段和洞身浅埋段，记录地表沉陷、开裂、变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等。4)在观察过程中如发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，应及时通知施工负责人采取应急措施，并派专人进行不间断观测。7.1.2洞内外观察的目的通过对洞内外观察，以达到：1)预测开挖面前方的地质条件；2)为判断围岩、隧道的稳定性提供依据；3)根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度；4)掌握地表变形变位及开裂等情况。7.1.3洞内外观察的方法每次爆破开挖后，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，观测中，如发现异常现象，要详细记录发现的时间、具体的里程位置以及对异常情况的描述。7．2隧道拱顶下沉监测7.2.1监测内容拱顶下沉监测，是指对隧道拱顶的实际下沉位移值进行监测，是相对于不动点的绝对位移。7.2.2监测目的对隧道拱顶进行沉降观测，主要有以下目的：1)通过拱顶位移监测，了解断面的变形状态，判断隧道拱顶的稳定性；2)根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时7.2.3监测方点的布置在隧道中心线拱顶处埋设带挂钩的预埋件作为拱顶下沉监测点，监测点采用长35cm，φ25的钢筋，钢筋顶端焊接钢筋圆环。监测点在钢拱架上焊接牢固，初喷完混凝土后，对附着在监测点上的混凝土进行清除，在面对进洞方向粘贴反射片。为防止挖掘机等机械碰桩测桩，测桩只能外露5厘米左右，测桩头需设保护罩，拱顶下沉及水平收敛位移量测布置在同一断面。表2-1量测断面间距和每断面测点数量表围岩级别断面间距（m）每断面测点数量净空变化拱顶下沉Ⅴ5～101～2条基线1～3点Ⅳ10～301条基线1点Ⅲ30～501条基线1点7.2.4监测方法1)陈山坞隧道V级围岩三台阶仰拱法施工中，在临时仰拱未拆除的情况下，采用自动安平水准仪进行拱顶下沉监测，在隧道内设置监测断面，在隧道拱顶设置测点，安设隧道拱部监测测点，将钢尺或收敛计挂在作为隧道拱部测点上作为标尺，后视点可设在稳定的部位，用水平仪观测。2)在后视水准点上架设徕卡仪器自带的金属三角架，固定仪器高度作为后视标高，仪器架设在水准点和反光片中间适当的位置，不必量取后视标高和仪器高，这样可消除因量取仪器高和后视标高带来的误差。然后使用全站仪测量水准点到反光片的高差，正、倒镜测量3个测回，每测回高差值比较不超过0.5mm，取平均数作为拱顶下沉量测数据结果。示意图如下：图2-1沉降观测示意图洞内水平净空收敛的精度分析：收敛仪钢尺受温度影响较小，隧道内温度基本稳定，初次量测温度和日常量测时温度基本一致，不必考虑温度改正。收敛仪的最小读数为0.01mm，量测结果的取值也为0.01mm，能够反映围岩的细微变化，满足精度要求。3)测点应在距开挖面2m的范围内尽快安设，并应保证爆破后24h内或下一7.2.5监测频率监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度按附表2-3及附表2-3来确定。由位移速度决定的监控量测频率和由开挖面的距离决定的监控量测频率之中，采用较高的频率值，出现异常情况或不良地质时，增大监控量测频率。表2-2按距开挖面距离确定的监控量测频率监控量测断面距开挖面距离（m）监控量测频率（0~1）B2次/d（1~2）B1次/d（2~5）B1次/2~3d＞5B1次/7dB为隧道开挖宽度表2-3按位移速度确定的监控量测频率位移速度（mm/d）监控量测频率≥52次/d1~51次/d0.5~11次/2~3d0.2~0.51次/3d＜0.21次/7d7．3隧道周边收敛监测7.3.1监测内容隧道周边收敛监测，是监测隧道内壁两点连线方向的相对位移或监测点的绝对位移量。7.3.