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新建贵阳至开阳铁路隧道监控量测作业指导书中铁五局贵开铁路工程指挥部第一项目部二○一○年九月2围岩监控量测作业指导书1.作业准备在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计及设计图,熟悉隧道施工规范和相关技术标准。重点学习量测项目、布点位置及数量、量测频率等。配备齐全量测使用的数码相机、软盘仪、收敛计、精密水准、仪钢挂尺或全站仪等仪器设备。工程概况新建铁路贵阳至开阳线起于贵阳北站,经长昆线贵阳东站后,途经水田镇、羊昌镇、南江镇,终于开阳县城附近。全长62.83公里,其中包括正线54.32公里,贵阳北至贵阳东联络线8.51公里。本项目部施工管段始于贵阳新北站,途经贵阳东站,终于磨槽石隧道进口附近,主要包括联络线lgDK1+200~lgDK9+710(不含贵阳东站),贵开正线DK0+000~DK12+892,全长共21.4公里。主要工程量为:单线桥梁12座/5150.897单延米,双线桥梁10座/5059.6双延米;单线隧道10座/7296单延米,双线隧道1座/172双延米;单线路基17.3公里,双线路基3.45公里;车站1座,即三江农场站,估算造价8.4亿元。2.技术要求⑴施工前根据隧道规模、地形、地质条件、支护类型和参数、施工方法等,进行监控量测方案设计。监控量测设计应满足《铁路隧道监控量测技术规程》、贵广公司下发的《贵广铁路监控量测管理实施细则》和设计图纸的要求。⑵施工中应将现场监控量测作为工序引入作业循环,并结合地质预报作出评价,优化设计参数,实施动态管理。监控量测元件的埋设与监控量测应列入工程施工进度控制计划中,同时监控量测工作应尽量减少对施工工序的影响。⑶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或增加量测的项目和内容。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方案。⑷施工现场必须建立严格的监控量测数据复核、审查制度,保证数据的可靠性和精准性。监控量测数据应利用计算机系统进行管理,由专人负3责。如有监控量测数据缺失或异常,应及时采取补救措施,并详细记录。⑸根据监控量测精度要求,应尽量减少系统误差,控制偶然误差,避免人为错误,提高测量精度,并应经常采用相关方法对误差进行检验分析。3.施工程序与工艺流程3.1施工程序每个断面为一个完整的作业区。施工程序为:施工准备→埋设断面测点→采集数据→进行数据整理分析→录入信息化系统→信息反馈指导施工→检验验收。3.2工艺流程监控量测施工工艺框图见图1。是分析、研究地质勘测资料制定监控量测计划施工监控量测开挖工作面状态评价数据处理施工是否完成判断稳定性判断判断修改支护参数结束否图1监控量测施工工艺框图施工准备44.施工要求4.1施工准备施工前对要监测的断面和测点进行核实,埋设用的监测元件的种类及技术条件满足《铁路隧道监控量测技术规程》、贵广公司下发的《贵广铁路监控量测管理实施细则》和设计图纸的要求。测点埋设前拱顶和地表下沉量测基点与洞内、外水准基点已联测。监测仪器年检合格。4.2施工工艺4.2.1量测项目隧道监控量测的项目应根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定。量测项目可分为必测项目和选测项目两大类。选测项目应根据工程规模、地质条件、隧道埋深、开挖方法及其他要求,有选择地进行。同一处拱顶下沉、收敛量测、隧底隆起、围岩压力等洞内量测应设在同一断面,以便于整个量测形成信息体系,相互印证。拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内、外水准基点建立联系,监控量测工作必须紧跟开挖、支护作业。按设计要求布设测点,并根据具体情况及时调整或增加量测的内容。必测项目包括:1、洞内、外观察;2、二次衬砌前净空变化;3、拱顶下沉;4、地表下沉(浅埋隧道必测,H0≤2b时)。表1监控量测必测项目序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注1洞内、外观察现场观察、地质罗盘、数码相机2衬砌前净空变化隧道净空变化测定仪(收敛计、全站仪)0.1mm3拱顶下沉水准测量的方法,水准仪、钢挂尺或全站仪1mm一般进行水平收敛量测4地表下沉水准测量的方法,水准仪、铟钢尺或全站仪1mm浅埋隧道必测(H0≤2b)5二次衬砌后净空变化隧道净空变化测定仪(收敛计、隧道激光断面仪)0.01mm注:H0—隧道埋深;b—隧道最大开挖宽度。选测项目包括:1、地表下沉;2、隧底隆起;3、围岩压力;4、钢架5内力;5、喷射混凝土内力;6、二次衬砌内力;7、初期支护与二次衬砌间接触压力;8、锚杆轴力;9、围岩内部位移;10、隧底隆起;11、爆破振动;12、孔隙水压力;13、水量;14、纵向位移。表2监控量测选测项目序号监控量测项目测试方法和仪表测试精度备注1地表下沉水准测量的方法,水准仪、铟钢尺或全站仪1mmH0>2b时2隧底隆起水准测量的方法,水准仪、铟钢尺或全站仪1mm3围岩内部位移多点位移计0.1mm4围岩压力压力盒0.001MPa5二次衬砌接触压力压力盒0.001MPa6钢架受力钢筋计、应变计0.1MPa7喷混凝土内力混凝土应变计10με8锚杆轴力钢筋计0.1MPa9二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计0.1MPa10爆破振动振动传感器、记录仪临近建筑物11围岩弹性波速度弹性波测试仪1112孔隙水压力水压计13水量三角堰、流量计14纵向位移多点位移计、全站仪注:H0—隧道埋深;b—隧道最大开挖宽度。4.2.2量测方法及要求⑴A类量测A类量测是隧道周边围岩稳定确认和对设计施工的反映为目的的日常管理量测。①洞内、洞外观察采用地质罗盘、数码相机等对洞内、洞外进行观察。用全断面仪或收敛仪、精密水准仪量测拱顶下沉及内空收敛,用精密水准仪量测地表沉降。A类量测的量测项目及要求如表1所示:6洞内观察可分为开挖工作面观察和已施工区段观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后初喷混凝土之前进行一次,重点观察记录工作面的工程地质与水文地文情况,当地质情况基本无变化时,可每天进行一次。对地质条件复杂地段,应积累影像资料,作为地质变化的依据之一。观察中发现围岩条件恶化时,应立即采取相应处理措施。观察后应绘制开挖工作面略图(地质素描),填写工作面状态记录表及围岩级别判别卡。在观察中如发现地质条件恶化,应立即通知施工负责人采取应急措施。对已施工区段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、钢架的状况。洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。洞外监测的重点为洞口段和洞身浅埋段、山间洼地、岩堆、破碎带、岩溶漏斗区域及偏压洞口的地表开裂、下沉和隧道洞口边、仰坡的稳定状态、地表渗、流水等情况,每次观察后应做好详细记录。②水平净空变化、拱顶下沉、地表下沉拱顶下沉、收敛量测起始读数宜在3~6h内完成,其他量测应在每次开挖后12h内取得起始读数,最迟不得大于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,严禁爆破损坏。测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表,每测点一般测读三次,取算术平均值作为观测值;每次测试都要认真做好原始数据记录,并记录开挖里程、支护施工情况以及环境温度等,保持原始记录的准确性。1)测点、测线布置监控量测断面按照表3进行布置。表3必测项目量测断面间距围岩级别断面间距(m)Ⅴ5Ⅳ10Ⅲ30注:①洞口及浅埋地段断面间距取小值;②各选测项目量测断面的数量,宜在每级围岩内选有代表性的1~2个;③软岩隧道的观测断面适当加密。7水平相对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。地质条件良好,采用全断面开挖方式时,可设一条水平测线。当采用台阶开挖方式时,可在拱腰和边墙部位各设一条水平测线。分部开挖法施工时每分部一条水平测线,当采用CD法或CRD法上部,每分部一条水平测线,两条斜线,其余部分一条水平测线。净空收敛量测测线数参照表4进行布置。表4净空收敛量测测线数地段开挖方法一般地段特殊地段全断面法一条水平测线—台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线,两条斜线分部开挖法每部分一条水平测线CD法或CRD法上部,每分部一条水平测线,两条斜线,其余部分一条水平测线。82)地表沉降布点隧道浅埋地段地表下沉的量测宜与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面内。当地表有建筑物时,应在建筑物周围增设地表下沉观测点。横断面方向应在隧道中心及两侧间距2~5m处设地表下沉测点,每个断面设7~11点,监测范围应在隧道开挖影响范围以外。地表下沉量测应在开挖工作面前方,隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始量测点距,直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。洞顶地表下沉量测断面布置见图3。3)拱顶下沉量测布点拱顶下沉量测原则上布置在拱顶轴线附近,根据开挖方法不同,测点图3洞顶地表下沉量测断面布置图Hb=H地面线n×5m2×4m4×2m4×2m2×4mn×5m地面下沉线内轨顶面隧道中线9应根据施工情况进行合理布置,并能反映围岩、支护稳定状态,以指导施工。当隧道跨度较大时,应结合施工方法在拱部增设测点,详见图1。当地质条件复杂,下沉量大或明显偏压时,除量测拱顶下沉外,尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。4)测量方法a)拱顶下沉由洞外水准点起测量内空临时水准点高程,再由内空临时水准点起测量拱顶下沉预埋件高程,通过计算后、前两次拱顶下沉预埋件高程的变化值即可算得拱顶下沉值。b)内净空收敛通过测量两个预埋件的距离,计算后、前两次所测距离的差值即为该对测点在这一段时间内净空收敛值,其累计值即为该对测点的净空收敛值。c)地表下沉在地表钻(或挖)20~50cm深的孔,竖直放入φ22mm左右的钢筋,钢筋和孔壁之间可填充水泥砂浆,钢筋头打磨圆滑,露出地面1cm左右,并用红油漆标记,作为测点。从水准点起测量测点的高程,通过计算前、后两次地表沉降测点高程的变化值即可算得地表下沉值。5)量测频率各项量测项目量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离,分别按表5和表6确定。当按表5、表6选择量测频率出现较大差异时,宜取量测频率较高的作为实施的量测频率。表5量测频率(按位移速度)位移速度(mm/d)量测频率≥52次/d1~51次/d0.5~11次/2~3d0.2~0.51次/3d<0.21次/7d表6量测频率(按距开挖面距离)10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/7d注:b—隧道开挖宽度。⑵B类量测B类量测是了解支护材料的动态及伴随开挖的周边围岩的动态,反馈于未开挖区间的设计施工。同时监测对接近建(构)筑物的影响。B类量测中的围岩接触应力量测、锚杆轴力量测、初衬应变及钢筋应力量测的量测目的如下表7所示:表7B类量测项目及目的量测项目量测目的围岩接触应力量测把握初衬砌背面土压力,锚杆轴力量测根据锚杆的变形(伸缩长度)分析锚杆轴力效果,判断锚杆长度、直径。初衬应变及钢筋应力量测把握钢筋的应力状态。围岩接触应力量测用压力盒及混凝土应力计量测,锚杆轴力量测锚杆轴力计,格栅钢筋应力量测用钢筋计量测。①围岩接触应力通过量测围岩与初衬之间的接触压力,可了解隧道开挖后应力重分布规律及向支护系统应力释放特点。1)测点埋设每一测试断面内,埋设9个压力盒。压力盒分布的位置是:在拱顶设1个、左右拱脚各设1个、左右边墙各设1个、拱脚与拱顶间三分点处各设1个,各压力盒的具体埋设位置如图4所示:2)量测方法在初支钢架架立好后,将待测围岩压力部位的围岩表面或初支表面凿平或用水泥砂浆抹平,以使压力盒能与围岩充分接触,然后用预制的混凝土垫块将压力盒按图三所示位置垫牢、固定,并将导线沿钢架引至边墙距墙脚1.5米高处,线头从预埋的铁盒里引出。埋设时将压力盒编号与测试11点所对应位置记好记录。图4埋设元件布置图将铁盒内线头插入测频仪中,测试读数并作好记录。每次每个压力盒的测量应不少于3次,力求测量数值可靠、稳定。3)量测频率根据距开挖工作面距离关系,围岩接触应力量测频率如表8所示:表8围岩接触应力测试频率量测断面距开挖面距离(m)量测频率<1B2次/d(1~2)B1次/d(2~5)B1次/(2~3)d>5B1次/7d注
本文标题:隧道监控量测作业指导书2011.3.4
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