某隧道变形监控量测方案

长昆客运专线引入贵阳枢纽工程1目录1.工程概况····················第2页2.编辑依据···················第2页3.监测的目的意义···············第3页4.监控量测组织机构及信息反馈·········第4页4.1监控量测组织机构·············第4页4.2监控量测信息反馈·············第4页4.3监控量测规范要求············第6页5.监控量测项目使用仪器、人员配备及管理····第7页5.1监控量测项目及仪器···········第7页5.2量测人员配备及架子队使用测量仪器·····第8页5.3量测的管理················第8页6.监控量测主要内容及方法···········第8页6.1测量项目·················第8页6．2.量测方法及测点布置···········第9页6.3量测断面的测间距及频率·········第12页7.量测数据的分析处理与应用·········第14页7.1数据整理分析···············第14页7.2监测管理等级基准·············第16页7.3监测作业要点················第17页长昆客运专线引入贵阳枢纽工程21.工程概况林家湾一号隧道是长昆线引入贵阳市内枢中纽工程一隧道工程。位于白云区都拉乡，隧道全长1395米，进口里程为DK698+555，出口里程为DK699+950。其中Ⅲ级围岩长470米，Ⅳ级围岩长420米，Ⅴ级围岩长505。明暗分界里程为：DK698+610、DK699+915，暗挖隧道全长1305米。岩层结构如下表示：林家湾一号隧道岩层结构里程范围岩层级别长度DK698+555-DK698+725Ⅴ170DK698+725-DK698+980Ⅳ255DK698+980-DK699+330Ⅲ350DK699+330-DK699+375Ⅳ45DK699+375-DK699+540Ⅴ165DK699+540-DK699+610Ⅳ70DK699+610-DK699+730Ⅲ120DK699+730-DK699+780Ⅳ50DK699+780-DK699+950Ⅴ170隧区属云贵高原溶蚀构造的丘陵地貌，隧道洞身通过三叠系上统二桥组（T3e），三桥组（T3s），改茶组（T3g），中统杨柳井组(T2y)地层岩行为石英砂岩、泥质灰岩、砂岩、泥岩、页岩和白云岩；地层单斜，倾角较陡，地质构造简单。地下水不发育，对砼无侵蚀性。不良地质主要为岩溶、泥岩的软化和膨胀土。林家湾一号隧道进口段以及明挖段主要由（Q4di+el）粉质红黏土、二桥组（T3e）砂岩夹泥岩以及三桥组（T3s）泥岩、砂岩夹泥质灰岩组成，洞顶及洞身易坍塌。林家湾一号隧道出口段以及明挖段由4～10m厚（Q4di+el）粉质红黏土覆盖在白云岩夹灰岩。明挖段洞顶由主4～10m厚（Q4di+el）粉质红黏土。2.编辑依据：新建长沙至昆明铁路客运专线引入贵阳枢纽工程站前工程施工作业指导书；高速铁路工程测量规范TB10601-2009；长昆客运专线引入贵阳枢纽工程3铁路隧道监控量测技术规程TB10121-2007；铁路隧道工程施工技术指南TB204-2008铁建设2010（120）号文件铁建设2010（352）号文件3.监测的目的意义施工中的监控量测是施工安全的保障，在施工过程中必须按要求进行此项工作，并将结果做系统处理后及时反馈指导施工。根据新奥法的基本原理，在隧道工程施工中对围岩实时监控量测其目的在于掌握围岩的动态，对围岩稳定性作出评价；为确定支护结构形式、支护参数和支护时间提供依据；了解支护结构的受力大小和应力分布；评价支护结构的合理性及安全性，为施工提供指导，以确保施工运营的安全并防止地表下沉。因此实施隧道信息化动态施工控制，既能达到安全快速施工，又能节省工程造价的目的，且具有如下重要的意义：（1）通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报，优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。（2）在施工过程中对前进的开挖工作面附近围岩的岩石性质、状态进行目测，掌握围岩动态，以及围岩的施工力学性能，了解支护结构在不同工况时的受力状态和应力分布，及时改进支护，对围岩稳定性、安全性作出评价来指导现场施工。（3）验证支护结构型式、支护参数的合理性，对支护结构、施工方法的合理性及其安全性作出评价及建议，为确定二次支护时间提供依据。（4）通过每次对爆破振动的监控，及时掌握隧道通过邻近构筑物地段时对邻长昆客运专线引入贵阳枢纽工程4近构筑物的影响，为施工爆破方案的选定，为判别构筑物是否安全提供科学依据。（5）为修改变更设计、调整施工方法提供科学依据。（6）有效地避免塌方等工程事故。（7）为本地区后续的类似工程积累宝贵经验和提供科学资料。4.监控量测组织机构及信息反馈4.1监控量测组织机构为保证隧道施工安全、质量，隧道监控量测作为一道重要的施工工序进行控制，建立由项目分部总工程师阳建华任组长，测量负责人李国建任副组长，一架子队技术负责人曹勇、二架子队技术负责人朱佑安为主的监控量测管理小组。监控量测控制管理小组成员及其职责小组人名职责组长阳建华负责指导施工，根据反馈信息制定对策副组长李国建组织监督监控量测，收集分析监控量测数据，汇报于项目总工成员曹勇、朱佑安负责隧道工程的监控量测具体实施，获取量测数据并每日向项目部传送监控量测数据4.2监控量测信息反馈为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，建立快速信息平台。监控量测小组的监测数据均由计算机通过局域网进行内部快速传递，从而做到每日监测结果的及时上报。如有变形超过标准则由分部总工根据相关要求制定对策，通过调度命令直接传达工区执行，并同时通过电话及其它方式通知监理及设计单位。周报月报则以书面形式上报项目分总工，由项目分部按期向施工监理、设计单位和业主单位提交监测报告，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图，和对施工长昆客运专线引入贵阳枢纽工程5情况进行评价并提出施工建议。4.2．1监控量测信息反馈量测的目的是为了指导施工，为调整支护参数和二衬施工时间提供依据，因此在做好数据收集和分析的基础上必须及时反馈信息，以保证量测作业的及时、有效性。在日常作业中按如下程序进行：监控量测信息反馈程序4.2．2量测数据整理、分析与反馈的要求1、每次量测后应及时对原始数据进行整理，并绘制量测数据时态曲线和距开始施工设计施工方案相关参数支护形式相关参数衬砌类型相关参数隧道施工监控量测量测数据分析处理回归分析动态分析综合分析结构安全和经济性判断经济类比理论分析标准评判结构是否安全结构是否经济结束反馈结构修正意见正常施工循环否否是修改施工方法是长昆客运专线引入贵阳枢纽工程6开挖面关系图，以寻求数据之间的规律，通过数据反馈信息了解隧道变形规律；2、对初期的时态曲线进行回归分析，对数据最终位移、变形速率的变化、时空变化等进行预测预报；3、数据异常时，应根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。4.3监控量测规范要求1、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，并将结果反馈到施工过程中。2、隧道施工过程中应进行洞内、外观察，洞内观察可分为开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。3、开挖工作面观察应在每次开挖后进行。观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施；观察后应及时绘制开挖工作面的地质描述图、填写开挖工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡。4、对已施工地段的观察每天应至少观察一次，主要观察喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态。5、洞外观察重点应在洞口段和洞身埋置深度较浅地段，其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。6、净空变化、拱顶下沉量测宜在3～6h内完成，其它量测应在每次开挖后12h内取得起始读数，最迟不大于24h，且在下一循环开挖前必须完成。7、测点应牢固可靠、易于识别，并注意保护、严防爆破损坏。8、拱顶下沉和地表下沉量测基点应在洞内、外水准基点建立联系。长昆客运专线引入贵阳枢纽工程79、净空变化、拱顶下沉和地表下沉(浅埋地段)等必测项目应设置在同一断面，其量测断面间距及测点数量应根据围岩级别、隧道埋深、开挖方法等按规定进行。5.监控量测项目使用仪器、人员配备及管理5.1监控量测项目及仪器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。量测项目方法及精度要求如下表：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(收敛计或全站仪)0.1mm全站仪采用非接触观测法一般进行水平收敛量测3拱顶下沉水准测量的方法，水准仪、钢尺0.5～1mm4地表下沉水准测量的方法，水准仪、塔尺0.5～1mm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(收敛计或全站仪)0.01mm6沉降缝两侧底板不均匀沉降三等水准测量1mm沉降缝两侧底板(或仰拱填充层面)沉降7洞口段与路基过渡段不均匀沉降观测三等水准测量1mm洞口底板(或仰拱填充层面)与洞口过渡段的沉降注：1、H0—隧道埋深；b—隧道最大开挖宽度。2、必测项目在采用喷锚构筑法施工时必须进行长昆客运专线引入贵阳枢纽工程85.2量测人员配备及架子队使用测量仪器监控量测人员配置如下：工作人员第一架子队第二架子队工作职责测量曹勇、何光学朱佑安、杜聘量测数据的现场采集数据曹勇朱佑安量测数据的处理、分析架子队监控量测仪器使用如下：架子队仪器适用类型一架子队二架子队全站仪1台科力达KTS-442LRC1台南方NTS-372Rc水准仪1台苏州一光NAL1321台自动安平DS32地质罗盘仪1台DQL-8地质罗盘仪1台DQL-8地质罗盘仪收敛计1台Jss30A型数显收敛仪一台SL-2型钢尺式收敛计5.3量测的管理本标段各项目部成立监控量测小组负责管段内隧道的监控量测工作。现场测点的埋设和保护工作由各隧道所属的施工队负责。量测工作由监控量测组长负责，各隧道技术人员配合。每次量测结果要记录详细，并及时将量测数据进行处理、分析，以及时指导施工生产。6.监控量测主要内容及方法6.1测量项目为及时提供施工所需的围岩稳定程度和支护结构的状态，以保证施工安全，提高施工效率，拟将施工监测分为必测项目、选测项目。必测项目是施工中必须作为一道工序进行的监控量测项目。它包括：长昆客运专线引入贵阳枢纽工程9（1）洞内外观察（2）水平相对净空变化值的量测（3）拱顶下沉的量测。（4）地表沉降6．2.量测方法及测点布置6.2.1地质及支护基本状况观察（目测）对于所需检测断面隧道掌子面爆破后和初喷后通过肉眼观察、地质罗盘和锤击检查，描述和记录围岩地质基本情况：岩性、岩层产状、裂隙、溶洞、地下水基本情况，判断围岩类别是否与设计相符，必要时应拍照，测量地下水流量；观察支护效果，每一检测断面应填写开挖工作面地质状况记录卡。6.2.2水平净空量测水平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。一般地段水平净空量测布一对水平测点设在拱脚（布置见图1中的ED点）处；若地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，应同时量测拱脚及高于拱脚3m拱腰（AC）处，测点布置见图2。测点的安装应能保证在开挖后12小时(最迟不超过24小时)内且在下一循环开挖前测到初次读数。测点用钢筋三角形（用φ6㎜弯成）焊接钢筋埋入围岩50-80㎝。将收敛计安于侧点上后，因第一次量测的初始读数是关键性读数，应反复测读；当连续量测3次的误差R≤0.18mm(R值根据收敛计不同而异)时才能继续爆破掘进作业。并在百分表读得初始数值X0；用同样方法可读得间隔时间t后的t时刻t时刻的Xi值，则t时刻的周边收敛值Ut即为百分表两次读数差：Ut=L0-Lt+Xtl-Xto长昆客运专线引入贵阳枢纽工程10图1.