隧道监控量测方案.doc

新建张唐铁路ZTSG-4标四公司项目部 监控量测实施方案现场监控量测是“新奥法原理”施工的三大要素之一，是复合式衬砌设计、施工的核心技术五道梁隧道按新奥法设计施工，施工中加强监控量测对准确判定围岩的安全状态、合理确定二次衬砌的施作时机非常重要同时通过监测数据的反馈分析，可验证施工设计的科学性和合理性，以及施工方法、支护方案的可行性，以便及时、准确地调整支护参数，修正施工方法及施工程序，确保施工安全建立监控量测体系，制定施工监测管理流程如下：（管理基准）是否否施 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（管理基准）是根据五道梁隧道不良地质、特殊地质情况以及现场实际情况，特制定本方案一、监控量测组织机构本段隧道监控量测工作总体由项目技术负责人负责，下设精测队具体负责实施，工点技术负责人管理监督各自管段监控量测工作的实施下设隧道施工监控量测组，工点技术负责人管理，具体由监控量测小组负责现场操作和资料整理与分析,监控量测小组由隧道工程师任组长，其他人员由各工区抽调测量队人员组建。

1）人员配备:每个工点配1名隧道工程师,1名测量工程师,2名监测员2）责任分工总体负责：张印来精测队技术负责人： 范博丰监督实施：工点技术负责人： 许伟舟、肖海、靳春景数据分析：隧道工程师：张程数据整理：测量工程师：苌松涛现场监控量测：监控量测小组监控量测小组在隧道开工前按照施工规范及设计文件在隧道内外进行布点，严格按要求频率量测监控，收集量测数据，由测量工程师进行数据整理，上报隧道工程师进行数据分析、总结，并把分析结果上报精测队技术负责人正常情况7天一汇报如发现围岩变形超过正常范围，要立即向精测队技术负责人和项目总工报告，同时向业主、设计及监理单位报告3）监测仪器及设备:地质罗盘，水准仪，塔尺、全站仪二、施工监控量测的目的隧道施工量测应建立在光面爆破满足技术规范要求和初期支护按设计文件施作到位的前提下进行通过施工中加强监控量测对准确判定围岩的安全状态、合理确定二次衬砌的施作时机非常重要同时通过监测数据的反馈分析，可验证施工设计的科学性和合理性，以及施工方法、支护方案的可行性，以便及时、准确地调整支护参数，修正施工方法及施工程序，确保施工安全三、施工现场监控项目和主要内容隧道现场监控项目及内容见下表：隧道现场监控项目及内容表序号项目名称方法及工具布置1洞内外观测现场观察，地质罗盘仪、数码相机洞内开挖后及初期支护后进行，洞外开挖前进行2净空水平收敛全站仪每5～10m一个断面，每断面1～3对测点3拱顶下沉全站仪每5～10m一个断面，每断面1～3对测点4地表沉降水准仪、全站仪隧道浅埋段四、测试要点1）洞内观察开挖工作面的观察，在每个开挖面进行，特别是在软弱围岩条件下，开挖后应立即进行地质调查，并绘制出地质素描图。

若遇特殊不稳定情况时，应派专人进行不间断的观测1）对开挖后没有支护的围岩的观测①节理裂隙发育程度及其方向②开挖后工作面的稳定状态，顶板有无坍塌现象③涌水情况：涌水的位置、涌水量、水压等④是否有底板缝隆起现象2）对开挖后已支护地段围岩动态的观测：①是否发生锚杆被拉断或垫板脱离围岩现象②喷混凝土是否发生裂隙和剥离或剪切破坏③钢拱架有无被压变形情况④锚杆注浆和喷混凝土，施工质量是否符合规定的要求2）洞外观察对开挖前后地表面是否下沉五、测点布置和量测方法测点安装保证在开挖后12小时内和下一环开挖前读数监控量测点保证牢固可靠，易于识别并妥善保护，当量测值频率变化不大时，适当降低量测频率；各项监控测量作业均持续到变形基本稳定2～3周1）周边水平位移、净空量测1）测点布置：开挖后12小时内，风钻打眼，用1：1砂浆填满再插入测点固定杆，尽量使同一极限两测点的固定方向在同一直线上台阶法开挖点位布置在隧道起拱线上下1.0米处，左右两侧对称布置测量点，量测断面间距根据围岩级别确定，开挖后按要求迅速安装测点并编号，初始读数在开挖8h内且在下一循环开挖前读取，最迟不超过12h，测点应牢固可靠，易于识别并妥为保护，做好相应记录和台帐，并按时汇报。

在隧道每个量测断面一般布置二条净空水平收敛量测线2）量测方法：采用全站仪监测量测精度：在位移量比较小的情况下，一般为0.1mm，在变位比较大的情况下为1mm2）拱顶下沉量测1）测点布置：拱顶下沉量测测点和地表下沉量测断面相应里程处，即进出口浅埋段每5～10m、中间按要求布设量测断面隧底隆起观测点布设在仰拱中心，与拱顶下沉观测点在同一量测断面上2）测量方法：采用全站仪监测拱顶下沉，精度可达0.5～1mm （3）地表下沉量测地表下沉量测一般布置在4～6B（B为洞室宽）范围，中线附近密些，外侧渐在埋设点挖长、宽、高均为200mm的坑，然后放入沉陷测点，测点一般采用Ф20～30mm，长200～300mm圆头钢筋制成测点四周用混凝土填实在开挖线影响范围以外设置水平基点2～3个进出口浅埋段纵向5～10米，横断面方向在隧道中心及两侧间距2～5米布置7～11个测点地表下沉量测采用水准仪观测，在衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止如下图所示：（4）量测断面间距根据《铁路隧道监控量测技术规程》（TB-10121-2007）、《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知(铁建设【2010】120号)》及设计要求，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10m，Ⅲ级围岩30～50m，Ⅱ级围岩视具体情况确定间距。

为掌握各级围岩位移变化规律，在各级围岩起始地段增设量测断面在洞口及浅进段可根据现场实际情况适当增加监控量测断面5）监控量测方法与要求监控量测方法与要求见下表：序号量测 项目测点布置量测方法与要求备注1洞内 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，并做好相应记录地质素描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净空水平收剑量测隧道最大跨处及以上，对称布置量测桩，每个量测断面设2-5个收敛桩，量测断面间距根据围岩类别确定采用全站仪进行量测，开挖后按要求迅速安装反光片并编号，初始读书应在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h，而且在下一循环开挖前获取初始读书，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拱顶下沉量测正洞拱顶设一个下沉桩，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，采用全站仪量测，在两端洞口处各设一水准基点供洞内拱项下沉量测用，量测频率及其它要求同净空水平收敛量要求拱顶下沉量测的目的是了解围岩与结构共同作用情况，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浅埋隧道地表下沉 量测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，在一个量测断面内应设7～11个测点地表下沉量测应在开挖工作前方2B（隧道开挖宽度）外开始，直到直到开挖面后方约（3～5）B，地表下沉基本停止时为止防止隧道塌方六、无尺渐测现场应用(1)监测系统及测点布设监测系统采用徕卡TCR1201 + 方形十字反射片(边长2cm) 组成现场观测系统,测点由锚杆与3mm的钢板（5cm×5cm）组成，待掌子面开挖完毕后,将钢板焊接在锚杆上，反光片贴在钢板上其他施工过程中应保护反射片不被破坏,以确保量测精度全断面开挖每一断面布设测点三个,位于隧道拱顶与两侧拱腰位置台阶法开挖每台阶一条测线，拱顶一个测点2)观测方法采用自由测站法进行洞室变形观测量测时,先将仪器架设至任意与测点通视位置,然后设定仪器参数。

每测站由全站仪自动观测6 测回为减小测试误差,可对同一断面进行左右测站测试由全站仪自动将数据记录在仪器自带的PC 卡上,待全部断面测试完毕,用专用软件将全站仪内数据传输至电脑内,由处理程序将现场数据进行处理经计算得出测点间测线长度,本次量测测线长度与上次测测线长度相比较即可得本次收敛值和累计收敛值具体施做步骤见图1观测流程图图1观测流程图七、量测频率及稳定性判别（1）量测频率：1）洞内观测分为开挖工作面观测和初期支护状态观测两部分开挖观测应在每次开挖后进行，地质情况基本稳定无变化时，可每天进行一次对初期支护的观测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）净空水平收敛和拱顶下沉量测采用相同的量测频率量测频率见表1.实际量测频率从表1中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个频率拱顶下沉和净空变化监控量测频率 表1变形速度(mm/d)量测断面距开挖断面距离量测频率≥5(0～1)B2次/d1～5(1～2)B1次/d0.5～1(1～2)B1次/(2～3)d0.2～0.5(2～5)B1次/3d＜0.2＞5B1次/7d注：B为隧道开挖宽度。

量测数量的处理与反馈：根据量测数据及时绘制拱脚水平相对净空变化、拱顶相对下沉和地表下沉的时态曲线及其与开挖工作面距离的关系图对初期支护时态曲线进行回归分析，选择与实测数据拟合性好的函数进行回归，预测可能出现的最大位移2）根据量测结果按下列要求进行隧道稳定性综合判别：1）实测最大位移值或最大位移值不大于下表所列极限相对位移值的2/3，可认为初期支护达到基本稳定隧道初期支护极限相对位移（％）围岩类别埋深（m）≤5050～300300～500拱脚水平相对净空变化值（%）Ⅱ-0.0l-0.030.0 1-0.08Ⅲ0.03-0.100.08-0.400.30 -0.60　Ⅳ0.10-0.300.20-0.800.70-1.20 Ⅴ0.20-0.500.40-2.001.80-3.00拱顶相对下沉（%）Ⅱ-0.03-0.060.05-0.12Ⅲ0. 03-0.060. 04-0.150.12-0.30Ⅳ0.06-0.100.08-0.400.30-0.80Ⅴ0.08-0.160.14-1.100.80-1.40 2）根据位移变化速度，当拱脚水平相对净空变化速度大于10～20mm/d时，表明围岩处于急剧变形状态；当变化。