隧道监控量测方案

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1、 . . 省至高速公路工程项目C17合同段隧道监控量测实施方案中铁隧道股份 雅康高速公路C17合同段项目经理部二0一四年九月十五日14 / 15目 录一、编制依据2三、工程概况2四、监控量测管理3五、 监控量测技术要求31量测数据必须准确可靠。32数据处理和预测预报要快速准确。43监控必须与时有效、落到实处。4六、量测项目与容4七、工作容、方法和仪器4洞外观察42. 拱顶下沉量测53.地表沉降64、周边位移8八、洞监控量测断面间距9九、量测频率与完毕标准10十、监测数据的统计分析与信息反馈11十一、初期支护监测结果异常的处理12一、编制依据1、工程测量规（GB 50026-2007）2、公路工

2、程技术标准JTG B01-20032、公路隧道施工技术规（JTG F60-2009）4、隧道监控施工技术规3、招投标文件、设计图纸等有关资料。二、编制目的现场监控量测是斜井施工管理的重要组成部分，它不仅能指导施工，预报险情，确保安全，而且通过现场监测获得围岩动态的信息（数据），为修正和确定初期支护参数与混凝土衬砌支护时间提供信息依据，为完善斜井工程设计与指导施工提供可靠的足够的数据。三、工程概况至高速公路项目路基土建工程施工C17标段位于省西部二郎麓、甘孜藏族自治州东南部，界于邛崃山脉与大雪山脉之间，大渡河由北向南纵贯全境。川藏公路穿越东北部，是进藏出川的咽喉要道，素有甘孜州东大门之称。本合同

3、段横跨泸定县烹坝乡喇嘛寺村与黄草坪村、县姑咱镇大杠村与上瓦斯村，涉与2县2乡镇4村，起讫桩号为K108+450K118+370，线路全长9.92km。本标段工程主要包括路基工程：1段长283.5米；桥梁工程：3座总长522.5米；隧道工程：3座隧道，其坪隧道长3021米，最大埋深863m；大杠山隧道长4799米，最大埋深669米，龙进隧道长1287.5米，最大埋深328m；涵洞工程：钢筋混凝土盖板涵，33m+12.52m两处。四、监控量测管理1、成立隧道现场监控量测小组，受项目总工领导并配齐必须的检测仪器、设备、用品，明确工作职责和标准，承当量测任务。2、量测组负责测点埋设、日常量测、数据处理

4、和仪器设备的保养维修工作，并与时将量测信息反馈于施工和设计。3、现场监控量测按制定的量测工作计划认真组织实施，并与其它施工环节紧密配合，不间断的贯穿于整个施工过程中。4、各预埋测点埋设要牢固可靠，易于识别并妥善保护，不能任意撤换和避免破坏。5、按现场监控量测计划，在做好现场量测工作的同时，与时分析整理业资料并分类归档，按规要求做好量测竣工文件。6、监控量测组织机构框图组长：房建华副组长：王辉副组长：王凯组员：段磊龙组员：蔡报发组员：吴峰组员：李国杰图一 监控量测组织机构图五、 监控量测技术要求1量测数据必须准确可靠。隧道开挖后其变形和应力变化较快，必须根据施工情况快速准确的进行量测，才能掌握围

5、岩变化的第一手资料，从而为进一步的判断和监控提供准确的资料，高精度的仪器设备和高素质的专业技术人员是必要的保证。2数据处理和预测预报要快速准确。隧道监测的目的是为了保证隧道施工的安全，在隧道施工中根据已有量测信息，采用回归分析、灰色预测等方法，对围岩的进一步变形和应力发展情况做出预测预报，可以与时发现隧道施工中隐藏的不安全因素，从而能在有效的时间采取加固措施以避免安全事故的发生。3监控必须与时有效、落到实处。目前国对量测方面的研究较多，然而，真正根据量测信息对斜井施工安全进行监控，并进行有效反馈和动态设计、施工的很少。花费大量人力物力获得的监测数据和信息仅仅限于低水平的应用，起不到优化设计参数

6、和施工方法的目的。究其原因，大多现场监测人员无法对大量的数据进行全面综合分析和应用。六、量测项目与容隧道监控量测必测项目主要容包括洞、外观察、拱顶下沉、地表沉降、周边位移、收敛 。选测项目包括钢架力与外力、围岩体位移、围岩压力与两层支护间压力、支护、衬砌应力锚杆轴力。七、工作容、方法和仪器洞外观察洞外观察分开挖工作面观察、已施工区段观察以与地表观察，开挖工作面观察应每次开挖后进行一次，容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、围岩变形等，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次，观察后应绘制开挖工作面略图并作好地质素描和围岩级别判定卡。对已施工区段的观察至少每周一次，观察容应包括喷射混凝土、锚杆、

7、钢架的情况，以与施工质量是否符合规定的要求。洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡与仰坡的稳定、地表水渗透的观察。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，应立即通知总工程师与副经理采取应急措施，并派专人进行不间断观察。围：工作面与初期支护地段进行观察。监测仪器为：全站仪、水准仪、收敛计、数码相机等。2. 拱顶下沉量测观测布置见以下图： 全断面和台阶法开挖隧道拱顶沉降和净空收敛测点布置如以下图二、三所示：图二 全断面开挖隧道位移监测点布置图 图三 台阶法开挖隧道位移监测点布置图表1 净空收敛量测测线布置开挖方法测线布置全断面法一条水平测线台阶法每台阶一条水平测线拱顶下沉观测基准点

8、应设在距离观察点3倍洞径以外的稳定点处。拱顶下沉量测断面每个断面布置1-3个测点，测点设在拱顶中心或其附近，其精度为1mm，量测时间应延续到拱顶下沉稳定后。测点应牢固可靠，易于识别并妥为保护。拱顶量测后视测点必须埋设在稳定的岩面上，并和洞水准点建立联系。拱顶下沉量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在的位置、隧道埋置深度等条件确定。在地质条件良好，采用全断面开挖时，可设一条水平测线。监测仪器：精密水准仪、挂尺、。3.地表沉降目的与量测方法：量测目的（1） 地表下沉的围以与下沉量的大小。（2） 地表下沉量随工作面推进的变化规律。（3） 地表下沉稳定的时间。量测方法用精密水准仪量测，地形

9、高差变化很大时（5米围地形高差超过2m），其量测精度为1mm，此时也可采用高精度全站仪近距量测。在地形平坦地区，其量测精度为0.5mm。地表下沉量测应根据隧道埋置深度、地质条件、地表有无建筑物、所采用的开挖方式等因素确定。地表下沉量的测点应与水平净空相对变化和拱顶沉降量测的测点布置在同一断面，沿隧道中线，地表下沉量测断面的间距可按表2采用。 表2地表下沉量测断面隧道埋深H(m)量测断面间距（m）H2B1530BH2B715HB7注：B表示隧道开挖进度。横断面方向地表方向下沉量测的测点间隔应取4m/个，在一个量测断面应设58个测点。洞顶地表下沉量测断面见图四，观测点的埋设详见隧道变形观测点设置参

10、考图五。图四 洞顶下沉量测点布置图图五 洞顶下沉量测点埋设图地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止为准。地表下沉的量测频率应和拱顶下沉与水平相对净空收敛变化的量测频率相同。监测仪器为：精密水准仪，全站仪等。4、周边位移周边位移量测是隧道施工监控量测的重要项目，收敛值是最基本的量测数据，必须量测准确，计算无误。周边位移点应在开挖后进行支护时埋设，埋设时应一边用螺纹钢焊接在拱架侧，另一端用直径为2-3cm钢圈焊接在螺纹钢上，埋设时应埋在不易破坏的地方，尽量让左右量测点高程与里程相同的地方，且每组收敛点的间距应根据围岩级别确定，每断面2-

11、3对测点，一但收敛点被外界因素破环，应尽快补设收敛点，其目的是了解岩体的变化规律，确定二次衬砌的施作时间，制定施工安全措施，是量测的重点。一般情况下，周边收敛位移测点距开挖工作面应小于2m，测点埋设后，第一次测量时间应在上次爆破后24小时之，并在下一次爆破前进行；第一次测量的初读数是关键性数据，应反复测读，当连续量测3次的误差小于0.18mm时，才能最终确定为初读数，量测间隔时间一般为：表3 量测间隔时间表量测间隔时间1天-15天16天-1月1月-3月3月以后1-2次/天1次/天1-2次/周1-3次/月隧道周边位移量测测线布置示意图（图六）如下：图六 隧道净空量测测线布置示意图 收敛点监测仪器

12、为：JSS30A30型收敛仪，量测围0.5mm30m,分辨率0.01mm，测量精度0.06mm，数显示值稳定度为26h不大于0.01mm。如果一旦用收敛仪测的变化值大于1mm，应立即重测，如果观察值没问题，应立刻停止施工，向相应的部门领导反应，待领导指示。八、洞监控量测断面间距1、量测断面间距 隧道拱顶沉降和净空收敛量测断面间距见下表4：表4 监控量测断面间距围岩级别断面间距(m)51030浅埋段地表下沉量测断面纵向间距按下表5确定：表5 地表沉降测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距(m)2BH02.5B2050B H02B1020H0B510注：H0为隧道埋深；B为隧道开挖宽度。九、量

13、测频率与完毕标准1. 拱顶下沉量测与净空变化量测宜用相同的量测频率，应从表8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。表8 量测频率变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作面的距离（m）量测频率5(01) B(12) 次/d15(12) B1次/d0.51(12) B1 次/(23d)0.20.5(25) B1次/2d0.25B1次/周注：B表示隧道开挖进度。2、监控完毕标准根据收敛速度判别。一般地段：收敛速度5/时，围岩处于急剧变化状态，加强初期支护系统；根据位移变化速率判断围岩稳定状况，变形基本稳定应符合以下条件：隧道周边变形速率有明显减缓趋势；拱脚水平相对净空变化速度小于2.

14、0mm/d，拱顶相对下沉速度小于0.15mm/d。特殊地质地段。各项量测作业均应持续到变形基本稳定后13周完毕。断层破碎带地段位移长时间不能稳定时延长量测时间并采取加强措施。十、监测数据的统计分析与信息反馈工程监控量测作为施工组织的核心容之一，置于动态管理体系之中，具体包括监测、数据的整理分析和信息反馈等几个主要方面。1.量测数据的整理、分析数据整理：把原始数据通过一定的方法，如大小顺序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征计算以与离散数据的取舍。必要时，还应根据散点图数据分布状况，选择适宜的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该点可能出现的最大位移值或应力值，预测结

15、构和建筑物的安全状况，防患于未然。常用的回归函数有对数函数、指数函数、双曲函数。还可通过插值法，在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求的符合量测规律而又未实测的数据。2.建立监测变形管理等级标准，管理等级分3级。通过对监测结果的比较和分析来判定支护结构的稳定性和安全性，并指导施工。3.建立快速信息反馈渠道为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，建立快速信息反馈平台。监控量测设置洞和地表两个监测小组，每个小组的监测数据均由计算机管理，并与项目总工计算机通过局域网进行部快速传递，从而做到每日监测结果的与时上报。如有变形超过管理标准，则由总工根据相关要求制定对策，通过调度命令直接传达到工区执行，

16、并同时通过与其他方式通知监理与设计单位。周报、月报则通过书面形式上报项目总工，有项目部按期向监理、设计和建设单位提交监测报告，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图，和对施工情况进行评价并提出施工建议。信息反馈设计的主要容：施工方法变更的建议；施工工序的更改；预留变形量的修改或确认；设计参数的修改或确认；辅助施工措施的选择与变更；周边环境的影响评估与辅助施工措施建议。见表9结构允许相对位移表。表9 变形管理等级管理等级管理位移（mm）施工状态UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3应加强支护U(2U0/3)应采取特殊措施注：U实测位移值；U0最大允许位移值。十一、初期支护监测结果异常的处理斜井

17、监控量测结果出现异常时，应根据具体情况采取相应措施，一般可按以下方法处理：1.如果是由于基底下沉引起的，尽快将仰拱封闭，如仍然下沉，在墙角处加设锚杆，复喷混凝土并在基底钻孔注浆加固、换填或桩基。2.如果是由于围岩压力引起的，可多次复喷并用锚杆加固围岩，补强初期支护。在下一循环施工时，修改支护参数，增强初期支护，同时增大观察频率；必要时通过监理同意施作二次衬砌，如果需加强衬砌则由设计单位同意。是 是 是结构安全和经济性判断经济类比理论分析标准评判监控量测施工设计施工方案与参数 支护型式与参数 衬砌类型与参数开始现场施工量测数据分析处理回归分析 动态分析 综合分析结构安全结构经济 完毕是 是 是“

18、围岩结构”体系现状分析设计修正意见否否正常施工循环图七 监控量测与信息反馈程序3.如出现变形速率突然增大出现不稳定征兆时，应进行适时监测观察，委派专职观察员对初期支护进行监视；如伴有响声与新生裂缝，应立即暂停正常施工，加强支护和采取可能的抢救性措施。4.遇以下情况之一，应立即采取补强措施，改变施工方法或设计参数，增强初期支护：隧道开挖后，工程地质和水文地质，围岩级别比预计的明显要差；喷射混凝土层裂缝多、裂缝大或不断发展；位移速率长期无明显下降，实测位移值已接近规定的允许值，位移量可能超过预留变形量。5.遇到以下情况之一，应改变支护和二次衬砌参数：确认围岩级别、工程地质与水文地质条件比预计有明显好转；变形很快已收敛，达到施作二次衬砌的指标。