老頂山隧道-監(jiān)控量測-專項施工方案設(shè)計

1、一 編希i目的1二編制依據(jù)2三工程概況2四監(jiān)測項目3五測量組織及儀器設(shè)備45. 1人員組織45. 2儀器設(shè)備與儀器的精度要求55.3監(jiān)控量測觀測組職責(zé)5六監(jiān)控量測項目及布設(shè)61、地表沉降點布設(shè)62、洞內(nèi)監(jiān)控量測點布設(shè)7七量測頻率11八監(jiān)控量測方法與要求12九測量資料的處理及應(yīng)用13i*監(jiān)控量測管理等級和工作流程 14十一監(jiān)控量測預(yù)警處理 16十二安全保證措施17老頂山隧道監(jiān)控量測施工方案編制目的1、監(jiān)控量測是隧道施工過程中，對圉巖支護體系的穩(wěn)定狀態(tài)進行監(jiān)測，為初期支護參數(shù)的調(diào)整利二襯施工的時機提供依據(jù)，是確保施 工安全和結(jié)構(gòu)安全可靠、指導(dǎo)施工過程和施工安全監(jiān)控的重要手段, 是鐵路隧道施工作業(yè)中

2、關(guān)鍵的重要作業(yè)環(huán)節(jié)。2、通過對圍巖變化情況及支護結(jié)構(gòu)的觀察和動態(tài)量測，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行歸納整理，綜合評價隧道在施工過程中的安全性，并提出注 意事項和建議，以達到合理安排施工工序、進行日常施工管理、確保 施工安全、修改設(shè)計參數(shù)和積累資料的冃的。3、通過對圍巖和支護的變形量測，對測量數(shù)據(jù)進行分析處理與必要的計算和判斷后，及時進行預(yù)測和反饋，掌握圍巖和支護的動態(tài) 信息并及時反饋給監(jiān)理單位、設(shè)計單位、建設(shè)單位，以便指導(dǎo)施工作 業(yè)和業(yè)主、設(shè)計作出決策等。4、經(jīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析處理與必要的計算和判斷后，進行預(yù)測和反饋，以保證施工安全和隧道圍巖及支護襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。5、為加強鐵路隧道施工質(zhì)量安全管理，充分發(fā)揮監(jiān)

3、控量測在隧道安全質(zhì)量管理中的作用，規(guī)范太焦鐵路隧道施工監(jiān)控量測工作，實 現(xiàn)精品工程的目標，全面落實“六位一體”管理要求，進一步規(guī)范太 焦鐵路工程建設(shè)工作，確保太焦鐵路山西段tjqz-8標隧道施工達到 規(guī)范化、標準化的要求，增強質(zhì)量意識、安全意識、文明施工意識， 進一步提高工程管理水平，保證本項目既定目標的實現(xiàn)，根據(jù)國家有 關(guān)法律、法規(guī)和鐵道部、建設(shè)部的有關(guān)規(guī)定，大西鐵路客運專線有限 責(zé)任公司相關(guān)管理規(guī)定及大西鐵路客專公司工程管理類文件匯編管 理手冊，結(jié)合太焦鐵路實際情況，特編制本隧道監(jiān)控量測方案。二編制依據(jù)(1) 高速鐵路工程測量規(guī)范(tb10601-2009)(2) 精密工程測量規(guī)范(gb/

4、t15314-94)(3) 鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程(q/cr9218-2015)(4) 鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程(tb 10304-2009)(5) 國家一、二等水準測量規(guī)范(gb 12897-2006)(6) 建筑變形測量規(guī)范(jgj8-2007)(7) 大西鐵路客運專線有限責(zé)任公司下發(fā)大西鐵工管【2016】 34號文(8) 太焦城際鐵路山西有限責(zé)任公司相關(guān)管理辦法(9) 太焦鐵路山西段標準化管理手冊(10) 太焦鐵路tjzq-8標實施性施工組織設(shè)計。(11) 國家安全監(jiān)管總局、交通運輸部、國務(wù)院國資委、國家鐵 路局下發(fā)的隧道施工安全九條規(guī)定(安監(jiān)總管二【2014】104號)(12)

5、關(guān)于進一步明確軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道設(shè)計施工 有關(guān)技術(shù)規(guī)定的通知(鐵建設(shè)【2010】120號)。三工程概況老頂山隧道位于山西省長治市郊山門村至小羅村，隧道進口位于 山西省長治市郊老頂山山門村，地勢平坦，進口里程dk214+030,隧 道出口位于山西省長治市郊小羅村，地勢平坦，出口里程dk217+471, 缺口里程dk217+471.54,隧道全長3441m,最人埋深85m,位于 dk215+450dk215+620處，地面高程1060m,隧道進出口里程處交通 便利，隧道穿越山門村、二龍山村、冀家莊村、小羅村。隧道進口為淺埋段洞身穿越地層為新黃土，老黃土。新黃土，黃 褐色，稍密，具有直立性及

6、大孔隙，具有濕陷性。老黃土，褐黃色， 堅硬-硬塑，含碎石土，粗圓礫、姜石。工程地質(zhì)條件一般，上覆土 層薄。dk215+742處斷裂帶為正斷層，斷層上盤為馬家溝組石灰?guī)r、泥 灰?guī)r，產(chǎn)狀330° z2° ,下盤為奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組石灰?guī)r、泥 灰?guī)r，產(chǎn)狀75。z19°老頂山隧道圍巖情況：iii級圍巖445m、iv級圍巖1595m、v級圍 巖（含406m明洞和50m洞門）1401m。（1）必測項目：洞內(nèi)外觀察、拱頂下沉、凈空變化、地表沉降、 拱腳下沉、拱腳位移。（2）必要時選測以下項冃：圍巖壓力。鋼架壓力。噴射 混凝土壓力。二次襯砌內(nèi)力。初期支護與二次襯砌接觸壓力。 錨

7、桿壓力。圍巖內(nèi)部位移。隧底隆起。爆破震動?？紫端畨?力。水量。縱向位移。根據(jù)老頂山隧道圍巖級別劃分，按設(shè)計要求進行監(jiān)控量測測點布 置，合理配置專業(yè)監(jiān)控量測人員及儀器設(shè)備。監(jiān)控量測小組根據(jù)施工 進度，及時進行觀測點埋點及初始值數(shù)據(jù)采集，嚴格按鐵路隧道監(jiān)控 量測技術(shù)規(guī)程執(zhí)行。老頂山隧道圍巖分級統(tǒng)計表序號施工段落圍巖等級起點里程終點里程長度1dk214+030dk215+0301000v2dk215+030dk215+110801112dk215+110dk215+300190tv3dk215+300dk215+750450iii4dk215+750dk215+79040v5dk215+790dk2

8、15+950160iv6dk215+950dk216+220270v7dk216+220dk217+3851165tv8dk217+385dk217+47186v五測量組織及儀器設(shè)備5.1人員組織本工區(qū)監(jiān)控量測管理實行統(tǒng)一管理，以監(jiān)控量測數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工作 業(yè)，督導(dǎo)數(shù)據(jù)采集、量測頻率、測點布置、施測方法等環(huán)節(jié)是否按規(guī) 范要求進行，成立監(jiān)測小組。形成監(jiān)控量測管理制度，成立監(jiān)控量測 組織機構(gòu)定期對工區(qū)監(jiān)控量測執(zhí)行情況進行檢查和指導(dǎo)。在監(jiān)控量測 開始前由工區(qū)長王建斌對工程技術(shù)人員、監(jiān)控量測人員進行業(yè)務(wù)培 訓(xùn)。組長王建斌副組長趙書濤、榮常偉組員1組員組員組員組員劉召/劉超徐瓊鵬/杜曉勇吳銳丿老頂山隧道的監(jiān)

9、控量測小組，組長由工區(qū)長王建斌擔任，實行領(lǐng) 導(dǎo)負責(zé)制，副組長分別由項目總工趙書濤、工程部部長榮常偉擔任， 作業(yè)隊監(jiān)控量測小組服從工區(qū)項目部的領(lǐng)導(dǎo)安排，負責(zé)監(jiān)控量測數(shù)據(jù) 的采集，通過真實的量測數(shù)據(jù)進行施工分析，及時信息反饋，指導(dǎo)施 工作業(yè)，并對原始數(shù)據(jù)進行歸檔，監(jiān)測人員崗位必須穩(wěn)定，項目經(jīng)理 部加強監(jiān)控量測管理工作，使監(jiān)控量測落實到實處。5. 2儀器設(shè)備與儀器的精度要求表5. 2-1儀器設(shè)備及精度要求序號監(jiān)控暈測項目量測儀器測試精度備注1洞內(nèi)外觀察數(shù)碼相機2拱頂下沉探卡ts091mm3凈空變化彳來卡ts091mm4地表沉降探卡ts091mm隧道淺埋段5拱腳下沉彳來卡ts091mm6拱腳位移彳來卡

10、ts09lnim表5. 2-2元器件的精度序號元器件測試精度1壓力盒wo. 5%f. s2應(yīng)變計土0. 1%f. s3鋼筋計拉伸 wo. 5%f. s,壓縮土0. 1%f. s5. 3監(jiān)控量測觀測組職責(zé)(1) 監(jiān)控量測觀測組是項目監(jiān)控量測觀測的責(zé)任主體，量測數(shù)據(jù) 保證要真實可靠，詳細地做好觀測記錄，形成數(shù)據(jù)審核制度。積累量 測數(shù)據(jù)，以真實的信息化數(shù)據(jù)正確指導(dǎo)施工，保障安全風(fēng)險。(2) 負責(zé)監(jiān)測網(wǎng)的建立，定制每月對監(jiān)控量測基點復(fù)核制度。(3) 及時整理觀測資料，并及時提交觀測數(shù)據(jù)及初步成果資料。 為觀測數(shù)據(jù)的真實、可靠性負責(zé)。(4) 負責(zé)觀測設(shè)施的保護，盡量確保施工過程中不受擾動或破壞。六 監(jiān)控

11、量測項目及布設(shè)監(jiān)控量測必測項目是隧道工程進行的日常監(jiān)控量測項目，具體監(jiān) 控量測見表61-1所列。隧道監(jiān)控量測必測項目序號監(jiān)控量測項口常用量測儀器備注1洞內(nèi)外觀察現(xiàn)場觀察、數(shù)碼相機2拱頂下沉全站儀3凈空變化全站儀4地表沉降全站儀隧道淺埋段5拱腳下沉全站儀6拱腳位移全站儀開挖工作面的地質(zhì)素描和數(shù)碼成像對于判斷圍巖穩(wěn)定性和預(yù)測 開挖面前方的地質(zhì)條件是十分重要的，必更時進行物理力學(xué)實驗，獲 得圍巖的具體力學(xué)參數(shù)，為施工階段圍巖分級和科學(xué)的信息化施工提 供有效的參考依據(jù)。在進行地質(zhì)素描及數(shù)碼成像的時候，工作面應(yīng)有 良好的照明和通風(fēng)條件，以保證地質(zhì)素描及數(shù)碼成像的效果。1、地表沉降點布設(shè)老頂山隧道dk21

12、4+050dk214+990為淺埋段，開挖后圍巖難以 自穩(wěn)成拱，地表易沉陷，為了確保施工安全，需要進行地表沉降監(jiān)測。 淺埋地表沉降觀測點應(yīng)在隧道開挖前布設(shè)，地表沉降觀測點和隧道內(nèi)監(jiān)測點應(yīng)布置在同一斷面里程，地表沉降觀測點縱向間距5m,橫向 間距5m,隧道頂端加密間距為2. 5m,布置圖見圖6. 1-1。圖6.1-1洞口淺埋段地表沉降觀測點位布置圖地表下沉觀測點應(yīng)在邊、仰坡開挖前取得初始讀數(shù)。2、洞內(nèi)監(jiān)控量測點布設(shè)凈空位移量測、拱頂下沉量測在同一斷而上進行布設(shè)，如因圍巖 及開挖方法、隧道內(nèi)管線位置等原因時，進行適當調(diào)整。凈空變化量 測有水平測線量測和斜測線兩種，斜測線的設(shè)置有助于了解垂直方向 的

13、位移變化情況。監(jiān)測點埋設(shè)布置在開挖后12小時內(nèi)完成，埋設(shè)于巖體內(nèi)深度不 少于30cm,外露出初支面5cm,初始讀數(shù)在支護后2小時內(nèi)完成。根據(jù)圍巖類別、隧道尺寸和埋深等，沿隧道縱向在拱頂和邊墻中 布設(shè)測點，測點斷面間距可參照表6. 2-1所列，測點點位布置見圖 6. 2-1 o表6. 2-1洞內(nèi)監(jiān)控量測斷面間距圍巖等級斷面間距（m）v5vi10iii30-50預(yù)埋測點由鋼筋加工而成，采用沖擊電錘或風(fēng)鉆鉆孔，埋入鋼筋釆用直徑不小丁 20mm的鋼筋，前端外露鋼筋與埋入鋼筋焊接，直徑不小于6mm,加工成三角形。測點用快凝水泥或錨固劑與圍巖錨固穩(wěn)定，埋入圍巖深度不小于30cm,若圍巖破碎松軟，應(yīng)適當增加

14、測點埋入深度，預(yù)埋測點嚴禁焊接在鋼架或鋼筋網(wǎng)上。如圖所示。初期支護圍巖-芒&o *6 20mm螺紋鋼筋，埋入 圍巖深度不小于200min6mm鋼筋 邊長劉50mm的正三角焊接鋼板，貼反光膜按設(shè)計要求嚴格進行隧道開挖工法。本隧道有crd工法、三臺階 法、三臺階臨時仰拱法、臺階法。拱頂在隧道中線設(shè)1處沉降觀測點, 具體觀測點布設(shè)如下圖：（1）采用臺階法開挖時，在上臺階的拱腳以上50cm處增加一條 水平收斂量測線01-02；下臺階施工吋在內(nèi)軌頂面以上50cm處再布 設(shè)一條水平收斂量測線03-04；拱頂設(shè)沉降觀測點00； 2條斜測線分 別為00-01, 00-02o測點布置見圖6. 2-1 o

15、0204圖6. 2-1臺階法施工測點布置示意圖(拱頂測點和兩條水平測線、兩條斜線)(2) 采用三臺階法開挖時，拱頂設(shè)1處沉降觀測點00,上臺階拱腳上50cm設(shè)水平收斂點01-02,中臺階拱腳上50cm設(shè)水平收斂 點03-04,下臺階拱腳上50cm設(shè)水平收斂點05-06； 4條斜測線分別為 00-01、00-02、0003、00-04o0406圖6. 2-2三臺階法施工測點布置示意圖(拱頂測點和三條水平測線、四條斜測線)(3) 采用crd工法開挖吋，上部拱腳上50cnr設(shè)水平收斂01-02.08-09及斜測線00-01、00-02；中部設(shè)水平收斂0304、10-11；下部設(shè)水平收斂05-06、1

16、2-13；拱部設(shè)沉降觀測點00、07o測點布置 見圖6. 2-3。圖6. 2-3 crd工法施工測點布置示意圖地表沉降觀測點采用沉降觀測標，在測點處挖長20cm、寬20cm、 深40cm的方坑，用混凝土將觀測標澆筑。監(jiān)控量測點位統(tǒng)一標識牌了尺寸為30cm*40cni。如圖6. 4-1所示。巖監(jiān)控量測牌里程觀測日期國巖級別初始讀數(shù)時間s測記錄初始讀數(shù)本次變形里累計變形里拱頂沉隆gdoo水平測線收斂sl01 - sl02水平測線收islo3-slo4水平測線收斂sl05-sl06狀態(tài)判定負責(zé)人測里人員xxxx爍團太焦鐵路tjzq-x標項目經(jīng)理部xxx隧道圖6. 4-1監(jiān)控量測標識牌測點如果被破壞，

17、應(yīng)在被破壞測點附近補埋。如果測點出現(xiàn)松動,則應(yīng)及時加固，加固當天的量測數(shù)據(jù)無效，待測點加i古i后重新讀取初 讀數(shù)。地表下沉和拱頂下沉量測工作基點應(yīng)與洞內(nèi)外基點聯(lián)測。監(jiān)控量測點采用反射貼片配合全站儀建站測量，起始讀數(shù)宜在2小時內(nèi)完成。測點應(yīng)牢固可靠、易于識別，并注意保護。洞內(nèi)觀察分為開挖工作面觀察和初期支護狀況觀察兩部分。開挖 工作面觀察應(yīng)在每次開挖后進行，此時圍巖基本無變化，可每天進行 一次。對初期支護的觀察也應(yīng)每天至少進行一次，觀察內(nèi)容包括噴射 混凝土的現(xiàn)況。洞外觀察包括邊仰坡穩(wěn)定、地表水滲透、地表裂隙等觀察。地表下沉量測頻率與拱頂下沉和凈空收斂的量測頻率相同。地表 下沉量測應(yīng)在隧道邊、仰坡

18、開挖前布設(shè)與量測，直至二次襯砌結(jié)構(gòu)封 閉、下沉量穩(wěn)定方可結(jié)束監(jiān)控量測觀測。七量測頻率凈空水平收斂量測和拱頂下沉量測采用相同的量測頻率。量測頻率見表7-1和7-2。出現(xiàn)異常情況或不良地質(zhì)時，應(yīng)加大監(jiān)控量測頻率。表7-1按距開挖而距離確定的監(jiān)控量測頻率監(jiān)控量測斷面距開挖工作面距離（in）監(jiān)控量測頻率（0 1）b2次/d（1 2）b1次/d（2 5）b1 次/ （2d-3d）>5b1 次/7d注:b為隧道開挖寬度，老頂山隧道的開挖寬度按14. 5米計算。表7-2 按位移速度確定的監(jiān)控量測頻率位移速度（nun/d）監(jiān)控量測頻率252次/d151次/d0. 511 次 / （2d 3d）0. 20

19、. 51 次 /（3d）<0. 21 次 /（7d）八監(jiān)控量測方法與要求表8-1監(jiān)控測量方法與要求序 號量測 項目測點布置量測方法與要求備注1洞內(nèi)觀 察無目視觀察方法，對圍巖和支護作以下觀 察：1.地質(zhì)觀察：隧道在放炮后一次 噴混凝土前進行，每天開挖后均應(yīng)繪制 地址素描圖，用以核對圍巖類別及判斷 支護對圍巖穩(wěn)定性。2.檢查噴射混凝土有無裂損及發(fā)展，錨 桿有無松動，鋼架支護工作狀態(tài)等，并 做好相應(yīng)記錄。地質(zhì)描述應(yīng)貫穿整 個隧道施工全過 程，以便及時掌握 圍巖的工程地質(zhì)， 核對圍巖分類，觀 察支護系統(tǒng)受力情 況，為安全施工提 供直觀的、必要的 信息。2水平收 斂按設(shè)計要求采用全站儀進行量測，

20、開挖后按要求迅 速埋設(shè)監(jiān)測點并編號，初讀數(shù)應(yīng)在開挖 后2h內(nèi)讀取，最遲不得大于6h,而且在 下一循環(huán)開挖前必須完成初使讀數(shù)，測 點應(yīng)牢固可靠，易于識別并妥為保護。以量測結(jié)果判斷施 工安全與否及確定 二襯砌施工時間的 主要信息。3拱腳下 沉按設(shè)計要求釆用全站儀進行量測，開挖后按要求迅 速埋設(shè)監(jiān)測點并編號，初讀數(shù)應(yīng)在開挖 后2h內(nèi)讀取，最遲不得大于6h,而且在 下一循環(huán)開挖前必須完成初使讀數(shù)，測 點應(yīng)牢固可靠，易于識別并妥為保護。以量測結(jié)果判斷施 工安全與否及確定 二襯砌施工時間的 主要信息。4拱頂下 沉按設(shè)計要求采用全站儀進行量測，開挖后按要求迅 速埋設(shè)監(jiān)測點并編號，初讀數(shù)應(yīng)在開挖 后2h內(nèi)讀取

21、，最遲不得大于6h,而且在 下一循環(huán)開挖前必須完成初使讀數(shù)，測 點應(yīng)牢固可靠，易于識別并妥為保護以量測結(jié)果判斷施 工安全與否及確定 二襯砌施工時間的 主要信息。5地表沉降按設(shè)計要求采用全站儀進行量測，測點應(yīng)牢固可靠， 易于識別并妥為保護以量測結(jié)果判斷施 工安全與否及確定 二襯砌施工時間的 主要信息。6拱腳位 移按設(shè)計要求釆用全站儀進行量測，測點應(yīng)牢固可靠， 易于識別并妥為保護以量測結(jié)果判斷施 工安全與否及確定 二襯砌施工時間的 主要信息。九測量資料的處理及應(yīng)用3根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，繪制水平相對凈空變化、拱頂下沉?xí)r 態(tài)曲線進行分析。b觀測及量測發(fā)現(xiàn)異常時，應(yīng)及時修改支護參數(shù)。一般正常狀態(tài) 必須

22、同時滿足以下條件：（1）噴射混凝土表面無裂縫或僅有少量微裂縫。（2）位移速度除最初1-2天允許有加速外，應(yīng)迅速減少。（3）圉巖量測頻率根據(jù)現(xiàn)場圍巖變化速率進行確定，各項量測工 作均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后2-3周后結(jié)束。當位移長期沒有減緩趨 勢時，應(yīng)適當延長量測時間。c位移很快達到穩(wěn)定且圍巖狀況比預(yù)計要好時，應(yīng)適當根據(jù)現(xiàn)場實際調(diào)整初期支護的施作時間。d量測數(shù)據(jù)應(yīng)及時匯總分析、上報，以備檢查和繼續(xù)量測。e實時分析：每天根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)及時進行分析，發(fā)現(xiàn)安全隱患應(yīng)分析原因并提交異常報告。同時暫停施工，加大監(jiān)測頻率，并采取加固措施，保證隧道施工安全。報警值為收斂數(shù)據(jù)日變化量5mm/d,拱頂累計沉降10

23、0mm。f階段分析：按周、月進行階段分析，總結(jié)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的變化 規(guī)律，對施工情況進行評價，提交階段分析報告，指導(dǎo)后續(xù)施工。如 有異常情況，及時釆取措施消除安全隱患。每個斷面為一個完整的作業(yè)區(qū)。施工程序為：施工準備-埋設(shè)斷 面測點f采集數(shù)據(jù)f進行數(shù)據(jù)整理分析一錄入信息化系統(tǒng)一信息反饋指導(dǎo)施工f檢驗驗收。用巖檔于艷定闔巖不穩(wěn)定 報監(jiān)理單位確認 降低監(jiān)測頻率采集數(shù)據(jù)停止掘進，加強支護數(shù)據(jù)整理分析ais巖a入危險狀態(tài)監(jiān)控量測工藝流程圖十監(jiān)控量測管理等級和工作流程采用變形總量和變形速率對隧道安全進行等級管理。位移管理等級（見表10-1）及采取措施（見表10-2） o表10-1位移管理等級等級 變形奩總

24、正常 （綠色）預(yù)警二級（黃 色）預(yù)警一級（紅色）備注圍巖 級別iii<4040 80>80iv<5050 100>100v、vi<7575 150>150注:“”含義為包括上、下限值表10-2措施對應(yīng)表安全等級處理措施正常（綠色）正常施工預(yù)警二級（黃色）加強監(jiān)測，必要時采取網(wǎng)噴混凝土等措施進行補強預(yù)警一級（紅色）暫停施工，增設(shè)橫、豎支撐進行搶險，后續(xù)施工時，應(yīng)加強 支護，調(diào)整施工工法。測點位移速率5mm/d時，需在施工現(xiàn)場進行原因分析，并采取 處理措施。變形總量應(yīng)控制在管理等級范圍內(nèi)，當變形總量未達到控制基準 時，釆用變形速率的人小對穩(wěn)定狀態(tài)進行判斷和控制。監(jiān)控量測數(shù)據(jù)整理、分析和反饋應(yīng)符合下列要求，監(jiān)控量測信息 化系統(tǒng)工作流程見圖10-2。每次監(jiān)控量測后應(yīng)及時通過