隧道圍巖監(jiān)測方案

1、1 編制依據(jù)1.1 蘭渝鐵路LYS-11標(biāo)段設(shè)計(jì)圖紙、隧參圖及施工調(diào)查資料； 1.2 鐵路隧道施工規(guī)范TB10204-2002；1.3 鐵路隧道工程施工技術(shù)指南TZ204-2008；1.4 鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程TB10121-2007；1.5 蘭渝鐵路隧道圍巖監(jiān)控量測管理實(shí)施細(xì)則（蘭渝鐵安質(zhì)【2009】50號(hào)）1.6 路橋集團(tuán)蘭渝鐵路LYS-11標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部文件隧道圍巖監(jiān)控量測管理實(shí)施細(xì)則2 編制范圍本方案僅適用于蘭渝鐵路LYS-11標(biāo)段四分部（DK714+200DK754+000）范圍內(nèi)隧道施工。隧道工程數(shù)量一覽表序號(hào)隧道名稱中心里程隧道長度(m)備注1雨臺(tái)山隧道DK714+739129

2、42趙家灣隧道DK721+92011823胡家灣一號(hào)隧道DK722+9366034胡家灣二號(hào)隧道DK724+5812025胡家灣三號(hào)隧道DK725+0552306劉家溝一號(hào)隧道DK725+5775507劉家溝二號(hào)隧道DK730+9868478柴家灣隧道DK731+3609609謝家灣隧道DK731+7601653 工程概況本標(biāo)段隧道位于四川省南充市閬中市和南部縣境內(nèi)，地處四川東北部丘嶺地區(qū)。設(shè)計(jì)圍巖為級(jí)。設(shè)計(jì)列車行車速度200Km/h（預(yù)留提速條件）。洞口為V級(jí)淺埋圍巖。隧道海拔高程在300m500m，地形起伏相對(duì)較小，地貌屬殘丘剝蝕地貌山地。氣象為濕熱氣候。本標(biāo)段隧道所處位置地表水主要為山間

3、溪溝及次級(jí)小河流，地表水不發(fā)育，一般流程較短，流量受大氣降雨控制，因季節(jié)變化而變化，以蒸發(fā)、下滲和徑流等形式排泄，冬季基本干涸。巖性主要為泥巖、砂巖，上覆第四系全新統(tǒng)坡殘積及崩坡積粉質(zhì)粘土，下伏侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)（J39）砂巖、泥灰。隧道通過深層天然氣影響區(qū)，為低瓦斯隧道，施工中應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)、監(jiān)測及通風(fēng)工作，防止瓦斯積聚而引起燃燒、爆炸。4 圍巖監(jiān)控總體方案現(xiàn)場監(jiān)控量測是隧道現(xiàn)代化施工管理的重要組成部分，它不僅能指導(dǎo)工作，預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，確保安全，而且通過現(xiàn)場監(jiān)測獲得圍巖動(dòng)態(tài)和支護(hù)工作狀態(tài)的信息（數(shù)據(jù)），為修正和確定初期支護(hù)參數(shù)，混凝土襯砌支護(hù)時(shí)間提供依據(jù)。監(jiān)控量測是施工過程中必不可少的一道施工

4、程序，用于監(jiān)測隧道各施工階段圍巖和支護(hù)狀態(tài)，確保施工安全，而且通過對(duì)圍巖支護(hù)體系的穩(wěn)定性狀態(tài)的監(jiān)測和評(píng)價(jià)，為初期支護(hù)和二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)，同時(shí)確定二次襯砌和仰拱的施做時(shí)間，從而達(dá)到確保施工及結(jié)構(gòu)安全、指導(dǎo)施工順序、便利施工管理的目的。4.1隧道監(jiān)控量測的目的和意義現(xiàn)場監(jiān)控量測是“新奧法原理”的三大要素之一，是復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)、施工的核心技術(shù)。隧道按“新奧法”原理組織施工，施工中加強(qiáng)監(jiān)控量測對(duì)準(zhǔn)確判定圍巖的安全狀態(tài)、合理確定二次襯砌的施作時(shí)間、支護(hù)方案的可行性，以便及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整支護(hù)參數(shù)，修正施工方法及施工程序，確保施工安全?，F(xiàn)場監(jiān)控量測是在隧道施工過程中，通過對(duì)圍巖、地表變形以及支

5、護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)、支護(hù)與支護(hù)之間接觸壓力等量測，了解隧洞開挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程中圍巖和結(jié)構(gòu)物的變形情況、相互作用及其規(guī)律，掌握圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài)信息并及時(shí)反饋、指導(dǎo)施工作業(yè)，以保證施工安全，必要時(shí)修改支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工工藝和參數(shù)，構(gòu)成一個(gè)完整的信息化設(shè)計(jì)和施工過程。4.2隧道監(jiān)控量測的主要項(xiàng)目施工監(jiān)控量測是在隧道開挖過程中，使用各種量測儀表和工具對(duì)圍巖變化情況和支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)進(jìn)行量測，及時(shí)提供圍巖穩(wěn)定程度和支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性的安全信息，預(yù)見事故和險(xiǎn)情，作為調(diào)整和修改支護(hù)設(shè)計(jì)的依據(jù)，并在復(fù)合式襯砌中，依據(jù)量測結(jié)果確定兩次襯砌施做時(shí)間。根據(jù)隧道圍巖的多樣性及不良地質(zhì)地段多的特點(diǎn)，為加強(qiáng)施工

6、過程的監(jiān)控量測，確保施工安全，我們擬采用信息化施工監(jiān)控量測技術(shù)和實(shí)用的量測圍巖應(yīng)力-應(yīng)變方法，控制圍巖變形，掌握準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，修正參數(shù)，指導(dǎo)施工。各級(jí)圍巖量測項(xiàng)目分必測項(xiàng)目(A 類)和選測項(xiàng)目(B 類)。必測項(xiàng)目是用以判斷圍巖的變化情況和支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的經(jīng)常性量測。具體監(jiān)控量測項(xiàng)目見下表。監(jiān)控量測必測項(xiàng)目序號(hào)監(jiān)測項(xiàng)目測試方法和儀表測試精度備注1洞內(nèi)外、觀察現(xiàn)場觀察、地質(zhì)羅盤、數(shù)碼相機(jī)2襯砌前凈空變化隧道凈空變化測定儀（收斂計(jì)、全站儀）0.1mm3拱頂下沉水準(zhǔn)測量的方法，水準(zhǔn)儀、鋼掛尺或全站儀1mm一般進(jìn)行水平收斂量測4地表下沉水準(zhǔn)測量的方法，水準(zhǔn)儀、鋼掛尺或全站儀1mm淺埋隧道必測（H02b）

7、5二次襯砌后凈空變化隧道凈空變化測定儀（收斂計(jì)、隧道激光斷面儀）0.01mm備注：H0隧道埋深；b隧道最大開挖寬度。選測項(xiàng)目是用以判斷隧道圍巖松動(dòng)狀態(tài)、噴錨支護(hù)效果和積累資料為目的的量測。監(jiān)控量測選測項(xiàng)目序號(hào)監(jiān)控量測項(xiàng)目常用量測儀器測試精度備注1圍巖壓力壓力盒0.001MPa2鋼架內(nèi)力鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)0.1 MPa3噴混凝土內(nèi)力混凝土應(yīng)變計(jì)104二次襯砌內(nèi)力混凝土應(yīng)變計(jì)、鋼筋計(jì)0.1 MPa5初期支護(hù)與二次襯砌間接觸壓力壓力盒0.001MPa6錨桿軸力鋼筋計(jì)0.1 MPa7圍巖內(nèi)部位移多點(diǎn)位移計(jì)0.1mm8隧底隆起水準(zhǔn)儀、銦鋼尺或全站儀9爆破振動(dòng)振動(dòng)傳感器、記錄儀臨近建筑物10孔隙水壓力水壓計(jì)1

8、1水量三角堰、流量計(jì)12縱向位移多點(diǎn)位移計(jì)、全站儀13地表下沉水準(zhǔn)儀、銦鋼尺或全站儀1mmH02b14圍巖彈性波速度彈性波測試儀11備注：H0隧道埋深；b隧道最大開挖寬度。量測項(xiàng)目主要內(nèi)容及頻率項(xiàng)目名稱方法及工具布 置測試時(shí)間115天6天1個(gè)月13個(gè)月3個(gè)月以上地質(zhì)及支護(hù)狀態(tài)觀察巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及支護(hù)裂縫觀察和描述，地質(zhì)羅盤開挖后及初期支護(hù)后進(jìn)行每次掘進(jìn)后及初期支護(hù)后周邊位移JSS30A型數(shù)顯收斂計(jì)每1050米一個(gè)斷面每斷面23個(gè)測點(diǎn)1次/天1次/2天1次/周2次/月拱頂下沉水平儀、水準(zhǔn)尺、鋼尺或測桿每1050米一個(gè)斷面1次/天1次/2天1次/周2次/月地表下沉 （洞口段）水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺每55

9、0m一個(gè)斷面，每斷面至少7個(gè)測點(diǎn)、每隧道至少2個(gè)斷面。中線每520m一測點(diǎn)。開挖面距量測斷面前后2B時(shí)，1次/天開挖面距量測斷面前后5B時(shí)，1次/2天開挖面距量測斷面前后5B時(shí)，1次/周錨桿拉拔力拉拔器每10米一斷面，每斷面3根錨桿錨桿注漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后施工的初期階段、位移及下沉量大或地質(zhì)變化顯著時(shí)，量測斷面間距可取較小值；當(dāng)施工進(jìn)行到一定程度，地質(zhì)良好，且位移下沉量較小時(shí)，量測間距可取表中較大值，根據(jù)情況也可加大，但在圍巖突變處和較軟弱結(jié)構(gòu)面處應(yīng)增設(shè)量測斷面和測點(diǎn)；用臺(tái)階法開挖時(shí)，下半斷面開挖越靠近上半量測斷面，量測頻率應(yīng)適當(dāng)增加，以便掌握位移（下沉）的變化；如果圍巖位移（下沉）量較大，出現(xiàn)

10、位移速度加速等情況，量測頻率應(yīng)適當(dāng)增加，另外，進(jìn)行洞內(nèi)狀態(tài)觀測時(shí)應(yīng)對(duì)每個(gè)開挖面都進(jìn)行觀察，一般應(yīng)每天觀察一次。二次襯砌施做在滿足下列要求時(shí)進(jìn)行：各測試項(xiàng)目的位移速率明顯收斂、圍巖基本穩(wěn)定；已產(chǎn)生的各項(xiàng)位移已達(dá)到預(yù)計(jì)總位移量的80%90%；周邊位移速率小于0.10.2mm/d，或拱頂下沉速率小于0.070.15mm/d。位移變化過大或有突變情況發(fā)生時(shí)，上報(bào)監(jiān)理和業(yè)主處理。4.3圍巖量測小組組織機(jī)構(gòu)施工監(jiān)測是施工過程中的一道不可忽視的工序，為確保施工監(jiān)測質(zhì)量，真正做到信息化指導(dǎo)施工，確保施工安全、順利進(jìn)行，成立監(jiān)測管理小組，實(shí)行監(jiān)測質(zhì)量專人責(zé)任制，由有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)監(jiān)測人員組成，制定實(shí)施性計(jì)劃使監(jiān)測按

11、計(jì)劃有步驟地進(jìn)行。圍巖量測小組組織機(jī)構(gòu)如下：組長： 劉國波副組長：連殿云組員：各隧道工班長、技術(shù)員、測量員4.4施工監(jiān)測流程圖施工監(jiān)測及信息反饋流程圖4.5量測方法及要求測量前檢查儀器設(shè)備是否完好，若發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)進(jìn)行修理或更換；確認(rèn)測點(diǎn)是否松動(dòng)或發(fā)生人為破壞，只有測點(diǎn)狀態(tài)良好時(shí)方可進(jìn)行測試工作。測量中按各項(xiàng)測量操作規(guī)程安裝好測試儀器，每測點(diǎn)一般讀數(shù)三次，三次讀數(shù)相差不大時(shí)取算術(shù)平均值作為觀測值，測點(diǎn)由于人為破壞、松動(dòng)時(shí)需要進(jìn)行重新布點(diǎn)及時(shí)觀測。測試完畢后檢查儀器，做好養(yǎng)護(hù)保管工作。及時(shí)進(jìn)行資料整理。4.5.1圍巖及支護(hù)狀態(tài)監(jiān)測開挖工作面的觀察，在每個(gè)開挖面進(jìn)行，特別是在軟弱圍巖地段，開挖后應(yīng)立

12、即進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，繪出地質(zhì)素描圖。若遇特殊地質(zhì)情況時(shí)，應(yīng)派專人進(jìn)行不間斷的觀察。設(shè)專人負(fù)責(zé)施工中水文、地質(zhì)的觀察和素描，及環(huán)境水侵蝕和膨脹性圍巖的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取有效措施。開挖后立即進(jìn)行工程及水文地質(zhì)、巖層結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、節(jié)理裂隙發(fā)育程度及其方向、開挖面的穩(wěn)定狀態(tài)、涌水情況、是否有底板隆起等的觀察；對(duì)已初期支護(hù)地段，加強(qiáng)對(duì)圍巖動(dòng)態(tài)情況的觀察：錨桿的受力變形情況、噴射砼是否發(fā)生裂隙和剝離現(xiàn)象、拱架是否受壓變形等，并做好觀測記錄及影像資料。4.5.2拱頂下沉量測拱頂下沉量測點(diǎn)在初期支護(hù)后施做，用風(fēng)鉆鑿40mm、深200mm的孔，用錨固劑填滿再插入測點(diǎn)固定桿，待砂漿凝固后即可進(jìn)行量測工作。拱頂下沉點(diǎn)

13、和凈空變化點(diǎn)應(yīng)布置在同一斷面內(nèi)，每10m布設(shè)一個(gè)量測點(diǎn)。支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)要注意保護(hù)觀測點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)測點(diǎn)被埋或損毀，要盡快重新設(shè)置，保證量測數(shù)據(jù)不中斷。拱頂下沉量測測點(diǎn)，一般布置在拱頂中部，每斷面布置1點(diǎn)，當(dāng)遇到其它障礙時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)位置。拱頂下沉量測布點(diǎn)如下圖。量測儀器：精密水平儀、因瓦尺、掛鉤式鋼尺測量方法：采用水平儀、水準(zhǔn)尺、掛鉤式鋼尺配合測量拱頂下沉，精度達(dá)1mm。拱頂下沉量測點(diǎn)布置示意圖4.5.3水平收斂（周邊位移）量測量測斷面相應(yīng)進(jìn)程處，即每10m布設(shè)一個(gè)量測斷面，且與拱頂下沉觀測點(diǎn)在同一量測斷面上。測點(diǎn)用風(fēng)鉆打眼埋設(shè)好固定桿，并在外露桿頭設(shè)掛鉤。測點(diǎn)大小適中。支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)要注意保護(hù)

14、觀測點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)測點(diǎn)被埋或損毀，要盡快重新設(shè)置，保證量測數(shù)據(jù)不中斷。水平收斂量測測點(diǎn)，一般布置在兩側(cè)拱腰，每斷面布置兩點(diǎn)，當(dāng)遇到其它障礙時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)位置。測量儀器：JSS30A型數(shù)顯收斂計(jì)測量方法：采用JSS30A型數(shù)顯收斂計(jì)測量水平收斂值（詳見下圖）注：五級(jí)圍巖布置兩條基線，四級(jí)圍巖可只布置一條基線水平收斂量測布點(diǎn)示意圖4.5.4地表下沉量測淺埋隧道地表沉降測點(diǎn)應(yīng)在隧道開挖前布設(shè)。地表沉降測點(diǎn)和隧道內(nèi)測點(diǎn)應(yīng)布置在同一斷面里程。地表沉降測點(diǎn)橫向間距為25m，且沒斷面不少于7個(gè)點(diǎn)。在隧道中線附近測點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)加密，隧道中線兩側(cè)量測范圍不應(yīng)小于Ho + B，地表有控制性建(構(gòu))筑物時(shí).量測范圍應(yīng)活當(dāng)

15、加寬。其測點(diǎn)布置如下圖。測量儀器：精密水平儀、因瓦尺測量方法：采用精密光學(xué)水平儀、水準(zhǔn)尺配合測量地表沉降。每個(gè)斷面均繪制下沉?xí)r間曲線。用經(jīng)緯儀將所有測點(diǎn)設(shè)置在同一直線上。地表下沉橫向測點(diǎn)布置示意圖4.5.5錨桿拉拔力檢測初期支護(hù)完成后，每10米進(jìn)行一次錨桿拉拔力檢測，每次檢測至少選擇3跟錨桿作為一組進(jìn)行抗拔力試驗(yàn)。檢測儀器：錨桿拉拔儀。檢測方法：使用拉拔儀在實(shí)際施工現(xiàn)場進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)拉拔儀要與錨桿外露部分平行，加力時(shí)應(yīng)均勻緩慢，拉拔儀應(yīng)固定牢固，并有安全保護(hù)設(shè)施。5 量測頻率及變形管理等級(jí)量測頻率：洞內(nèi)觀測分為開挖工作面觀測和初期支護(hù)狀態(tài)觀測兩部分。開挖觀測應(yīng)在每次開挖后進(jìn)行，地質(zhì)情況變化不大時(shí)

16、，可每天進(jìn)行一次。對(duì)初期支護(hù)的觀測也應(yīng)每天至少進(jìn)行一次。凈空水平收斂和拱頂下沉量測采用相同的量測頻率。量測頻率表位移速度（mm/d）量測斷面距開挖斷面距離量測頻率5（01）B2次/d15（12）B1次/d0.51（25）B1次/23d0.55B1次/7d（注：B為隧道最大開挖寬度）隧道極限相對(duì)位移可參照下表選用。隧道周邊允許相對(duì)位移（%）圍巖級(jí)別隧道埋深h(m)5050300300500拱腳水平相對(duì)位移0.030.10.080.40.30.60.10.30.20.80.71.20.20.50.42.01.83.0拱頂相對(duì)下沉0.030.060.040.150.120.300.060.100.080.400.300.800.080.160.141.100.801.40（注：相對(duì)位移值為實(shí)測位移值與兩測點(diǎn)間距離之比，或拱頂位移實(shí)測值與隧道寬度之比）根據(jù)量測結(jié)果管理等級(jí)指導(dǎo)施工，量測管理等級(jí)見下表變形管理等級(jí)管 理 等 級(jí)管 理 位 移施 工 狀 態(tài)UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)U2U0/3應(yīng)采取特殊措施（注：U-實(shí)測位移值；U0-最大允許位移值）錨桿拉拔力試驗(yàn)同組錨桿28天的抗拔力平均值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，每根錨桿的抗拔力最低值不